Температура стеклования полимеров, стеклообразное состояние полимеров

Стеклование полимера – переход из высокоэластического состояния в твердое стеклообразное состояние при снижении температуры. В стеклообразном состоянии полимер ведет себя как твердое и хрупкое тело, что характеризуется высоким модулем упругости и очень низкой эластичностью и пластичностью. Даже небольшая деформация способна привести к разрушению.
Температура стеклования полимера – понятие условное, переход полимера в стеклообразное состояние происходит постепенно, в некотором температурном диапазоне. Температурный интервал перехода из высокоэластического в стеклообразное состояние зависит от степени кристаллизации полимера. У кристаллических полимеров само высокоэластическое состояние слабо выражено, а переход в стеклообразное состояние при охлаждении происходит в узком температурном диапазоне. У аморфных полимеров температурный диапазон перехода в стеклообразное состояние значительно шире, и его верхнее и нижнее значения зависят от скорости снижения температуры – они тем выше, чем больше скорость охлаждения.

Кристаллические полимеры при нагревании из стеклообразного состояния быстро переходят в вязко-текучее состояние.

Если материал частично кристаллизован, области кристалличности служат армирующими элементами. При нагревании из стеклообразного состояния частично кристаллизованные полимеры переходят в эластическое состояние с сохранением областей кристалличности, повышающих жесткость. В этом состоянии под действием нагрузки возможны пластические деформации, скорость которых характеризуется временем релаксации напряжений. С увеличением температуры время релаксации напряжений снижается, пластичность увеличивается. У термопластов при дальнейшем нагреве разрушается упорядоченная структура областей кристалличности, и материал переходит в вязко-текучее состояние.

Аморфные полимеры при нагревании из стеклообразного состояния переходят в высокоэластическое состояние, характеризующееся возможностью огромных обратимых деформаций растяжения. В этом состоянии под действием нагрузки возможны медленные пластические деформации, скорость которых характеризуется временем релаксации напряжений; с увеличением температуры время релаксации напряжений снижается. Термопласты при дальнейшем нагреве переходят в вязко-текучее состояние.