Стеклование полимеров

Стеклование полимеров, переход полимера из высокоэластического в твёрдое стеклообразное состояние. По физической природе С. п. не отличается от стеклования низкомолекулярных жидкостей, однако механизм процесса характеризуется особенностями, обусловленными спецификой теплового молекулярного движения в стеклообразном и высокоэластическом состояниях полимера.

  В стеклообразном полимере атомы закреплены в точках нерегулярной пространственной решётки и не совершают трансляционных перемещений при воздействии внешних сил, как и в обычных твёрдых телах. В высокоэластическом состоянии возможно групповое трансляционное движение участков длинных цепных макромолекул и изменение их взаимного пространственного расположения, т. е. структуры полимера, при воздействии внешних сил. Скорость перестройки структуры характеризуется временами релаксации (см. Релаксационные явления в полимерах), она уменьшается при охлаждении полимера и ниже некоторой температуры становится столь низкой, что структура «замораживается», т. е. полимер переходит в стеклообразное состояние. Таким образом, С. п. имеет кинетический характер, поскольку обусловлено постепенной потерей подвижности атомов и атомных групп.

  С. п. происходит в интервале температур, который характеризуется условной величиной — температурой стеклования T_c, определяемой графически на кривых температурного изменения некоторых физико-химических свойств полимера. Значение T_c зависит от химического состава и структуры полимера, его термической предыстории и скорости теплового или механического воздействия. При одной и той же температуре полимер может быть высокоэластичным при медленных механических воздействиях и твёрдым при быстрых. Эффект повышения T_c при увеличении скорости механического воздействия часто называется «механическим стеклованием».

  В. С. Папков.