Вязкотекучее состояние

ВЯЗКОТЕКУЧЕЕ СОСТОЯНИЕ, релаксационное (физическое) состояние, характерное для линейных и разветвлённых полимеров и материалов на их основе, а также для неорганических стёкол. При механическом нагружении материалов, находящихся в вязкотекучем состоянии, преобладают необратимые деформации - вязкое течение. Модуль упругости материалов в вязкотекучем состоянии не превышает 10⁴ Па.

Аморфные полимеры переходят в вязкотекучее состояние при нагревании выше температуры текучести. Температура текучести зависит от природы и молекулярной массы полимера, скорости деформации и является техническим (технологическим), но не абсолютным (физическим) параметром материала. Кристаллизующиеся полимеры переходят в вязкотекучее состояние при нагревании выше температуры плавления (вязкотекучее состоянии совпадает с состоянием расплава). Для сетчатых полимеров вязкотекучее состояние не характерно, т.к. образование трёхмерной сетки межмолекулярных связей исключает возможность течения. Некоторые жесткоцепные полимеры при нагревании разлагаются при более низких температурах, чем ожидаемые температуры текучести; такие полимеры могут переходить в вязкотекучее состояние при добавлении низкомолекулярных растворителей.

Макромолекулы полимеров в вязкотекучем состоянии имеют форму статистических изогнутых, переплетающихся друг с другом цепей. В общем случае вязкотекучее состояние является бесструктурным. Иногда вследствие межмолекулярных взаимодействий возникает локальная упорядоченность мезоморфного типа, не препятствующая течению полимера.

Свойства полимерных материалов в вязкотекучем состоянии изучают методами реологии. Для полимеров в вязкотекучем состоянии характерна высокая (10⁴-10⁶ Па·с) вязкость, зависящая от химического строения и молекулярной массы полимера, температуры, условий деформирования и пр. Материалы в вязкотекучем состоянии являются вязкоупругими жидкостями (смотри в статье Вязкоупругость). Течение полимеров в вязкотекучем состоянии происходит по термоактивационному механизму, энергия активации вязкого течения 30-160 кДж/моль (в зависимости от химического строения макромолекул).

Возможность перехода полимерных материалов в вязкотекучее состояние обусловливает их переработку в изделия такими методами, как экструзия, литьё под давлением и др.

Лит.: Виноградов Г. В., Малкин А. Я. Реология полимеров. М., 1977.