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.