Изменение структуры аморфных и кристаллических полиме­ров при одноосной вытяжке ь различных условиях иллюстрирует рис. 3 52

В исходном изотропном состоянии (рис. 3 52, а) макромолекулы находятся в виде клубков 1 либо в виде кристаллитов, распределен­ных в аморфной части и связанн ых п роходпыми макромолекулами 2. При ориенга] (ионной вытяжке макромолекулы аморфных полимеров распрямляют ся и образу ется структура, показанная на рис. 3 52- у [ 1 ], а кристаллические полимеры (через стадию рекристаллизации) обра­зуют структуру, приведенную на рис 3.52, б. Ориентация кристалли­ческих полимеров проходит через образование шейки, а аморфных в зависимости от условий — либо через образование шейки (вынуж­денная эластичность), либо без нее (высокая эластичность) [4]. При образовании шейки толщина исх< >дной заготовки резко уменьшается.

Если шейка не образуется, то т») лщина за готовки меняется плав­но, пропорционально изменению степени вытяжки.

Если температу] >а Bi .ггяжки 7* очень высокая или же скорость вы ■ тяжки v очень мала то при деформировании цепи не будут распрям­ляться и структура становится похожей на изображенную на рис. 3 52, в или г, т. е. при неблагоприятных для ориентации цепей у< лови — ях {Ти v) макромолекулы успевают отрелаксировать, вновь свернуть­ся.

Глубина ориентации, или степень ориент ации, цепей зависит так­же и от степени вытяжки Xf. При благоприятных условиях чем боль­ше тем в большей степени распрямляются цепи, т. е тем выше Степень их ориентации. При неблагоприятных условиях с увеличе­нием Лj происходит лишь утонение заготовки, а структура остается похожей на структуру типа в или г.

Изменение структуры аморфных полимеров при благоприятных условиях двухосной ориентации показано на рис 3 53.

При одновременной двухосной ориентации (рис. 3.53, в) участки макромолекул имеют направление, совпадающее с направлением действия растягивающей силы. При одинаковых степенях вытяжки в продольном и поперечном направлениях (^ = Х2) наблюдается сим­метричность структурных элементов в этих на] травлениях. Если А ф Х2, То и структура соответственно искажена: большая направленность цепей в сторону болы пей X. г

Рис. 3.53 Схема образования различных структур при двухосной ориентации аморфных полимеров: а — неориентированная структура; б — одноосная ориентация; в—одновременная двухосная ориент ация; г—последовательная двухосная ориентация, 1 —направление движения зажимов — 2— зажимы, удерживающие пленку от сужения

При неблагоприятных условиях (7, v) для ориентации структура в незначительно отличается от структуры а — образен лишь становит­ся тоньше. В случае последовательной двухосной ориентации исход­ная одноосно-ориентированная структура б постепенно, по мере вытяжки в поперечном направлении, преобразуется в ст руктуру г. Решающим условием такого преобразования является удержание краев пленки г от сужения зажимами 2. Если края. не удерж ивать, то булет вновь образовываться структура б, но с расположением цепей вдоль растягивающей силы, т. е. перпендикулярно первоначально­му расположению.

Цепи макромолекул / частично сохраняют первоначальную на­правленность, а часть их располагается в новом направлении, т. е. перпендикулярном первому. Благоприятные условия для второго этапа ориентации определяются величинами 7 и v2. В принципе их действие аналогично тому, какое они оказывают и при одноосной ориентации, но имеются существенные количественные отличия.

Термофиксация является заключительной стадиеи для кристал­лизующихся полимеров. Цель термофикса ции — по возможности максимально снизить усадку изделий, эксплуатируемых при повы­шенных темиерату] >ах Термофиксация осуществляется при повы­шенных значениях 7 определенное время, причем образец дол­жен находиться в зажимах, т. е. в несвободном состоянии Если об-

Раяец освобожден от зажимов, то при термофиксации произойдет его усадка, а ориентация цепей исчезнет. При термофиксации про­исходит кристаллизация цепей при сохранении их ориентирован­ного состояния.

Для некристаллизующихся полимеров после ориентации произ­водится лишь охлаждение с целью «замораживания» ориентирован­ного состояния цепей. I Три повторном нагреве таких образцов в сво­бодном состоянии происходит усадка, сопровождаемая разориента — цией цепей. При правильном выборе Ги v, благоприятствующих ори­ентации цепей полимера, и при достаточной степен и вытяжки изде­лия из таких полимеров имеют значительный уровень механических характеристик, намного превышающий таковой для изотропного образца.

В табл. 3 5 приведены механические характеристики отдельных образцов в зависимости от способа их получения в ориентированном состоянии. Из этих данных видно, что реальная прочность широко распространенных изделий далека от предельных, расчетных вели­чин, т. е имеется колоссальный ресурс прочности, заложенный при­родой в сам полимер, который Mi >I еще далеко не полно используем.

Окончание таил. 3 5

Примечание, прочность углеродных связей полимера в основной цепи составляет 1Я ООО М Па

Производство тары из полимерных пленок и листов

Особенности механических свойсть полимеров в высокоэластическом состоянии

Интервал температур, в котором можно наблюдать высокоэлас­тические свойства полимеров, равен разности температур (Т — Т) Для сетчатых полимеров верхним пределом эластических свойств является температура начала термического разложения Т, так как из-за межцепных химических связей полимер течь не может и при высоких температурах начинает разлагаться, деструктироваться, не переходя в текучее состояние Эластические свойства целесообразно рассмотреть на […]

Производство мягкой потребительской тары на фасовочно-упаковочных автоматах термоформовочного типа

Термоформовочные автоматы позволяют упаковывать любые виды продукции с использованием всех возможных методов ее по­дачи в отформованную часть тары. 11ижняятермоформованная часть из однослойного или многослойного полимерного материала являет­ся жесткой или полужесткой. Верхняя крышка отличается гибкос­тью, минимальной жесткостью. Она выполнена, как правило, из мно­гослойного материала, поэтому обладает хорошими барьерными свойствами, способностью к сварке ил и склеиванию, пригодна […]

Контакт но-тепловая сварка

Контактно-тепловую сварку нагретым ин< трументом осуществ­ляют с односторонним или л, вусторонним нагревом (рис. 4.41). Рис. 4.41. Схема контактно-тепловой сварки с од] юсторонним (а) и двусторонним (6) нагревом: 1 — нагретый инструмент; 2 — прокладки; 3 — свариваемые материалы; 4—холодный инструмент, мгн — температура нагретого инструмента; t2 — температура внешней поверхности изделия; Т —температура свариваемых поверхностей; […]