Бартенев Г.М., 3еленев Ю.В. Физика и механика полимеров

М.: Высшая школа, 1983. — 392 с.Книга является пособием для изучения курсов по механике, физике и физической химии полимеров. В ней отражены наиболее важные разделы науки о полимерах: их молекулярное строение, физические состояния, полиморфные и фазовые превращения, механические, электрические, оптические и теплофизические свойства. Детально рассмотрены вопросы статистической физики полимеров, термодинамики полимерных сеток, особенности ориентированного состояния полимеро-релаксационные явления и др.Предисловие
Введение. Полимеры и их классификация
Строение и общие физические свойства полимеров
Строение, структура и физические состояния полимеров
Строение и свойства макромолекул. Строение полимерных цепей. Конформации и конфигурации. Термодинамическая и кинетическая гибкости цепей.
Структура некристаллических и кристаллических полимеров. Определения. Надмолекулярные структуры полимеров. Структура кристаллических полимеров. Структурные изменения в полимерах. Жидкокристаллические структуры полимеров
Физические состояния полимеров. Классификация физических состояний. Особенности поведения полимеров в разных физических состояниях
Заключение
Литература
Стеклообразное и кристаллическое состояния полимеров
Стеклование как основной релаксационный процесс в полимерах. Определения. Структурное стеклование. Механическое стеклование. Сравнение процессов структурного и механического стеклования
Оценка температуры стеклования статистических сополимеров и гомогенных смесей полимеров
Кристаллизация как главный фазовый переход в полимерах. Определения. Процессы образования и роста кристаллов в полимерах
Влияние степени кристалличности полимеров на температуру их размягчения
Заключение
Литература
Термодинамика и механика полимерных сеток
Свойства сеточных полимеров
Термодинамические уравнения. Уравнения деформации, следующие из I начала термодинамики. Уравнения, следующие из II начала термодинамики. Квазиравновесные деформации сеточных полимеров
Уравнение состояния полимерных сеток
Работа при деформации высокоэластического материала
Природа высокой эластичности и уравнение деформации полимерной сетки. Уравнение состояния полимерной сетки. Уравнение деформации идеальной резины
Механика равновесной деформации полимерных сеток. Уравнение Муни. Уравнение Ривлина. Общие уравнения Трелоара. Вклад внутренней энергии в высокую эластичность. Уравнение Огдена
Теория термоэластичности высокоэластических материалов
Термоэластическая инверсия
Инверсия теплового эффекта при деформации
Заключение
Литература
Статистическая физика макромолекул и полимерных сеток
Природа гибкости макромолекул
Физические свойства макромолекул
Среднее квадратическое расстояние между концами макромолекулы
Сегмент линейной макромолекулы
Учет заторможенности при внутреннем вращении
Конформационная статистика макромолекул. Формулы Бреслера-Френкеля и Тейлора. Поворотные изомеры. Распределение линейной макромолекулы по длинам
Статистическая термодинамика линейной макромолекулы (свободная энергия и ypaвнение состояния полимерной цепи)
Статистическая термодинамика линейной макромолекулы при больших растяжениях (термодинамический потенциал)
Классическая статистическая теория деформации полимерных сеток. Постановка задачи и предположения. Деформация и энтропия отдельной цепи сетки. Высокоэластический потенциал полимерной сетки. Уравнения деформации полимерной сетки
Статистическая теория деформации полимерных сеток с учетом межмолекулярных взаимодействий
Сравнение теории с экспериментальными данными. Одноосное растяжение. Двухосное несимметричное растяжение. Двухосное симметричное растяжение. Чистый сдвиг. Смешанный сдвиг. Сравнение с экспериментальными данными
Дальнейшее развитие статистических теорий высокой эластичности полимерных сеток. Многопараметрические уравнения деформации. Теория реальных сеток Зябицкого. Теория Кроссленда и Ван-дер-Гоффа
Заключение
Литература
Релаксационные явления в полимерах
Молекулярная подвижность и вязкоупругие свойства полимеров
Механизмы процессов релаксации в полимерах. Молекулярная подвижность и структурные элементы полимеров. Различные типы релаксационных переходов в полимерах
Релаксационные переходы в полимерах. Дискретный спектр времен релаксации. Процессы медленной физической peлаксации. Спектры внутреннего трения
Влияние процессов релаксации на вязкоупругие свойства полимеров
Модельное описание строения полимеров с позиций релаксационной спектрометрии
Заключение
Литература
Реологические свойства полимеров
Основные закономерности течения аномально вязких систем. Ньютоновское и аномально вязкое течения. Механизмы ньютоновского течения. Влияние больших и малых напряжений на текучесть полимеров. Правило логарифмической аддитивности
Особенности вязкого течения полимеров при сдвиге и растяжении. Методы исследования реологических свойств полимеров. Влияние молекулярной массы на вязкость полимеров. Аномальные эффекты вязкого течения полимеров. Энергия активации вязкого течения полимеров. Составляющие скорости деформации при вязком течении полимеров
Роль структурной упорядоченности полимеров в формировании их реологических свойств. Молекулярный механизм вязкого течения полимеров. Молекулярная модель эластомеров и вязкое течение. Роль надмолекулярной упорядоченности в расплавах полимеров
Заключение
Литература
Электрические свойства полимеров
Поляризация диэлектриков. Диэлектрические потери и проницаемость полимеров. Явление поляризации диэлектриков. Диэлектрические потери. Уравнение Дебая. Релаксационный спектр. Природа диэлектрических потерь. Обработка экспериментальных данных. Процессы электрической релаксации в полимерах
Строение и диэлектрические характеристики полимеров. Диэлектрические и механические потери в полимерах. Диэлектрические свойства полиарилатов. Характеристики электрических релаксационных процессов
Электретное состояние и термодеполяризация полимеров. Электретное состояние. Явление термодеполяризации. Теория термодеполяризации. Характеристики термодеполяризации полиметилметакрилата
Электрическая проводимость полимеров. Природа электрической проводимости полимеров. Температурная зависимость электрической проводимости в полимерах. Влияние различных факторов на электрическую проводимость полимеров
Электрическая прочность полимеров. Различные виды электрического пробоя диэлектриков. Электрический пробой полимеров
Заключение
Литература
Магнитные свойства полимеров
Явление ядерного магнитного резонанса. Определения. Теория ядерного магнитного резонанса. Влияние молекулярного движения на характеристики ЯМР
Способы регистрации ядерного магнитного резонанса. Методы изучения явления ЯМР. Способы обработки экспериментальных данных
Экспериментальное исследование структуры и физических свойств полимеров методом ядерного магнитного резонанса. Изучение структуры полимеров. Исследование физических свойств полимеров методом ЯМР
Использование электронного парамагнитного и ядерного квадрупольного резонансов для изучения физических свойств полимеров. Явление электронного парамагнитного резонанса и его применение. Применение ядерного квадрупольного резонанса для исследования полимеров
Заключение
Литература
Оптические свойства полимеров
Классификация важнейших оптических свойств полимеров. Явления при взаимодействии излучения с веществом. Двойное лучепреломление
Природа явления радиотермолюминесценции в полимерах. Определения. Природа явления РТЛ. Спектры свечения при РТЛ
Основы теории явления радиотермолюминесценции
Применение метода радиотермолюминесценции для изучения молекулярной подвижности в полимерах. Возможности метода РТЛ. Способы регистрации РТЛ. Применение метода РТЛ для изучения полимеров. Обработка и анализ экспериментальных данных изучения РТЛ
Заключение
Литература
Тепловые и механические свойства полимеров
Основные теплофизические свойства полимеров
Теплопроводность и температуропроводность полимеров. Способы определения тепло- и температуропроводности. Механизмы теплопереноса в полимерах. Зависимость тепло- и температуропроводности от температуры и давления
Тепловое расширение полимеров. Сравнение тепловых свойств полимеров и других материалов. Влияние условий измерения
Теплоемкости полимеров. Природа изменения теплоемкости. Изучение зависимости теплоемкости полимеров от температуры
Сопоставление значений температур кинетических и фазовых переходов полимеров по данным разных теплофизических методов. Определения. Правило Кауцмана-Бойера-Бимена. Сравнительное изучение различных теплофизических процессов
Уравнение состояния полимеров
Заключение
Литература
Прочность и процессы разрушения полимеров
Определения
Теоретическая и техническая прочности
Механический подход к проблеме прочности. Хрупкое и нехрупкое состояния полимеров. Предельные состояния полимера
Классификация механизмов разрушения полимеров
Термодинамическая концепция разрушения полимеров. Теория Гриффита. Учет механических потерь. Виды рассеяния упругой энергии при разрушении полимеров. Безопасное напряжение
Кинетическая концепция разрушения полимеров
Термофлуктуационная теория хрупкого разрушения. Молекулярная модель процесса разрушения. Две стадии разрушения. Теория движения трещины в напряженном образце. Математическая теория трещин при хрупком разрушении. Уравнение долговечности. Физический смысл постоянных в уравнении долговечности
Критическое напряжение и атермический механизм разрушения. Критическое напряжение как верхняя граница уравнения долговечности. Атермический механизм разрушения. Кинетика трещины при атермическом разрушении
Безопасное напряжение при термофлуктуационном механизме разрушения
Взаимосвязь термодинамического и кинетического подходов и диаграмма механизмов разрушения полимера
Квазихрупкое разрушение полимерных стекол. Область нехрупкого разрушения полимеров. Теория перехода от хрупкого в нехрупкое состояние. Два подхода к квазихрупкому состоянию полимеров. Применение термофлуктуационной теории к квазихрупкому разрушению полимеров
Разрушение полимерных стекол с образованием крейзов (трещин «серебра»)
Прочность и долговечность полимерных волокон. Микромеханика разрушения
Прочность и долговечность полимерных волокон. Применение термофлуктуационной теории к полимерным волокнам. Микромеханика разрушения полимерных волокон
Влияние степени ориентации на прочность полимеров
Прочность и разрушение полимеров при циклических режимах нагружения. Динамическая усталость. Долговечность полимеров при циклических нагрузках
Заключение
Литература
Взаимосвязь процессов релаксации и разрушения
Прочность и разрушение полимеров в высокоэластическом состоянии. Разрушение полимеров в области высоких температур. Механика разрушения эластомеров. Механизм прочности и разрушения эластомеров. Уравнение долговечности эластомеров. Разрывное напряжение эластомеров
Релаксационная природа процесса разрушения полимеров в высокоэластическом состоянии. Закономерности релаксации напряжения и вязкого течения эластомеров. Долговечность и разрывное напряжение эластомеров. Инвариантность энергии активации различных процессов
Особенности процесса разрушения полимеров с дипольными группами
Заключение
Литература
Трение и износ полимеров
Общие закономерности трения и износа полимеров. Законы трения Амонтона и Кулона. Роль поверхности контакта трущихся тел. Основные положения теории трения твердых тел
Трение твердых полимеров. Особенности процессов трения при размягчении стеклообразных полимеров. Особенности трения полимеров. Механизмы трения полимеров
Особенности трения полимеров в высокоэластическом состоянии. Природа трения эластомеров. Теория трения эластомеров. Сопоставление выводов теории с экспериментальными данными
Износ эластомеров и твердых полимеров. Износ эластомеров. Износ пластмасс. Количественное сопоставление износа эластомеров и пластмасс
Заключение
Литература
Рекомендуемая литература
Предметный указательDJVU формат /file/2305390/