Физические состояния аморфных полимеров

Аморфные полимеры могут находиться в стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем состояниях. Для определения температурных границ существования этих состояний изучают зависимость деформации полимера от температуры, на основании которой строят термомеханическую кривую (рис. 1).

I II III IV

Т_хр Т_с Т_т

Температура

Рис. 1. Термомеханическая кривая аморфного полимера:

I – область стеклообразного состояния; II – переходная область; III – область высокоэластического состояния; IV – область вязкотекучего состояния;

Т_хр – температура хрупкости; Т_с – температура стеклования; Т_т – температура текучести; звездочкой отмечена точка начала термодеструкции.

При низкой температуре полимер находится в стеклообразном со­стоянии (рис. 1, область I ), в котором полимер ведет себя как упругое твердое тело. При повышении температуры полимер переходит в высокоэластическое состояние, свойственное только высокомолекулярным соединениям (рис. 1, область II ). Вещество в высокоэластическом состоянии способно к значительным обратимым деформациям, что обусловлено подвижностью звеньев, соответственно, гибкостью макромолекул. Высокоэластическое состояние полимеров проявляется в интервале от температуры стек­лования (Т_ст) до температуры текучести (Т_т) (рис. 1, область II). Если температурный интевал Т_ст-Т_т достаточно широк и захватывает обычные температуры, то такие полимеры называют эластиками или эластомерами, или каучуками. Полимеры с узким интервалом температур Т_а-Т_т, смещенным в область повышенных температур, называют пластиками или пластомерами. При обычных температурах пластики находятся в стеклообразном состоянии. При температуре выше температуры текучести Г_т (рис. 1, область III)полимер переходит в вязкотекучее состояние. Повышение температуры выше Г_р ведет к деструкции, разрушению полимера.