کتاب خواص فیزیکی و مکانیکی مواد رشته پلیمر

اختصاصی از فایل هلپ کتاب خواص فیزیکی و مکانیکی مواد رشته پلیمر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کتاب خواص فیزیکی و مکانیکی مواد رشته پلیمر

کتاب های خلاصه منابع رشته پلیمر برای آمادگی آزمون دکتری دانشگاه آزاد به همراه مجموعه تست ها با پاسخ های تشریحی برای کنکور95  

فصل اول: « خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها»
 
Tg دمای انتقال شیشهای و انتقال از مرتبه دوم است. 
¤ یادآوری: 
دمای ذوب و انتقال از مرتبه اول است. T T m = melting
Tg
معمولاً حدود
c
1
o
 .است Tm از کمتر oo (Tg m < T )
 
o مثال لوله خودکار (PS) و چراغ الکل (PS) در C
1oo شروع به نرم شدن مـیکنـد یعنـی از حالـت سـخت و شـکننده
درمیآید و نرم و انعطافپذیر میشود اما دقت کنید که ذوب نمیشود، بلکه در حدود C
o
2oo ذوب میشـود. در نتیجـه: 
Tg ف «همه پلیمرها بالای
سخت و شکننده هستند.» میدانیم که اگر دمای هر ماده معمـولی Tg نرم و انعطا پذیر و زیر
بالا رود، حجم آن هم زیاد میشود، حال برای PS در قالب نمودار زیر این موضوع را بررسی میکنیم: 
میبینیم که این منحنی در یک نقطهی خاص میشکند و تغییر شیب میدهـد
Tg است ولی الای و این نقطه همان
Tg ف دقت کنید که در بـ
مـاده ضـعی
نمیشود [ناحیه لاستیکی یا چرمی] به عبارتی دلیلی ندارد که چون چرم
انعطافپذیر است، بتوان آن را به راحتی پـاره کـرد. امـا چـرا مـیگـوییم
انتقال؟ چون اگر پلیمـر را از حالـت Rubbery سـرد کنـیم، بـه حالـت
شیشهای منتقل میشود. 
اما چرا میگوییم شیشه؟ خواص شیشه، سخت و شکننده و شـفاف بـوده
است که در این نامگذاری یک سمبل است و اینکـه هـر پلیمـری در زیـر
Tg نقطهی
Tg این سه خاصیت را دارند منشـأ
چیسـت و چـرا پلیمرهـا
بالای آن نقطه نرم و پایین آن سخت هستند؟ برای پاسخ بـه ایـن سـوال
چندسوال دیگر مطرح میکنیم. 
1ـ شکل پلیمر در فضا چگونه است؟ چرا؟ 
 
Glassy
State
Rubbery StateorLeatheryState
Tg
Tw
V حجمخواص فیزیک و مکانیکی مواد «7»
   
 
چون Back Bone پلیمرها کربن ـ کربن است و کربن چهار ظرفیتی هیبرید SP
3
o پس شکل نهایی o دارد و زاویه 1 9
مثـل کــلاف خواهـد شــد امــا اگـر مــا ایـن کــلاف را در حالـت ایـدهآل از دو ســر آن بکشـیم، شــکل آن بصــورت 
در میآید تا زاویهی 1 9
o حفظ شود ولی احتمال ایجاد چنین حالتی در عمل تقریباً صفر است پس ما زنجیری به شکل o
خط است نداریم. 
اما چرا وقتی دما را کم میکنیم حجم ماده کمتر میشود؟ حجم ماده تشکیل شده از دو نوع حجم اول حجم خـود
ماده که شامل اتمها و الکترونها و ... است و دوم حجم فضاهای خالی که نامش حجم آزاد است. 
فرق سه حالت جامد و مایع و گاز در فضای خالی بین مولکولهاست، اما دقت کنید که ما اینجا در خود حالت جامـد، دو
Tg و بالای Tg مطرح کردیم! 
حالت دیگر زیر
چرا فضای خالی بین مولکولها کمتر میشود و مولکولها چرا به هم نزدیک میشوند؟ 
مولکولها چطور بهم نزدیک میشوند؟ 
انرژی ماده از دو نوع است، جنبشی و پتانسیل، انرژی جنبشی علاقه دارد مولکولها را از هم دور کنـد و انـرژی پتانسـیل
علاقه دارد مولکولها را بهم نزدیک کند. حالت پایه ماده، نقطه تعادل بین این دو نوع انرژی است و اگر هر کـدام از ایـن
دو نوع انرژی را تقویت کنیم، دیگر تضعیف میشود و هر کدام را تضعیف کنـیم دیگـری تقویـت مـیشـود، حـال وقتـی
پلیمری را سرد کنیم، در واقع از آن انرژی میگیریم یعنی انرژی جنبشی مولکولها را میگیریم پس انرژی پتانسیل آنهـا
را بهم نزدیک میکند.
اما مولکولها چطور بهم نزدیک میشوند؟ 
امکان اینکه که همهی ماکرومولکول پلیمر ناگهان به کنـار مولکـول دیگـر بـرود. 
بلکه این نزدیکی به صـورت Segmental Motion اسـت. (حرکـت مارگونـه) 
RandomCoil
کلاف
C
C
C
CL
C
CL«8» خواص فیزیک و مکانیکی مواد
 
است. اما حرکت مولکول بصورت حرکت موجـودی مثـل مـار نیسـت بلکـه ایـن
حرکت به صورت چرخش زنجیر حول پیوند -C C خواهد بود. 
Tg برای توجیه
، دو تئوری ارائه شده است: 
Tg تئوریهای
1ـ سینتیکی: kinetic یعنی مولکول دارای انرژی و جون داشته باشد تا دور پیوند بچرخد. 
2ـ حجم آزاد: Free Volume یعنی باید مکان و فضایی وجود داشته باشد تا مولکول با چرخش مول پیوند خود بتوانـد
در آن فضا قرار بگیرد. 
نقطهی ذوب معمولاً برای مادهای اطلاق میگردد که کریسـتالی باشـد پـس
مثلاً برای یک ماده بینظم مثل PS که هیچگاه کریستالی نمیشود، نقطـهی
ذوب وجود ندارد. اما نقطهای که در آن یک مادهی آمورف جریـان مـییابـد،
نقطهی سیالیت نام دارد. 
1ـ تئوری سینتیکی 
نقطهی ذوب درجه حرارتی است که در آن شبکه کریستالی ناگهانی فرو میریزد و جریان بوجود میآید، وقتی ماده بالای
Tg ید است انرژی جنبشی لازم برای چرخش و Segmental Motion را داراست ولی وقتی به نقطهای مثـل Tg
رسـ
انرژی ماده برای حرکت یک Segment کافی نخواهد بود برای حرکـت، یـک قسـمت کوچـک از آن Segment کـافی
خواهد بود، پس یک Segment ماده بجای اینکه در یک مرحله از یک منطقه به جای دیگر حرکت کند، در چند مرحله
این کار را انجام میدهد پس سرعت حرکت کمتر شده است پس شیب V .T دچار شکست میشود. 
2ـ تئوری حجم آزاد 
با کاهش دما، انرژی جنبشی مولکولها کمتـر مـیشـود و انـرژی پتانسـیل بیشـتر مـیشـود. پـس مولکـولهـا بصـورت
Segmetnal بهم نزدیک میشوند تا جایی که دیگر مکانی برای چرخش وجود نخواهد داشت یا فضای کمتـری خواهـد
بود فضای کمتری کمی بعد از آن اجزای کوچکتر زنجیر کمکم آن فضاهای کوچکتر را پر میکنند.

نوع فایل:Pdf

سایز: 1.57mb

 تعداد صفحه:84