KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

täisaromaatsed polüamiidid (polüaramiidid). Poolkristalse, amorfse ja vedelkristalse polümeeri
olekute võrdlus vedelas ja tahkes olekus on toodud joonisel 9-9.
9.3.2 Termoreaktiivsed polümeerid
Kõvastuvad kuumutamisel ja enam ei pehmene enne hävimist (degradeerumist). Esmakordsel
kuumutamisel tekivad ahelatevahelised ristsidemed, mis enam ei katke.
Siia kuuluvad tihedal ristsidumisel tekkivad võrestikstruktuuriga tõelised termoreaktiivid ehk
reaktoplastid, nagu näiteks fenool-formaldehüüdvaik (fenoplast) ja melamiin-formaldehüüdvaik.
Termoreaktiivsete polümeeride hulka kuuluvad ka kummid, mis saadakse elastomeeride
vulkaniseerimisel. Elastomeeridel on väga paindunud, keerdunud ja pikk lineaarne ahel, mida on
kerge sirgeks tõmmata. Neil on lai elastse oleku piirkond ja suur elastne deformatsioon (väike
elastsusmoodul). Nende elastsusmoodul muutub mehaanilise pinge muutumisel, st pinge –
deformatsiooni sõltuvus on mittelineaarne. Pinge eemaldamisel taastavad nad oma esialgse pikkuse.
Kummide termoreaktiivsus avaldub vastupanus kuumutamisele (ei pehmene enne degradeerumist)
Tähtsamate elastomeeride ahelad on toodud joonisel 9-10. Nagu näha, sisaldavad osa ahelaid
kaksiksidet (küllastamata polümeerid), osa aga mitte. Kummid saadakse elastomeeride harval
ristseostamisel (vulkaniseerimisel). Vulkaniseerimine likvideerib täielikult elastomeeride ahelate
omavahelise libisemise (plastsuse) ja laiendab elastse oleku piirkonda. Vulkaniseerimise
põhireaktsioon on ristsidumine küllastamata sidemete arvel väävli abil, näit:
– CH 2 – CH = CH – CH 2 – – CH 2 – CH – CH – CH 2 –
| |
+ 2 S → S S
| |
– CH 2 – CH = CH – CH 2 – – CH 2 – CH – CH – CH 2 –
Ristsidemeid saab tekitada ka funktsionaalsete rühmade kaudu, mis on ainuvõimalik küllastatud
elastomeeride korral. Kui ristsidemeid on palju, siis kummi jäigastub – tekib kõvakummi (eboniit),
mis on tõeline termoreaktiiv.
9.4 Polümeeride mehaanilised ja termomehaanilised omadused
Polümeeride mehaanilised omadused on üsna sarnased metallidega, eriti nende käitumine
deformeerimisel. Erinevused on selles, et polümeeridel sõltub deformatsioon jõu rakendamise
kiirusest, samuti temperatuurist ja keskkonnatingimustest (vee, hapniku, orgaaniliste lahustite
juuresolek).
Tüüpilised pinge – deformatsiooni sõltuvused on esitatud joonisel 9-11. A – rabe materjal; B –
plastiline materjal (sarnane metallidega, ainult lõpus pinge kasvab); C – elastne materjal (lai elastse
oleku piirkond). Elastsusmoodul, tõmbetugevus ja venitatavus määratakse polümeeridel samuti,
nagu metallidel. Polümeeride tõmbetugevus võib olla väiksem või suurem kui elastsuspiir.
Polümeeride elastsusmoodul ja tõmbetugevus võivad olla väga väikesed aga ka võrreldavad
metallidega (küllalt suured). Polümeeride venitatavus võib olla väga suur. Mõnede tähtsamate
polümeeride mehaanilised omadused on järgnevas tabelis.
45