ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Соотношения между некоторыми величинами и численные значения постоянных из "Краткий курс физической химии Изд5" Удельные сопротивления полимеров и их электрическая прочность (сопротивление пробою) еще недостаточно изучены связь их с другими физическими и химическими свойствами полимеров, а также с особенностями их внутреннего строения еще недостаточно выяснена. Наоборот, по диэлектрической проницаемости и диэлектрическим потерям полимеров имеется теоретический и экспериментальный материал, который дает возможность уже в настоящее время изучать связь этих свойств с другими свойствами полимеров. Измерение диэлектрической проницаемости является основным методом определения дипольного момента молекул и изучения их полярной структуры (см. 23). В связи с этим из пяти названных выше технических характеристик диэлектрических свойств останов вимся на первых двух. [c.586] При помещении диэлектрика в переменное электрическое поле,, в зависимости от частоты поля более медленно перемещающиеся атомы и молекулы могут не успевать за изменениями поля., В общем, чем выше частота, тем при меньшем времени релаксации (или до более высокой температуры) диполи не успевают следовать за переменами электрического поля и ведут себя, как твердо-закрепленные частицы. [c.587] В полимерах под действием внешнего электрического поля в общем случае может происходить электронная и атомная поляризации. Что же касается ориентационной поляризации, то она может иметь место лишь при наличии в молекулах полярных группировок атомов, в частности — гидроксильных групп, атомов галогенов и др. Поскольку такие группы в высокополимерах входят в состав больших молекул, то изменение ориентации их под действием электрического поля сильно стеснено. Соответственно с этим возрастает их время релаксации и усиливается зависимость поляризации от частоты поля. [c.587] Диэлектрическая проницаемость зависит от частоты переменно го поля и от температуры, в соответствии с зависимостью ориентационной поляризации от этих величин. [c.587] Полимеры, молекулы которых не содержат полярные группы,, обладают меньшими диэлектрическими проницаемостями и не обнаруживают существенного изменения значений ее в зависимости-от частоты поля. Полимеры, в молекулах которых имеются полярные группы, обладают большими диэлектрическими проницаемо- стями, и последние зависят от частоты поля. [c.587] Диэлектрическими потерями называется та часть энергии диэлектрика, находящегося в переменном электрическом поле, которая переходит в теплоту. В зависимости от времени релаксации различных видов поляризации максимум поляризации диэлектрика в той или другой степени отстает по времени от максимума напряжения поля, т. е. создается некоторый сдвиг фаз поляризации по сравнению с фазами напряжения поад. При отсутствии такого сдвига фаз отсутствуют и соответствующие диэлектрические потери. Вместе с тем диэлектрические потери будут равны нулю и в том случае, если время релаксации настолько велико, что поляризация практически не успевает происходить. [c.588] Наряду с диэлектрическими потерями, обусловленными поляризацией, обычно имеют место также потери, вызываемые некоторой небольшой проводимостью материала, от которой реальные материалы полностью не бывают свободны, хотя бы из-за того, что в них всегда содержатся другие вещества в виде примесей. У неполярных полимеров отсутствует ориентационная поляризация и наблюдаются диэлектрические потери, обусловленные только такой проводимостью по абсолютной величине они очень малы. [c.588] Различные виды материалов (металлы, полимеры, строительные растворы и др.) обладают в том или другом состоянии пластичностью. Однако термин пластмассы применяется в настоящее время в гораздо более узком и более определенном смысле. Как было указано в 59, пластмассами теперь называют вещества, состоящие в основном из высокомолекулярных органических соединений и обладающие в том или другом состоянии пластичностью, которая полностью или частично теряется при переходе к другим условиям. Это дает возможность получать из этих материалов тела нужной формы методами, основанными на пластической деформации, например путем прессования их в пластичном состоянии, и затем использовать в других условиях как упругие твердые тела. [c.588] Пластмассы могут состоять и целиком из высокомолекулярных соединений, но большей частью применяются различные композиции, содержащие наряду с полимерами также наполнители, пластифицирующие вещества, красители и пр. (Влияние пластификаторов на свойства полимеров было рассмотрено в 240). [c.588] Прочность материала, увеличить его стойкость к повышенным температурам или изменить другие важные в практическом отношении свойства. [c.589] В качестве наполнителей применяют различные неорганические и органические материалы — порошкообразные, волокнистые или слоистые. К порошкообразным материалам относятся древесная мука, опилки, некоторые минеральные вещества к волокнистым — асбест, стеклянное волокно к слоистым — текстиль, стеклянная ткань, древесная стружка, бумага и др. (Газонаполненные пластмассы — пенопласты и поропласты — составляют особую группу.) Наибольшее повышение механической прочности достигается обычно при применении слоистых и волокнистых наполнителей. В табл. 68 сопоставлены основные механические свойства пластмасс, приготовленных на основе полиэфирной смолы, со свойствами смолы в чистом состоянии, а также со свойствами сплавов алюминия и конструкционной стали. [c.589] Упрочняющее действие наполнителей можно объяснить взаимодействием молекул полимера с поверхностью частиц наполнителя. В результате адсорбции молекул полимера на поверхности частиц наполнителя происходит ориентация молекул полимера и повышается упорядоченность расположения их. Такое действие (см. с. 378) сказывается не только на слое молекул, непосредственно прилегающем к поверхности наполнителя, но распространяется в некоторой степени и на следующие слои. При повышении степени ориентированности молекул, как мы видели, обычно увеличивается механическая прочность высокополимерных материалов. [c.589] Большую роль в повышении прочности может играть и то обстоятельство, что зерна или нити наполнителя являются естественным препятствием развитию трещин, образующихся в материале. Важным является также то, что введением наполнителей может быть повышена ударная вязкость материала, а также и существенно уменьшена ползучесть полимера. Особенно благоприятное действие оказывают слоистые и волокнистые наполнители (конечно неодинаково в различных направлениях). Так, фенолоформ-альдегидная смола при применении в качестве наполнителя текстильного полотна может обладать ударной вязкостью 25 (кгс-см)/см2. Для многих случаев особенно благоприятно в качестве наполнителя использовать стекловолокно или стеклоткань. [c.590] Очевидно, существует некоторое оптимальное для данного свойства содержание наполнителя. Однако этот оптимум не одинаков для разных свойств и разных условий эксплуатации полимерных материалов. [c.590] Растворы полимеров по многим свойствам существенно отличаются от обычных растворов низкомолекулярных веществ. Чтобы отчетливее представить основные причины этого различия, остановимся прежде всего на самом процессе растворения, который в этом случае тоже обладает существенными особенностями. [c.590] Проникновение молекул жидкости в среду полимера, т. е. происходит, как принято говорить, процесс набухания. [c.591] Очевидно, что для каждого данного полимера способность к набуханию или растворению может быть неодинаковой по отношению к разным растворителям. [c.591] Набухание полимера обычно сопровождается выделением теплоты, причем тепловой эффект процесса наиболее значителен при поглощении полимером первых порций растворителя. Так, поглощение желатином первых порций воды сопровождается выделением тепла в количестве 228 кал на 1 г воды. [c.591] Иногда набухание характеризуют относительным увеличением объема образца. [c.591] Как и в обычных растворах, способность растворяться определяется в первую очередь тепловым движением частиц ( 125). Возрастание энтропии, происходящее при растворении, является в термодинамическом отношении наиболее общим фактором, благоприятствующим процессу растворения. При этом основную роль играет не передвижение всей макромолекулы полимера, а движение отдельных звеньев цепи. В системах, в которых молекулы жидкости (растворителя) достаточно интенсивно взаимодействуют со звеньями макромолекул полимера, энергетический эффект этого взаимодействия также благоприятствует процессу растворения. Противодействует же ему главным образом необходимость затраты работы на раздвижение смежных звеньев макромолекул и на преодоление взаимного притяжения между молекулами растворителя. [c.591] Вернуться к основной статье