Основные свойства полимеров и их краткая характеристика

Полимерами называются соединения, молекулы которых состоят из большого количества атомных группировок, соеди­ненных между собой химическими связями. Основными источни­ками сырья для производства синтетических полимеров являются нефть, природные газы и уголь. На основе полимеров получают пластмассы, лакокрасочные покрытия, клеи, волокна, пленки и другие материалы.

Полимерным материалам свойственны только два агрегатных состояния — твердое и жидкое.

Прочность полимерных материалов зависит от структуры, которую они приобретают в процессе переработки.

Полимеры при обычной температуре могут находиться в од­ном из трех физических состояний: стеклообразном, высокоэла­стическом или вязкотекучем.

В стеклообразном состоянии полимеры устойчивы к нагре­ванию, для них характерны в основном упругие деформации, т.е. после снятия нагрузки они быстро исчезают. В высокоэла­стичном состоянии наблюдаются значительные деформации, которые после снятия нагрузки исчезают лишь в течение неко­торого времени. В вязкотекучем состоя­нии наблюдаются остаточные деформации, при этом макромо­лекулы могут перемещаться относительно друг друга.

Одним из важных свойств полимерных материалов является релаксация механических напряжений. Всякий релаксационный процесс заключается в стремлении системы к восстановлению равновесия, нарушенного в результате теплового движения мо­лекул. у боль­шинства полимеров после снятия нагрузки деформация будет исчезать довольно медленно.Таким образом, в полимерных материалах релаксационные процессы растянуты во времени, что обусловлено перегруппировкой звеньев длинных и перепутанных макромолекул полимера, которые не могут моментально отреагировать на изменение дефор­мационного состояния. Если полимерный образец растянуть и зафиксировать в деформированном состоянии, то можно заме­тить что через некоторое время усилие растяжения вернется к нулю. Это значит, что напряжения в образце исчезли, т.е. произошла их релаксация.

Релаксационную природу имеет и явление ползучести поли­мерных материалов (крип) под действием постоянной нагрузки. С повышением температуры ползучесть полимеров усиливается, что обусловлено облегчением условий взаимного перемещения макромолекул.

При эксплуатации и хранении полимеры подвергаются воз­действию тепла, света, агрессивных сред, атмосферных и других внешних факторов, вследствие чего происходит их старение, т.е. необратимое изменение свойств во времени под влиянием внешней среды.