English version

Formularz logowania

zarejestruj się


Drukuj

R. F. T. Stepto, J. I. Cail, D. J. R. Taylor

Sieci polimerowe: podstawy powstawania, struktura i właściwości (wersja angielska)

Polimery 2000, nr 7-8, 455


Streszczenie

Przedyskutowano wyniki uzyskane na podstawie dwóch odmiennych podejść do badań teoretycznych dotyczących powstawania, struktury i właściwości sieci polimerowych. Zgodnie z pierwszym z nich, aby móc przewidywać wartości modułu sprężystości należy przeprowadzić statystyczne modelowanie procesu wzrostu cząsteczek prowadzącego do utworzenia sieci. W tym celu opracowano algorytm Monte-Carlo polimeryzacji z usieciowaniem. Algorytm ten symuluje w postaci funkcji stopnia postępu reakcji proces powstawania wszystkich połączeń w mieszaninie reakcyjnej i zlicza wszystkie struktury pierścieniowe. Umożliwia on symulowanie przebiegu polimeryzacji i sieciowania aż do całkowitego przereagowania. Porównanie wyników prognozowania na podstawie algorytmu z danymi doświadczalnymi (na przykładzie powstawania usieciowanych poliuretanów) wskazuje na znaczenie uwzględniania pełnego rozkładu rozmiarów struktur pierścieniowych w zmniejszaniu się wartości modułu sprężystości. Do interpretacji danych doświadczalnych wprowadzono nowy ważny czynnik X — udział ubytku elastyczności w przeliczeniu na łańcuch w większych splątanych strukturach (równ. 13–15; rys. 7, 8).

Z drugiego rodzaju podejścia do badań teoretycznych wynika, że symulacje Monte-Carlo (rys. 10) elastyczności łańcuchów w sieci z wykorzystaniem realnego modelu R-I-S (Rotational-Isometric-State) układu sieć/łańcuch mogą odtworzyć stwierdzane doświadczalnie (na przykładzie usieciowanego polidimetylosiloksanu) odstępstwa od charakterystyki sieci Gaussa w warunkach jednoosiowego rozciągania (rys. 9). Skończona zdolność do wydłużania się łańcuchów w sieci wywołuje nieafiniczne odkształcenie średniej kwadratowej odległości między końcami łańcucha w sieci, nawet w warunkach umiarkowanego odkształcenia próbki (stopień wydłużenia ok. 1,5). Zwiększanie udziału całkowicie rozciągniętych łańcuchów wraz ze zwiększaniem naprężenia powoduje stałe zmniejszanie zmian energii swobodnej sieci w funkcji naprężenia; jest to przyczyną spadku modułu sieci. Nie ma potrzeby odwoływania się do przejścia od łańcucha afinicznego do fantomowego w miarę zwiększania stopnia odkształcenia. W celu całkowitego zrozumienia struktury i elastomerycznych właściwości sieci polimerowej konieczne jest połączenie obu omówionych podejść do badań.
Słowa kluczowe: polimeryzacja z usieciowaniem, symulacje Monte-Carlo, struktury splątane, elastomeryczne właściwości sieci polimerowych
R. F. T. Stepto, J. I. Cail, D. J. R. Taylor (1.21 MB)
Sieci polimerowe: podstawy powstawania, struktura i właściwości (wersja angielska)