2.6.4. Стеклообразное состояние.

При низкой температуре деформация мала. Она мало увеличивается с температурой. Аморфный полимер ведет себя при низких температурах как стекло. Мы говорим, что полимер находится в стеклообразном состоянии.

Начиная с некоторой температуры, называемой температурой стеклования Т_с, деформация начинает увеличиваться и, наконец, достигает несколько десятков, а при снятии кривой в режиме растяжения – и сотен процентов. При дальнейшем нагревании деформация снова мало зависит от температуры, что на кривой выражается наличием протяженного плато. Промежуточная область между температурой стеклования и температурой выхода на плато носит название переходной области. Полимер при этом деформируется «вяло»: он перестал быть жестким стеклообразным телом и не стал еще эластичным, как хорошая резина. Его механическое поведение напоминает поведение при изгибе полоски натуральной кожи или линолеума, которые, будучи изогнутыми, медленно возвращается в исходное положение.

2.6.5. Высокоэластическое состояние.

При температуре выхода на плато полимер переходит в развитое высокоэластическое состояние. Он легко деформируется при действии силы и быстро возвращается в исходное положение после снятие груза. Такая деформация непременно связана с изменением формы макромолекулярных статистических клубков и поэтому называется высокоэластической деформацией, а полимер во всем интервале температур, ограниченном плато на термомеханической кривой, находится в высокоэластическом состоянии.

2.6.5. Вязкотекучее состояние.

Высокоэластическая деформация, величина, которая определятся изменением формы макромолекулярных клубков, мало зависит от температуры. По этой причине рост деформации под действием той же силы и за тот же промежуток времени, как определено выше, может быть обусловлен только развитием нового типа деформации – деформации вязкого течения. Температура, при которой в полимере обнаруживается заметная деформация вязкого течения, приводящего к появлению изгиба на термомеханической кривой, называется температурой текучести. Выше температуры текучести полимер находится в вязкотекучем состоянии.

Влияние молекулярной массы полимера на температуру текучести. На рисунке показано изменение формы термомеханической кривой для полимергомологов с увеличением их молекулярной массы (М₁<M₂ <M₃<M₄< M₅).

Низкомолекулярные полимергомологи аморфных полимеров могут находиться в двух физических состояниях: стеклообразном и жидком. Их температура стеклования и текучести совпадают.

С повышением молекулярной массы появляется область высокоэластического состояния, которая с повышением молекулярной массы увеличивается. При этом температура стеклования Т_с остается постоянной, а температура текучести Т_т повышается.

Гибкие высокомолекулярные полимеры характеризуются низкомолекулярными значениями Т_с и высокими Т_т, т.е широким температурным интервалом эластичности (от -70 ^оC до 200 ^оC). Жесткие высокомолекулярные соединения имеют высокую Т_с и небольшой интервал эластичности (от 100 ^оC до 160 ^оC).

С увеличением полярности полимера Т_т увеличивается.

Вязкотекучее состояние важно при переработке полимера. Чем ниже Т_т, тем легче перерабатывать полимер, потому что температура переработки оказывается в области сильно развитой текучести. Если Т_т<Т_пл, после плавления полимер сразу переходит в вязкотекучее состояние; Т_т> Т_пл> Т_с, после плавления полимер переходит в высокоэластическое состояние