3236691036

Zachowanie się polimerów pod wpływem obciążenia i temperatury. Przyjmując za kryterium podziału zachowanie się polimeru, określone na podstawie zależności naprężenie-odksztatcenie w temperaturze pokojowej oraz w czasie nagrzewania, polimery dzieli się na: plastomery i elastomery.

Plastomery wykazują niewielkie odkształcenia sprężyste pod działaniem małych obciążeń. Poddawanie ich wzrastającemu obciążeniu powoduje ich odkształcanie plastyczne aż do mechanicznego zniszczenia.

Do plastomerów zalicza się:

•    termoplasty, które pod wpływem ogrzewania przechodzą każdorazowo w stan plastyczny, natomiast po ochłodzeniu twardnieją;

•    duroplasty, które w podwyższonej temperaturze lub pod wpływem substancji, nazywanych utwardzaczami, przekształcają się w produkt usieciowany (nietopliwy i nierozpuszczalny); w zależności od sposobu utwardzania dzielą się one na tworzywa termoutwardzalne i chemoutwardzalne. Generalnie duroplasty są bardziej wytrzymałe niż termoplasty. Pod wpływem temperatury nie topią się, lecz następuje ich rozkład.

Elastomery są to polimery, które przy małych naprężeniach wykazują duże odkształcenie osiągające nawet wartości rzędu 1000 %. Charakteryzują się dobrą pamięcią kształtu, tzn. że nawet po znacznym odkształceniu powracają do pierwotnych kształtów i wymiarów, jeśli zostanie usunięta siła powodująca deformację.

Rys. 5-1. Schemat budowy polimerów: a) liniowych, b) przestrzennie usieciowanych

Mechanizmy polimeryzacji. Charakterystyczną cechą budowy polimerów są makrocząsteczki w kształcie długich łańcuchów, których ogniwami są tzw. mery. Mery są zbudowane z przestrzennych grup atomów węgla i innych pierwiastków, między którymi tworzy się kierunkowe wiązanie kowalencyjne. Łańcuchy powstają w wyniku łączenia się małych cząsteczek, nazywanych monomerami (np. monomerem polietylenu jest cząsteczka etylenu), w procesie polimeryzacji. Miarą długości łańcuchów (cząsteczek) polimerów jest liczba merów w cząsteczce, nazywana stopniem polimeryzacji, charakteryzowana przez wartość średnią. W typowych polimerach stopień polimeryzacji wynosi zwykle od 1000 do 100 000 merów.

Wszystkie polimery mają złożoną trójwymiarową strukturę, którą trudno jest przedstawić graficznie. Na rys. 5-2 pokazano cztery sposoby przedstawienia fragmentu łańcucha polietylenu - najprostszego polimeru termoplastycznego - z których dwuwymiarowy model (d) jest najprostszy i zawiera zasadnicze elementy struktury polimeru.