- •Частина і. Теоретичні основи створення полімерних композиційних матеріалів
- •1. Адгезія полімерів до наповнювачів
- •1.1. Термодинаміка змочування і адгезії
- •1.2. Зміна адгезійної взаємодії модифікацією поверхонь наповнювачів
- •1.3. Змочування і адгезія на апретованих поверхнях
- •1.4. Адгезія полімерів до полімерних армувальних матеріалів
- •1.5. Вплив внутрішніх напружень на адгезію
- •2. Релаксаційні процеси в наповнених полімерах
- •2.1. Вплив структурування і внутрішніх напружень на властивості наповнених полімерів
- •2.2. Релаксаційні процеси в наповнених полімерах
- •3. Вплив наповнювачів на фазові й фізичні стани полімерів
- •3.1. Термомеханічні властивості наповнених полімерів
- •3.2. Реологічні властивості наповнених полімерів
- •3.2.1. Типи реологічної поведінки полімерів
- •3.2.2. В’язкість за зсувного плину
- •3.2.3. Аномалія в’язкості за сталого плину
- •3.3. Наповнені кристалічні полімери
- •4. Механізм посилюючої дії наповнювачів у полімерах
- •4.1. Структуроутворення в полімерах у присутності дисперсних наповнювачів
- •4.2. Механізм дії армувальних і дисперсних наповнювачів у полімерах
- •4.3. Деякі фізико-хімічні аспекти механізму зміцнення полімерів
- •5. Визначення міцності полімерів
- •5.1. Теоретична й технічна міцність
- •5.2. Статистична теорія міцності полімерів
- •6. Типи руйнування полімерів
- •6.1. Особливості будови полімерів, що впливають на їхні механічні властивості
- •6.2. Руйнування полімерів у склоподібному стані
- •6.3. Руйнування полімерів у високоеластичному стані
- •6.4. Пластичне руйнування полімерів
- •6.5. Молекулярні теорії розривної міцності полімерів
- •6.6. Вплив молекулярної маси, структури і молекулярної орієнтації на міцність полімерів
- •6.6.1. Вплив молекулярної маси
- •6.6.2. Вплив структури
- •6.6.3. Вплив орієнтації і температури
- •6.6.4. Вплив молекулярної маси на орієнтацію полімерів
- •7. Старіння й стабілізація полімерних матеріалів
- •7.1. Старіння полімерних матеріалів
- •7.2. Стабілізація полімерних матеріалів
- •7.3. Прогнозування зміни властивостей полімерних матеріалів підчас старіння
- •7.4. Прогнозування світло- і погодостійкості полімерних матеріалів
- •8. Принципи створення композиційних матеріалів
- •8.1. Класифікація і особливості загальних властивостей композиційних матеріалів
- •8.2. Вплив фазової структури полімерних композиційних матеріалів на його властивості
- •8.2.1. Вміст наповнювача
- •8.2.2. Розмір і форма дисперсних частинок
- •8.2.3. Міжфазна взаємодія і властивості міжфазового шару
- •8.3. Композити з армувальним наповнювачем
- •8.3.1. Волокнисті наповнювачі
- •8.3.2. Листові наповнювачі
- •Частина іі. Технологія виробництва полімерних композиційних матеріалів
- •9. Основні терміни і визначення, класифікація полімерних композиційних матеріалів
- •10. Готування композицій
- •10.1. Основні компоненти композиційних матеріалів
- •10.1.1. Зв’язувальні
- •10.1.2. Армувальні матеріали
- •10.1.3. Антиадгезійні речовини
- •10.1.4. Барвники
- •10.1.5. Затверджувачі та інгібітори
- •10.1.6. Загусники
- •10.1.7. Добавки для зниження усадки
- •10.1.8. Речовини, що збільшують ударну в’язкість
- •10.2. Складання рецептури. Вимоги до рецептури і компонентів
- •10.3. Аналіз технологічних властивостей сировини
- •10.3.2. Контроль швидкості й глибини тверднення реактопластів
- •10.4. Технологічні властивості наповнених полімерів
- •10.5. Технологічні стадії готування полімерних композиційних матеріалів
- •10.5.1. Підготовка компонентів до змішування
- •10.5.2. Змішання компонентів полімерних композицій
- •11. Технологія одержання виробів із полімерних композиційних матеріалів
- •11.1. Технологія одержання виробів з термопластичних композицій
- •11.1.1. Екструзія
- •11.1.2. Лиття під тиском
- •11.1.3. Формування твердих термопластів
- •11.1.4. Пресування термопластів
- •11.2. Технологія одержання виробів з термореактивних композицій
- •11.2.1. Ручне викладення і напилювання (контактне формування)
- •11.2.2. Відцентрове формування
- •11.2.3. Пултрузія і намотка
- •11.2.4. Пресування
- •11.2.5. Просочення під тиском у замкненій формі
- •12. Композиційні матеріали на основі полімерної матриці, армованої волокнистими наповнювачами
- •12.1. Склопластики
- •12.2. Боропластики
- •12.3. Базальтопластики
- •12.4. Вуглепластики
- •12.5. Гібридні матеріали
- •12.6. Органопластики
- •Література
6.6. Вплив молекулярної маси, структури і молекулярної орієнтації на міцність полімерів
6.6.1. Вплив молекулярної маси
Зі збільшенням молекулярної маси за температур вище Тс полімери здобувають високоеластичні властивості й стають досить міцними матеріалами. Слід зазначити, що температура склування не залежить від молекулярної маси полімеру, якщо не брати до уваги низькомолекулярних полімергомологів з молекулярною масою, меншою за масу кінетичного сегмента.
Можна вважати, що твердий аморфний полімер знаходиться у склоподібному стані в одному температурному інтервалі незалежно від молекулярної маси. Температура плинності й межі температурного інтервалу високоеластичності лінійного полімеру залежать від його молекулярної маси, але у просторово-структурованого полімеру, отриманого в результаті зшивання ланцюгів лінійного полімеру, практично від неї не залежать. Якщо молекулярна маса лінійного полімеру досить висока (більше 50000), то вплив її збільшення на міцність полімеру у твердому й високоеластичному станах незначний. Уважають, що полімер з низькою молекулярною масою рветься підчас розтягу в результаті ковзання ланцюгів і подолання, головним чином, міжмолекулярних сил. Починаючи з деякого ступеня полімеризації, тим меншого, чим сильніша взаємодія ланцюгів полімеру, руйнування полімеру виникає в результаті розриву хімічних зв’язків макромолекул. З подальшим збільшенням молекулярної маси міцність практично не залежить від довжини ланцюга. Розрив полімерних волокон з великою молекулярною масою внаслідок великої в’язкості відбувається не шляхом ковзання ланцюгів, а шляхом прямого розриву хімічних зв’язків.
Міцність полімерів з великою молекулярною масою мало залежить від характеру молекулярно-масового розподілу, а переважно від величини середньоі молекулярної маси. Тобто полідисперсність мало впливає на механічні властивості полімерів з великою молекулярною масою. У той же час для полімерів з низькою й середньою молекулярною масами вона істотно впливає на міцність.
У твердих аморфних полімерів зниження міцності зі зменшенням молекулярної маси пов’язано не тільки зі зростанням ролі міжмолекулярних сил у процесі розриву, але й з підвищенням крихкості за рахунок втрати гнучкості полімерними ланцюгами. За фіксованих температур вище Тс лінійний полімер зі зменшенням молекулярної маси поступово переходить із високоеластичного у в’язкоплинний стан, у якому руйнування матеріалу відбувається за рахунок проковзування ланцюгів відносно сусідніх.
Міцність кристалічних полімерів є значною вже за низьких молекулярних мас (10000-200000), що обумовлено особливостями структури їх кристалічної фази.
6.6.2. Вплив структури
Міцнісні властивості просторово-структурованого полімеру майже не змінюються за температур нижче Тс. Вище Тс мають місце суттєві відмінності міцності від вихідного полімеру, і ці відмінності збільшуються зі зменшенням молекулярної маси останнього. Ця обставина пов'язана з необхідністю утворення більшої кількості поперечних зв’язків у разі зменшення молекулярної маси вихідного полімеру.