Механическая релаксация в монокристаллах полиэтилена

04.06.2015

Изучение механизмов релаксационных явлений, наблюдаемых в полиэтилене, весьма затруднено чрезвычайно сложной морфологией образцов, получаемых при их кристаллизации из расплава. Известны попытки несколько упростить морфологию образцов ориентацией полимера при кристаллизации, но получающиеся при этом образцы по-прежнему обладают весьма сложным и не вполне ясным строением. Монокристаллы полиэтилена, напротив, обладают очень простой морфологией, которая, хотя понятна и не во всех деталях, но тем не менее гораздо легче поддается описанию, чем структура образцов, закристаллизованных из расплава. Исходя из этих соображений, можно предположить, что понимание многих особенностей релаксационных явлений, происходящих в полиэтилене, закристаллизованном из расплава, существенно упростится, если удастся описать механизмы, ответственные за релаксацию в монокристаллах. Именно это соображение послужило причиной постановки настоящей работы.
В работе изложены результаты, полученные при систематическом изучении механических свойств монокристаллов полиэтилена высокой плотности. При этом рассматриваются только релаксационные явления, происходящие в областях α- и γ-переходов, и предложены молекулярные механизмы, объясняющие эти явления для монокристаллов с известной морфологией. Хотя ранее были обнаружены и другие области переходов, существование которых подтверждено в настоящей работе, эти явления здесь детально не рассматриваются. В тех случаях, когда это представляется возможным, полученные экспериментальные результаты и теоретические предположения распространяются и на полимер, закристаллизованный из расплава, однако детальное обсуждение релаксационных явлений, происходящих в таких образцах, выходит за рамки настоящей работы.
Работа состоит из трех основных частей — описания методики эксперимента, полученных результатов и их обсуждения. Все детали, касающиеся методик приготовления образцов и примененной техники, приведены в первой части работы. Во втором разделе излагаются основные экспериментальные результаты с обсуждением отдельных частных вопросов, не относящихся к основным теоретическим соображениям. Третья часть работы в свою очередь делится на три раздела, из них два первых посвящены обсуждению природы γ- и α-переходов соответственно. Там же описаны некоторые дополнительные экспериментальные данные, используемые для подтверждения выдвинутых предположений. В заключительном разделе третьей части излагаются результаты исследования механических релаксационных свойств облученных образцов монокристаллов.