Объяснение графиков реологических свойств полимеров

На представленной странице учебника рассматриваются реологические свойства полимеров, в частности высокоэластические деформации и модули эластичности. Ниже приведено краткое объяснение сути каждого графика для записи в тетрадь. 1. Первый график (вверху): Зависимость логарифма модуля высокоэластичности \( \lg G_e \) от логарифма скорости сдвига \( \lg \dot{\gamma} \). Суть: График показывает, как меняется жесткость (модуль) полимерного раствора (60% раствор полистирола в диэтилфталате) при изменении скорости течения. Видно, что при определенных скоростях модуль выходит на плато, что характеризует установившийся режим высокоэластической деформации. 2. Второй график (слева посередине): Зависимость напряжения сдвига \( \tau \) от температуры \( T \) при различных значениях высокоэластической деформации \( \gamma_e \). Суть: Здесь показано, что для полиизобутилена при фиксированной деформации (от 0,8 до 2,0) напряжение сдвига растет с ростом температуры. Это подтверждает энтропийную природу высокоэластичности: чем выше температура, тем сильнее тепловое движение цепей сопротивляется деформации. 3. Третий график (слева ниже): Температурно-инвариантная зависимость \( \lg \gamma_e \) от \( \lg (\dot{\gamma} \eta_0) \). Суть: Этот график демонстрирует принцип температурно-временной суперпозиции. Данные, полученные при разных температурах (22, 60 и 100 градусов Цельсия), укладываются на одну общую кривую, если использовать приведенную скорость сдвига \( \dot{\gamma} \eta_0 \). Это позволяет предсказывать поведение материала в широком диапазоне условий. 4. Четвертый график (внизу): Зависимость логарифма модуля высокоэластичности \( \lg G_e \) от массового содержания полимера \( m \). Суть: На графике показана зависимость для полиизобутилена в шести различных растворителях при 20 градусах Цельсия. Главный вывод заключается в том, что природа растворителя практически не влияет на модуль эластичности эквиконцентрированных растворов. Решающим фактором является именно концентрация полимера \( m \): чем она выше, тем гуще сетка зацеплений и тем выше модуль \( G_e \). Общий вывод: Высокоэластические свойства полимеров определяются структурой молекулярной сетки (зацеплений) и зависят от концентрации полимера, скорости деформирования и температуры, причем влияние температуры и скорости можно объединить в рамках единой инвариантной характеристики.