Полимерлердің кристалдану дәрежесі мен жылдамдығын келтіріңіз, мысалмен түсіндіріңіз.

Кристалды полимерлер біркелкі болмайды, аморфты фазалары да болады. Осындай полимерлерді сипаттау үшін кристалдану дәрежесі қолданылады. Кристалдану дәрежесі полимердегі кристалды фаза көлемінің, аморфты және кристалды фазалардың жалпы көлеміне қатынасымен анықталады. Коптеген полимерлер үшін кристалдану дәрежесі 20-80% аралығында болады. Бұл шама белгілі бір физикалық қасиет көмегімен таблады. Ескерер жайт, полимердің кристалды және аморфты фазаларын бір-бірінен бөле алмаймыз. Сол себепті кристалды полимер 2 фазалы құрылым.

Кристалды полимерлердің құрылымын анықтауда қазіргі кездегі ең сенімді әдіс- рентгеноқұрылымдық анализ әдісі. Полимерлердің кристалдану дәрежесі көбінесе дилатометрлік әдіспен анықталады, себебі кристалды және аморфты фазалардың тығыздықтары әр түрлі. Кейде мысалға, поливинилхлоридтің кристалдану дәрежесін инфрақызыл спектр әдісімен анықтау тиімді.

Макромолекула кристалдарының текшелену тәсілі кристалдану шартымен анықталады. Молекулалық массасы біршама жоғары емес полимердің сұйытылған ерітінділерінің жылжымалылығы өте жоғары. Мұндай жағдайда тізбектің қатпарлануы тепе-теңдікте жүреді және көбінесе ретті болады. Көп жағдайда кристалдану макромолекуланың жылжымалылығы баяу жағдайда, яғни концентрлі ерітінді де немесе балқымада, өте төмен температурада және молекулалық масса үлкен полимерде жүреді. Мұндай жағдайда макромолекуланың кристалға текшелену жылдамдығы оның сегменттерінің диффузия жылдамдықтарынан едәуір жоғары, сондықтан кристалға оның кейбіреуі ғана енеді.

21. Аморфты полимерлердің шыны тәрізді күйінің физикалық қасиеттерін графиктер арқылы түсіндіріңіз.

Аморфты полимерлер үшін темп-ға байл-ы әр түрлі үш физикалық күй сәйкес-шыны тәріздес,жоғары эластикалық және тұтқыраққыштық.

Полимердің әр түрлі физикалық күйлерін анықтау үшін олардың қандай болса да темп-ға тәуелді бір қасиетін зерттеу керек. Сондай сенімді әдістердің бірі-термомеханикалық әдіс. Бұл әдісте белгілі бір уақытта полимер үлгісіне тұрақты күш түскенде деф-ң темп-ға тәуелділігі қаралады. Полим-ң деф-я шамасы-ң темп-ға тәу-ң графикалық түрдегі бейнесін термомех-қ қисықтар дейді.

Кәдімгі шыныланатын сұйықтықтар-ң (глицерин, канифоль, аморфты силикаттар) термомех-қ қисығы өзгеше (1-сурет). Темп-ны жоғарылатып,з ат үлгісін қыздарғанда деф-я бірқалыпты және үздіксіз өсіп, тұтқырлықтың кемуін дәлелдейді. Төмен темп-да, зат шыны тәріздес күйде болғанда, кристалдық заттар сияқты деф-я аз және қайтымды. Демек, шыныланған аморфты денелер қатты кристалдық денелерге ұқсас, бірақ қатты шыны тәріздес күйдн сұйық (тұтқыраққыштық) күйге өтуі, кристалдық денеден өзгеше, біршама темп-а аралығында болады. Осы аралықты шынылану температурасы Тш анықтайды.

Шыны тәріздес күйдегі полимерлердің механикалық қасиеттері мен релаксациялық құбылыстары ЖЭ полимерлерден біршама өзгеше. Температураны төмендеткенде полимер ЖЭКден шыны тәріздес күйге ауысады. Бұл процесті құрылымдық шынылану дейді.
2- суретте шыныланған полимерлердің деформациялану сатыларына сәйкес созылу қисығы σ =f (е) келтірілген.

2–сурет. Шыны тәріздес полимердің кернеу –деформация қисықтары: 1 – толық қисығы, 2 – морт полимерлердің қисығы, 3 – мойынша түзбей деформацияланатын полимердің қисығы
Барлық созылу қисығын шартты түрде берілген кернеуге байланысты деформация өзгерісінің әртүрлі сатысын көрсететін үшбөлікке бөлуге болады.

Полимерлі шынылардың бәрі бірдей үш деформациялану сатысынан өте бермейді. Кейбіреулері еріксіз эластикалық деформациялануға жетпей-ақ деформацияланғаннан кейін қирап бұзылады, яғни морт болады (3-сурет).

3-сурет. Мықтылықтың σ_мық және еріксіз эластикалық шегінің σ_е температураға тәуелділігі.
Полимерлі шынылардың морттығы морттық температурамен Т_м сипатталады. Морттық температура деп одан төмен температурада полимерлер қирап бұзылатын температураны айтады. Морттық температураны Т_м анықтау үшін еріксіз эластикалық деформацияның σ_е температураға тәуелділігінің графигін тұрғызады. Жоғары молекулалық шынылар үшін Т_м мен Т_ш бір біріне сәйкес келмейді, әр уақытта да Т_ш > Т_м. Т_ш - Т_м айырымы еріксіз эластикалықтың температуралық аралығы деп аталады.