вів характерно утворення під дією поля (гравітаційного, електростатичного, магнітного) кристалічної структури з паралельною впорядкованістю макромолекул в межах невеликого обсягу-домена. Ці полімери - так звані рідкі кристали-знаходять широке застосування при виготовленні світлоіндикатор.
Полимерам поряд зі звичайною пружною деформацією притаманний її оригінальний вигляд - високоеластіческая деформація, яка стає переважаючою при підвищенні температури. Переходіз високоеластичного стану в склоподібний, що характеризується лише пружною деформацією, називається Склування. Нижче температури склування Тст стан полімеру тверде, склоподібне, високопружні, вище-еластичне. Якщо температура склування вище температури експлуатації, то полімер використовується в склоподібного стані, якщо Тст lt; Текс- у високоеластичному. Температура склування різних полімерів знаходиться в межах 130 ... 300 К. Для детальної характеристики полімерів в спеціальних умовах в довідковій літературі наводяться також значення температур переходу в крихке стан і холодостійкість.
Обертання груп молекули полімеру - зміна конформацій в молекулі етанаС2Н6
Характер зміни подовження у часі при постійному навантаженні: а - модель Максвелла, б - модель Войта-Кельвіна.
Для міцних (конструкційних) полімерів крива розтягування подібна аналогічну кривій для металів (рис. 4). За значенням модуля пружності конструкційні полімери діляться на чотири групи: жорсткі E gt; 10 4 МПа, напівтверді E=(5 ... 10). 10 3 МПа, м'які E=(1 ... 5) * 10 3 МПа. Найбільш еластичні полімери-еластомери (каучуки) мають модуль пружності E=10МПа. Як видно, навіть високомодульні полімери поступаються по жорсткості металам в десятки і сотні разів. Цей недолік вдається значною мірою подолати введенням у полімер волокнистих і листових наповнювачів.
Особливість полімерів полягає також у тому, що їх міцнісні властивості залежать від часу, тобто гранична деформація встановлюється не відразу після прикладення навантаження. Така уповільнена реакція їх на механічні напруги пояснюється інерційністю процесу зміни конформаций, що можна представити за допомогою моделі (рис. 4). Для полімерів, що у високоеластіческом стані, закон Гука в найпростішої формі непридатний, тобто напруга непропорційно деформації. Тому звичайні методи випробувань механічних властивостей стосовно до полімерам можуть давати неоднозначні результати. З тієї ж причини інженерних розрахункових способів конструювання деталей з полімерів поки ще не існує і переважає емпіричний підхід.
Теплофізичні властивості.
Коефіцієнт теплопровідності полімерів значно нижче, ніж інших твердих тіл, - близько 0,2 ... 0,3 В/(м * К), тому вони є теплоизоляторами. Внаслідок відносної рухливості зв'язків і зміни конформаций полімери мають високий ТКЛР (10 - 4 ... 10 - 5 К - 1). Можна було б тому вважати, що вони погано сумісні з матеріалами, що мають менший ТКЛР-металами і напівпровідниками. Однак висока еластичність полімерів і сравнітельнонебольшой інтервал робочих температур дозволяє широко застосовувати їх у вигляді плівок, нанесених на поверхню будь-яких матеріалів.
Діапазон температур, при яких можна експлуатувати полімери без погіршення їх механічних властивостей, обмежений. Нагревостойкость більшості полімерів, на жаль, дуже низька - лише 320 ... 400 К і обмежується початком розм'якшення (деформаційна стійкість). Крім втрати міцності підвищення температури може викликати і хімічні зміни у складі полімеру, які проявляються як втрата маси. Здатність полімерів зберігати свій склад при нагріванні кількісно характеризується відносною зменшенням маси при нагріванні до робочої температури. Допустимим значенням убутку маси вважається 0,1 ... 1%. Полімери, стійкі при 500 К, вважаються Нагревостойкость, а при 600 ... 700 К - високонагревостойкімі. Їх розробка, розширення випуску і застосування приносять великий народногосподарський ефект.
Хімічні властивості.
Хімічна стійкість полімерів визначається різними способами, але найчастіше по зміні маси при витримці зразка у відповідному середовищі або реагенте. Цей критерій, однак, не є універсальним і не відображає природу хімічних змін (деструкції). Навіть у стандартах (ГОСТ 12020-66) передбачені лише якісні її оцінки за бальною системою. Так, полімери, що змінюють за 42 діб масу на 3 ... 5%, вважаються стійкими, на 5 ... 8% - відносно стійкими, більш 8 ... 10% -нестойкімі - Звичайно, ці межі залежать від виду виробу і його призначення.
Для полімерів характерна висока стійкість стосовно неорганічним реактивам і менша - до органічним. В принципі все полімери нестійкі в середовищах, що володіють різко вираженими окисними властивостями, але серед них є й такі, хімічна стійкість яких ...
