ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сущность проблемы из "Введение в науку о полимерах" Обычные явления не привлекают нашего внимания, явления, выходящие за рамки привычного, вызывают особый интерес, стимулирующий научный прогресс. Так было с каучуком, который появился в начале этого века как промышленный продукт с необычными свойствами и привлек внимание выдающихся ученых. Однако постепенно он вошел в повседневную жизнь и перестал казаться чем-то необычным. В самом деле, в книгах по классической физике и по проблеме эластичности, написанных, скажем, в период с 1870 по 1940 г., нет никаких сведений о каучуке. Так как каучук не соответствовал обычным понятиям о твердом теле , то его из соображений удобства просто перестали рассматривать. [c.44] И все же каучук — необычайное вещество, обладающее удивительными свойствами, наиболее важное из которых — высокая эластичность. Объяснение этих свойств является ключевой проблемой науки о полимерах, решение этого вопроса ознаменовало поворотный пункт во взглядах на полимеры — их молекулярное строение и физические свойства. На этой проблеме мы и сосредоточим внимание. [c.44] Сначала рассмотрим подробнее, в чем заключается сложность проблемы. Обычные твердые тела, такие, как металлы, неметаллические кристаллы, стекла и т. д., подвергаются упругой деформации в очень незначительной степени — не более чем на 1%. При попытке достигнуть большего растяжения они либо разрушаются (скажем, стекла), либо пластически деформируются, как в случае стали или свинца. Если тело при снятии деформирующей силы возвращается к первоначальным размерам, то такая деформация называется эластической. [c.44] Если же ПО устранению деформирующей силы тело остается деформированным, то такая деформация называется пластической. Стекло — хороший пример почти совершенного эластичного твердого тела его нельзя подвергнуть значительной пластической деформации. Большинство металлов проявляют способность к высокой пластической деформации. Так, металлический стержень, если его сгибать, не ломается, а пластически деформируется. [c.45] В этом отношении каучук ведет себя необычно, так как, подвергаясь очень большим деформациям, он восстанавливает свою первоначальную форму при снятии деформирующей силы. Обыкновенный каучук может эластично растягиваться на 700%, иначе говоря, в восемь раз по отношению к первоначальной длине. Это в 1000 раз превышает эластическую деформируемость обычных твердых тел. [c.45] Еще большее впечатление производит различие в силе, необходимой для осуществления деформации. Для удлинения стальной проволоки диаметром 1 мм на 1% требуется нагрузка в 1600 Н (двукратный средний вес человека), а для удлинения каучуковой нити того же диаметра на ту же величину необходима нагрузка меньше Ю Н. Так называемый модуль Юнга (отношение напряжения к удлинению) для стали в 100 000 раз больше, чем для каучука. [c.45] Гуха — Джоуля. Его наблюдали многие исследователи. На рис. 3.2, например, приведен результат эксперимента Мейера и Ферри, проведенного в 1935 г. образец растянутого каучука поддерживали при постоянной длине, соответствующей растяжению на 350%, и меняли температуру. Из рисунка видно, что растягивающая сила непрерывно возрастает при повышении температуры от —60 до -f60° (при —60 °С на прямой виден излом, свидетельствующий об изменении знака эффекта. Причины этого обсуждаются в гл. 5). [c.47] Эффект Гуха — Джоуля можно легко продемонстрировать при помощи прибора, показанного на рис. 3.3. [c.47] Вернуться к основной статье