Деформация аморфных и кристаллических полимеров

Характер деформации кристаллических полимеров
Зависимость напряжения σ от растяжения D для кристаллического полимера

Характер деформации аморфных полимеров

Набухание и растворение полимеров
Особенность растворения полимеров – наличие промежуточной стадии - набухания. Максимальная степень набухания обуславливается природой полимера и низкомолекулярной жидкости, условиями набухания, значением СК.
Степень набухания
α = m-m0/m0 ,%

Ограниченное набухание (двухфазная система)
Неограниченное набухание ( истинный раствор)

Механизм растворения
При повышении температуры системы полимер/растворитель или увеличении концентрации растворителя связи между макромолекулами нарушаются и при достаточной гибкости цепей ограниченное набухание переходит в неограниченное (растворение). При этом макромолекулы полимера, пластифицированные растворителем, проникающим в надмолекулярную структуру полимера, переходят в вязко-текучее состояние, образуя истинный раствор.
Растворение полимеров протекает медленно

Факторы, влияющие на способность полимера растворяться
Природа полимера и растворителя
Подвижность и гибкость цепи полимера
Молекулярная масса
Структура
Сшивки
Температура

Диаграмма физических состояний бинарной системы полимер – растворитель в областях:
Неограниченного смешения
Ограниченных смешений
(без растворения)
Х2 - 100% полимера

*Влияние воды на температуру стеклования целлюлозы
Для сухой целлюлозы температура стеклования лежит выше температуры ее разложения и составляет 220 0С.
Вода пластифицирует целлюлозу и снижает ее температуру стеклования ниже 0 0С.
Аналогично снижается и температура стеклования гемицеллюлоз и лигнина.
Биосинтез целлюлозы в природе осуществляется в среде воды, т.е. когда целлюлоза находится в высокоэластическом состоянии. Поэтому для целлюлозы высокоэластическое состояние является первичным, высушенное стеклообразное состояние – вторичным.
Выделение целлюлозы из растительных тканей, ее переработка в бумагу осуществляется также в среде воды.

Диаграмма состояний системы полимер — растворитель с двумя бинодалями с пояснениями. (характерна ТОЛЬКО для полимеров)
область неограниченного смешения II (полной смешиваемости – образование истинного р-ра) и области
разделения фаз
(ограниченного смешения,
нестабильных составов),
разделяемые бинодалями - кривыми сосуществования (взаимного смешения).
ВКТС – верхняя критическая Т
смешения (растворения);
НКТС – нижняя.
Внутри бинодали – двухфазный раствор. В критической Т составы 2х фаз равны