Polimerlarda fizik muvozanat va relaksatsiya

Polimerlarda fizik muvozanat va relaksatsiya Reja: 1. Zanjirli molekulalarning relaksatsion tavsiflari 2. Oqimda makmolekulalar orientatsiyasi va relaksatsiyasi Polimer tizimga tashqi fizik kuchlar ta'sir etsa, unda deformatsion o'zgarish ko'zatiladi, natijada makromolekulalar dastlabki energitik qulay muvozonat holatidan boshqa energitik qulay darajadagi nomuvozanat holatga o'tadi. Tizimni termodinamik prinsiplarga muvofiq doimo minimal energiyali muvozanat holatga intilishi polimer zanjirlar majburiy deformatsion o'zgarishlarga nisbatan o'ziga qulay bo'lgan konformatsiyalarni egallashiga olib keladi. Bunday o'zgarish, ya'ni nomuvozanat holatdan muvozanat holatga intilish bo'lib, uni amalga oshishi ma'lum vaqt talab etadi va bu relaksatsiya vaqti (relax inglizcha bo'shashish, susayish) deyiladi. Deformatsiyani fizik o'zgarish ekanligini inobatga olsak, unda relaksatsiya vaqtidagi polimerdagi o'zgarishlar relaksatsiya jaroyonlar deb qarlishi mumkin. Bunga asosan pelaksatsiya jarayonlari fizik jarayonlar bilan uzviy bog'liq bolib, ma'lum ma'noda relaksatsiya tizimga berilgan tashqi fizik ta'sirga javoban tizimning o'zgarishini, ya'ni muvozanatga intilish jarayonini anglatadi. Ushbu bobda polimer tizimlarda kuzatiladigan nomuvozanatli fizik va relaksatsoin jarayonlar o'zaro bo'gliqligi hamda relaksatsiyaning mohiyatlari tahlil etiladi. 1. Zanjirli molekulalarning relaksatsion tavsiflari Oddiy hollarda ma'lum bir fizik parametrning vaqt davomida susayishi tizimni muvozanat holatdan og'ishini ko'rsatadi (1.1-rasmga qarang). Bunday o'zgarish eksponensial tavsifga ega bo'lib, analitik ko'rinishda ifodalanadi, ya'ni S = Soe-t (1.1) bu yerda t - kuzatish vaqti; - relaksatsiya vaqti, uning miqdori tizimning S parametrini e marta o'zgarish vaqti kabi aniqlanadi. Polimerlar holati va harakatini o'rganishda hamma vaqt ular uchun ikkita, ya'ni tajriba (kuzatish) vaqti va tizimni ichki o'zgarishini ifodalovchi relaksatsiya vaqti mavjudligini inobatga olish zarurdir. Polimerlarda bir nechta relaksatsiya vaqtlari mavjud bo'lib, ulardan eng ko'p ishlatiladigani doimiy deformatsiya paytidagi kuchlanish relaksatsiyasidir. Uning miqdori doimiy deformatsiya ( const) paytida kuchlanishning () vaqt (t) davomida o'zgarish grafigidan aniqlanadi. Bunday grafikni umumiy ko'rinishlari 1.2-rasmda keltirilgan. Ideal egiluvchan polimer jismlar uchun kuchlanish vaqt davomida deyarli doimiydir (1.2-rasm, 1-grafik) va (1.1) formulaga muvofiq relaksatsiya vaqti dir. Real qattiq holatdagi polimerlar uchun bu ko'rsatgich = 1013 s tartibda bo'ladi. Nyuton suyuqliklari uchun relaksatsiya vaqti = 0 (2-grafik) va real suyuqliklar uchun bu ko'rsatgich nihoyatda kichik = 10-8 10-9 s. Bu maxsus tajribalar orqaligina aniqlanishi mumkin. Ammo polimerlar uchun relaksatsiya vaqtini aniqlashda Maksvell modeli (1.3-rasmga qarang), ya'ni qovushoq eguluvchan jism modeli ko'proq yaqin keladi. Bunga muvofiq kuchlanishning susayishi eksponensial qonun bo'yicha o'zgaradi (3-grafik) va relaksatsiya vaqti dempferdagi suyuqlik qovushoqligini () prujinaning egiluvchanlik moduli (E) ga nisbati bilan aniqlanadi, ya'ni = E. Aslida real makromolekulalar uchun relaksatsiya vaqti to'plami (relaksatsiya vaqti spektri) mavjuddir. Bu alohida olingan makromolekulalarning to'liq relaksatsiya vaqtini, shuningdek segmentlar, zvenolar, ma'lum guruhlar va atomlarning relaksatsiya vaqtlarini ifodalaydi. 2. Oqimda makmolekulalar orientatsiyasi ...