Деформационная кристаллизация

Структура полимера, испытывающего деформационную кристаллизацию

Деформационная кристаллизация — это явление, при котором изначально аморфный твердый материал подвергается фазовому превращению из-за приложения деформации. Деформационная кристаллизация происходит в натуральном каучуке , а также в других эластомерах и полимерах . ^[1] Это явление оказывает важное влияние на прочностные и усталостные свойства.

Как происходит деформационная кристаллизация

Деформационная кристаллизация происходит, когда цепочки молекул в материале становятся упорядоченными во время деформирования некоторых полимеров и эластомеров. ^[2] Тремя основными факторами, влияющими на деформационную кристаллизацию, являются молекулярная структура полимера или эластомера, температура и деформация, приложенная к материалу. ^[3] Если молекулярная структура полимера слишком нерегулярна, деформационная кристаллизация не может быть вызвана, поскольку невозможно упорядочить цепи молекул. ^[1] Чтобы вызвать деформационную кристаллизацию, полимер или эластомер растягивают, поддерживая его температуру выше температуры стеклования . Также необходимо, чтобы предел текучести полимера был превышен за счет активности растяжения. Это, в свою очередь, обеспечит выпрямление цепочек молекул. ^[4] В общем, чем больше деформация, приложенная к материалу, тем выше скорость кристаллизации. ^[1]

Эффекты деформационной кристаллизации

Механические свойства материалов во многом зависят от ориентации кристаллов в их микроструктуре . ^[1] Процесс деформационной кристаллизации напрямую влияет на микроструктуру материала путем добавления кристаллических структур. Влияние деформационной кристаллизации на микроструктуру значительно увеличивает прочность полимера или эластомера, в котором она возникает. ^[1] Этот эффект деформационной кристаллизации можно наблюдать в вулканизированном натуральном каучуке, материале, известном своей прочностью и растягивающими нагрузками . ^[3]

Измерение деформации кристаллизации

Существуют различные методы измерения кристаллизации резины, в том числе: дифракция рентгеновских лучей , изменение удельной теплоемкости и изменение плотности . Кристаллизацию также можно наблюдать косвенно через ее влияние на поведение напряжения-деформации и усталости.

См. также

Кристаллизация полимеров

Некоторые полимеры, подвергающиеся напряжению, кристаллизуются.

Некоторые эластомеры, подвергающиеся деформации, кристаллизуются.

Некоторые эластомеры, не подвергающиеся деформации, кристаллизуются.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рао, Эй Джей; Раджагопал, КР (февраль 2001 г.). «Исследование деформационной кристаллизации полимеров». Международный журнал твердых тел и структур . 38 (6–7): 1149–1167. дои : 10.1016/s0020-7683(00)00079-2 . ISSN 0020-7683 .
^ Баттьес, Кевин П.; Куо, Чунг-Миен; Миллер, Роберт Л.; Саам, Джон К. (май 1995 г.). «Индуцированная деформацией кристаллизация в сетках поли[метил(3,3,3-трифторпропил)силоксана]». Макромолекулы . 28 (3): 790–792. дои : 10.1021/ma00107a019 . ISSN 0024-9297 .
^ Jump up to: ^а ^б Токи, С.; Фудзимаки, Т.; Окуяма, М. (июнь 2000 г.). «Кристаллизация натурального каучука, вызванная деформацией, обнаруженная в реальном времени с помощью метода широкоугольной дифракции рентгеновских лучей». Полимер . 41 (14): 5423–5429. дои : 10.1016/s0032-3861(99)00724-7 . ISSN 0032-3861 .
^ «Кристаллизация» . www.polymerdatabase.com . Проверено 8 декабря 2018 г.

Источники

Глава 1. Инженерия с резиной / Под ред. АН Гент, Хансер, 1992. ISBN 3-446-17010-3 .
Юно Б. «Деформационная кристаллизация натурального каучука: обзор рентгеновских дифракционных исследований», Rubber Chem. Технол. 84, 425 (2011); дои : 10.5254/1.3601131
Марс, Западная Вирджиния (2009). Расчетная зависимость усталостного поведения резины от деформационной кристаллизации. Химия и технология резины, 82 (1), 51–61.
Глава 10 – Прочность эластомеров , AN Gent, WV Mars, В: Джеймс Э. Марк, Бурак Эрман и Майк Роланд, редактор(ы), The Science and Technology of Rubber (четвертое издание), Academic Press, Бостон, 2013, страницы 473–516, ISBN 9780123945846 , 10.1016/B978-0-12-394584-6.00010-8
Рао, И, Дж; Раджагопал, КР (2001–02). «Исследование деформационной кристаллизации полимеров». Международный журнал твердых тел и структур. 38 (6-7): 1149-1167 https://doi.org/10.1016/S0020-7683(00)00079-2 . ISSN 0020-7683.
Баттьес, Кевин П.; Куо, Чунг-Миен; Миллер, Роберт Л.; Саам, Джон К. (1995–05). «Кристаллизация, индуцированная деформацией в поли[метил](3,3,3-трифторпропил)силоксановой] сети». Маркромолекулы 28 (3): 790-792. Деформационная кристаллизация в сетках поли[метил(3,3,3-трифторпропил)силоксана] . ISSN 0024-9297
Токи, С.; Фудзимаки, Т.; Окуяма, М. (2000–06). «Кристаллизация натурального каучука, вызванная деформацией, обнаруженная в реальном времени с помощью метода широкоугольной дифракции рентгеновских лучей». Полимер. 41 (14): 5423-5429. Кристаллизация натурального каучука, вызванная напряжением, обнаруженная в реальном времени методом широкоугольной дифракции рентгеновских лучей . ISSN 0032-3861.
«Кристаллизация». www.polymerdatabase.com . Проверено 8 декабря 2018 г.

[:02-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рао, Эй Джей; Раджагопал, КР (февраль 2001 г.). «Исследование деформационной кристаллизации полимеров». Международный журнал твердых тел и структур . 38 (6–7): 1149–1167. дои : 10.1016/s0020-7683(00)00079-2 . ISSN 0020-7683 .

[2] Баттьес, Кевин П.; Куо, Чунг-Миен; Миллер, Роберт Л.; Саам, Джон К. (май 1995 г.). «Индуцированная деформацией кристаллизация в сетках поли[метил(3,3,3-трифторпропил)силоксана]». Макромолекулы . 28 (3): 790–792. дои : 10.1021/ma00107a019 . ISSN 0024-9297 .

[:13-3] Jump up to: ^а ^б Токи, С.; Фудзимаки, Т.; Окуяма, М. (июнь 2000 г.). «Кристаллизация натурального каучука, вызванная деформацией, обнаруженная в реальном времени с помощью метода широкоугольной дифракции рентгеновских лучей». Полимер . 41 (14): 5423–5429. дои : 10.1016/s0032-3861(99)00724-7 . ISSN 0032-3861 .

[4] «Кристаллизация» . www.polymerdatabase.com . Проверено 8 декабря 2018 г.

[1]

[2]

[3]

[4]