A. V. Umarov, G’. I. Muxamedov, X. O. Qo’chqorov // Polimerli kompozit materiallar fizikasi
Download 6.9 Mb. Pdf ko'rish
|
Polimer kompozitlar fizikasi
|
5.27- rasm. Poliepixlorgidrinda
relaksatsiya jarayonini haroratga bog’lanishi. (a) – arreniusli bog’lanish, (b) – o’shani WLF koordinatalardagisi. Polimerda qutbli guruhlar bo‘lmasa molekulalarning qayta guruhlanishi bo‘lganda ham dielektrik relaksatsiya juda kuchsiz namoyon bo‘ladi. Bunday holda dielektrik effektlar sistemasini boshqa xususiyatlarga ta‘sir etmaydigan darajada ozroq qutbli guruhlar kiritilib, sun‘iy ravishda orttiriladi. Bu usul katta amaliy ahamiyatga ega bo‘lgan polietilenga qo‘llanadi. Bu qutbsiz polimerda dielektrik relaksatsiya kuchsiz bo‘ladi, lekin materialni ozgina oksidlansa, masalan, havo muhitida maydalansa, bir qism >CH 2 guruhni qutbli > C= 0 guruhga o‘tkazadi va ular osongina polietilenni kristall panjarasiga terilib oladilar. U holda molekul- yar relaksatsiya jarayonlari dielektrik usullar bilan tadqiq etilishi mumkin, bu esa juda muhum, chunki uni chastota diapazoni boshqa usullarga qaraganda ancha keng. Qutbsiz polimerlarda ba‘zi bir molekulyar jarayonlar favqulotda namoyon bo‘lib qolishi mumkin. Bunda polimer zanjirlar harakati ta‘sirida uncha katta bo‘lmagan aralashma molekulalarini siljitib qolishi va ular orasida ionli va qutbli molekula bor bo‘lishi mumkin. Shunday qilib, ozgina qutbli aralashma kiritish bilan qutbsiz polimerlarni 230 ma‘lum chastota diapazonida keskin dielektrik isrofni orttirib yuborishiga olib kelar ekan. Qisman kristallangan polimerlarda, kristall va amorf faza mavjud bo‘lib, relaksatsion spektr xarakteri ancha murakkab ko‘rinishga ega bo‘ladi. Aynan amorf sohada yo‘nalish olish jarayonlarida kristall sohaga va fazalar chegarasi- gagina daxldor qo‘shimchalar ham mavjud. Polimerning kris- tallanish darajasini o‘zgartirish bilan aniq bir cho‘qqini amorf yoki kristall faza bilan bog‘lashga erishish mumkin. Masalan, erigan moddani keskin sovutish bilan kristallanish pasayadi va u amorf fazada relaksatsion jarayonlar intensivligini oshiradi. Poli- etilen turidagi polimerlar kristallarida, makromolekulalar cho‘zil- gan zigzagsimon konformatsiyaga ega bo‘ladi, zanjirlar qo‘shni- lariga nisbatan pog‘onasimon joylashadi. Agar zanjirda mahkam- langan qutbli guruh bo‘lsa, aytish mumkinki, tashqi maydon u zanjirni o‘qi atrofida burishga intiladi, bu kuchning kattaligi dipol moment yo‘nalishi va tashqi maydon yo‘nalishi orasidagi burchakka bog‘liq bo‘ladi. Kristallda qo‘shni zanjirlardan itarishish kuchi har ikki muvozanat holatlar orasida 180 0 ga burilishni o‘z ichiga olgan aylanishni va transilyatsiya siljishini ham cheklaydi: Bu modelda molekulalar xuddi qattiq sterjenga o‘xshash buriladi, shuning uchun yo‘nalish olish jarayonini faollashish energiyasi burilishda ishtirok etayotgan zanjir uzunligiga to‘g‘ri proporsional. Bunday modelni to‘g‘ri ekani parafindagi ketonlar dipol relaksatsiyasi misolida tekshirilgan. Keton zanjirining uzunligi parafin kristalli qalinligidan kichik bo‘lganda, ya‘ni 231 aylanuvchi zanjirlar oxiridagi cheklovlarni e‘tiborga olmasa ham bo‘ladigan holda ko‘rilgan. Tajriba natijalari faollashish energi- yasini qutbli zanjir uzunligiga bog‘liqligini tasdiqladi. Uzun zanjirli polimerlar uchun zanjirni to‘g‘ridan-to‘g‘ri aylanishini ko‘rsatadigan dalillar kristallda relaksatsiya intensivligini tashqi maydonga nisbatan zanjir o‘qini yo‘nalishiga bo‘glanishi haqi- dagi ma‘lumotlar orqali olingan. Ko‘rinadiki, maydonga parallel aylanish zanjirlari relaksatsiyaga ulush qo‘shmaydi va tajribalar shunday shaklda yo‘nalishga ega zanjirlar uchun kristallarda juda kuchsiz relaksatsion cho‘qqini borligini ko‘rsatadi. Agar kristall chegarasida zanjirlar yig‘masi ozod bo‘lsa, zanjir qismlari aylanishi kristallda tashqaridan cheklashlarni sezmaydi. Shuning uchun relaksatsiya jarayonini faollashish energiyasi kristall qalinligiga to‘g‘ri proporsionalligini kutish mumkin (c o‘q yo‘nalishida). Uzun zanjirlar uchun qattiq mustahkam sterjen modelidan chetlashishni, ya‘ni eshilishni ham e‘tiborga olish kerak. Ancha chuqurlashtirilgan modellar ko‘rsatadiki, zanjir uzunligi 60-120 uglerod atomlaridan ortib ketsa eshilish ro‘y beradi. Bunda faollashish energiyasi o‘zgarishi to‘xtaydi. Dielektrik isrof maksimumi esa (berilgan chastotada) zanjir uzunligiga bog‘lanish grafigida tekis o‘zgarishga o‘tadi. Shunday nuqtai nazarning to‘g‘riligini uncha ko‘p bo‘lmasada mavjud eksperiment natijalari ko‘rsatadi. Polimerlar dielektrik relaksatsi- yasi spektrlari xarakteri tarmoqlanishlar mavjudligini murak- kablashtiradi. Ular tarmoqlanish nuqtasida molekulyar harakat bilan bog‘liq bo‘lgan aniq ko‘rinishdagi relaksatsiya jarayonini yuzaga keltiradi. Shuningdek, ulanishlar borligi ham ba‘zi bir molekulyar harakatlarni ancha cheklaydi. Qattiq polimerlarda relaksatsion jarayonlarni umumlashgan chizmasi quyida keltirilgan. |
