49 Вопрос.

По характеру физико-химического взаимодействия между матрицей и арматурой различают три класса композитов:

1.компоненты не растворимые друг в друге и не образуют соединений:Al-Al2O3, Cu-W, Mg-B.

2. эвтектики или твердые растворы: Nb-W, Ni-C.

3. Химические соединения : Al-SiO2, Ni-Al2O3, Ni-B.

50)Термодинамическая совместимость: химический потенциал. Кинетическая совместимость.

((Термодинамическая совместимость компонентов композита определяется способностью их находиться в состоянии химического равновесия как при получения, так и при эксплуатации. Движущая сила взаимодействия между компонентами- различие химических потенциалов:

где , -число компонентов 1-го и остальных компонентов; T-температура; P-давление.

Величина химического потенциала зависит от доли дефектов К:

Кинетическая совместимость- способность композита находиться в состоянии метастабильного равновесия, контролируемого адсорбцией, скоростью диффузии, химическими реакциями))

Термодинамическая совместимость-это способность матрицы и армирующих элементов находиться в состоянии термодинамического равновесия неограниченное время при температурах получения и эксплуатации.

Химический потенциал- понятие, используемое для описания термодинамического равновесия в многокомпонентных системах. Обычно химический потенциал компонента системы вычисляют как частную производную гиббсовой энергии по числу частиц (или молей) этого компонента при постоянной температуре, давлении и массах других компонентов. В равновесной гетерогенной системе химические потенциалы каждого из компонентов во всех фазах, составляющих систему, равны (условие фазового равновесия). Для любой химической реакции сумма произведений химического потенциала всех участвующих в реакции веществ на их стехиометрический коэффициент равна нулю (условие химического равновесия).

Кинетическую совместимость можно рассматривать, как способность компонентов КМ находиться в состоянии метастабильного равновесия, контролируемого такими факторами, как адсорбция, скорость химической реакции и т.п. Термодинамически несовместимые составляющие КМ в определенных температурно-временных интервалах могут быть совместимы кинетически и достаточно надежно работать в конструкциях. Наряду с химической важно обеспечить и механическую совместимость компонентов КМ, т.е. соответствие их упругих постоянных и показателей пластичности, позволяющее достичь прочности связи, необходимой для эффективной передачи напряжений через поверхность раздела.

Кинетическая совместимость определяется коэффициентом диффузии, и скоростью роста промежуточных фаз, а так же структурным состоянием компонентов и временем воздействия высокой температуры.

53. Полимеры и олигомеры. Виды полимеров: природные и синтетические.

Полимер – вещество с большой молекулярной массой, молекулы которого (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев).

Пример: Полиэтилен [-CH2CH2-]; мономерное звено -CH2CH2-

Олигомер – молекула в виде цепочки из небольшого числа одинаковых составных звеньев.

Физические свойства олигомеров изменяется при добавлении или удалении одного или нескольких составных звеньев в его молекуле.

Человек давно использует природные полимерные материалы в своей жизни. Это кожа, меха, шерсть, шёлк, хлопок и т. п., используемые для изготовления одежды, различные связующие (цемент, известь, глина), образующие при соответствующей обработке трёхмерные полимерные тела, широко используемые как строительные материалы.

Синтетические полимеры — это ненатуральные полимерные материалы, произведенные для замены природным материалам.

Промышленное изготовление искусственных полимеров осуществляется несколькими способами — путем переделки натуральных органических полимеров в искусственные полимерные материалы, а также способом «добывания» искусственных полимеров из органических низкомолекулярных соединений.

Среди синтетических полимеров есть отдельная группа, включающая каучуки и каучукоподобные полимеры. Эти материалы характеризуются удивительной деформативностью и высокоэластичными свойствами, из-за чего им и дали название эластомер.

Синтетические полимеры формируются благодаря полимеризации и поликонденсации. Карбоцепные полимеры зачастую синтезируются полимеризацией мономеров с одним или более кратным углеродными связями или мономеров, держащих в себе неустойчивые карбоциклические группировки.

Первый материал был изготовлен из физической модифицированной целлюлозы еще в начале двадцатого века и до сегодняшнего времени из этого же материала производят волокна, пленки, загустители и лаки. Он приобрел название целлулоид, который всем известен как целлюлоза

57) Форма и структура молекул полимеров.

Макромолекулы полимеров могут быть линейными, разветвленными и сетчатыми.

Линейные полимеры образуются при полимеризации мономеров или линейной поликонденсации.

Разветвленные полимеры могут образоваться как при полимеризации, так и при поликонденсации. Разветвление полимеров может быть вызвано при росте боковых цепей, передачей цепи на макромолекулу, физическими воздействиями облучение на смесь полимера и мономеров.

Сетчатые полимеры образуются в результате сшивки цепей при вулканизации.

Форма макромолекул влияет на структуру и свойства полимеров.

В линейных и разветвленных макромолекулах, атомы или группы атомов могут вращаться вокруг ординарных связей, постоянно изменяя свою пространственную форму. Это свойство обеспечивает гибкость макромолекул, и они могут изгибаться, скручиваться, распрямляться. Поэтому для линейных и разветвленных полимеров характерно высокоэластичное состояние, ониобладают термопластическими свойствами размягчаются при нагревании и затвердевают при охлаждении без химических превращений.

При разветвлении эластические термопластические свойства становятся менее выраженными, а при образовании сетчатой структуры термопластичность теряется. Уменьшение длины цепей ведет к уменьшению эластичности полимеров, например, при переходе от каучука к эбониту.

Линейные полимеры могут иметь регулярную и нерегулярную структуру.

В полимерах регулярной структуры отдельные звенья цепи повторяются в определенной последовательности и располагаются в определенном порядке в пространстве, их называютстереорегулярными. Стереорегулярность изменяет тепловые и механические свойства полимеров.

   Полипропилен нерегулярной структуры.

 

Полипропилен регулярной структуры.

58)различия свойств растворов полимеров и низкомолекулярных веществ.( в интернете было только это , а в книгах даже этого не было)

РАСТВОРЫ ПОЛИМЕРОВ, обладают рядом особенностей по сравнению с растворами низкомол. веществ из-за свойств макромолекул: больших размеров, широкого диапазона гибкости (жесткости), большого набора конформаций, способности к конформац. перестройкам при изменении температуры, растворителя и т.п.