Relaxation phenomena in poly(methyl methacrylate)

Spectra of internal friction for plasticized and non-plasticized poly(methyl methacrylate) (PMMA) are obtained by dynamic methods of external distortion effect within a frequencies range from 10-2 to 103 Hz and within a temperature range from -50 up to +250°С. Areas of local non-elasticity are revealed, and mechanisms of dissipative losses occurring in various temperature areas of the spectra are determined. Calculation of physico-chemical characteristics is made for each of the revealed relaxation processes, and the dependence of these characteristics on molecular mass and various doses of gamma and neutron irradiation is determined. Special temperature points are revealed in the area of structural vitrification, and possible causes of their emergence are discussed considering model representations of the fluctuation theory of density. Methods of analysis and assessment of the microinhomogeneity degree of PMMA structure are considered using the fractional-exponential Kohlrausch function in the Boltzmann-Volterra integral equation as relaxation memory function. Theoretical analysis of “Deborah number” concept application for the description of inelasticity processes of relaxation origin is made using the phenomenological generalized Maxwell model.

poly(methyl methacrylate), relaxation processes, physico-chemical characteristics.

1. Гольберг И.И. Механическое поведение полимерных материалов. М.: Химия, 1970. 191 с.

2. Бартенев Г.М. Структура и релаксационные свойства эластомеров. М.: Химия, 1979. 288 с.

3. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Физика и механика полимеров. М.: Высшая школа,1983. 391 с.

4. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М.: Химия, 1992. 383 с.

5. Кристенсен Р. Введение в теорию вязкоупругости. М.: Мир, 1974. 338 с.

6. Тобольский А.В. Свойства и структура полимеров. М.: Химия, 1964. 322 с.

7. Вязкоупругая релаксация в полимерах / Сост. М. Шен. М.: Мир, 1974. 176 с.

8. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1977. 440 с.

9. Ломовской В.А. // В кн. Современные проблемы физической химии наноматериалов. М.: Изд- во «Граница», 2008. С. 287.

10. Gall W.G., McCrum N.G. // J. Polym. Sci. 1961. V. 50. № 4.P. 489-495.

11. Горшков А.А., Грусков А.Д., Ломовской В.А. // Материалы V Междунар. симп. «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред». М.: МАИ, 1999. С. 90-93.

12. Ломовской В.А., Синицына Г.М., Бартенев Г.М. Устройство для определения релаксационных характеристик материалов: пат. 1778627 Рос. Федерация. № 4851438/25; заявл. 17.07.1990; опубл. 30.11.1992. Бюл. № 44.

13. Постников В.С. Внутреннее трение в метал- лах. М.: Металлургия, 1969. 330 с.

14. Sinnot K.M. // SPE Transaction. 1962. V. 1. Р. 65-73.

15. Sinnot K.M. // J. Polym. Sci. 1959. V. 35. № 128/129. Р. 273.

16. Heijboer J. Mechanical properties and molecular structure of organicpolymers // In: Physics of noncrystalline solids / Ed. by J.A. Prins. Amsterdam: North Holland Publ., 1965. Р. 231-253.

17. Уиттекер Э., Робинсон Г. Математическая обработка результатов наблюдений. М.-Л.: ГТТИ, 1933. 364 с.

18. Hong Su-Don, Chung S.Y., Fedors R.F., Moacanin J. // J. Polym. Sci.: Polym. Phys. Ed. 1983. V. 21.№ 9. Р. 1647-1660.

19. Deutsch K.E., Hoff A.W.,Reddish W. // J. Polym. Sci. 1954. V. 13. № 115. Р. 565-573.

20. Bruckner R. //Glastechn. Ber. 1958. V. 31. Р. 417-422.

21. Cowie J.M.G., Ferguson R. // Polym. 1987. V. 28. № 3. Р. 503-508.

22. Johnson F.A., Radon J.C. // Eng. Fracture Mech. 1972. V. 4.№ 3. Р. 555-576.

23. Frick B., Farago B., Richter D. // Phys. Rev. Lett. 1990. V. 64. № 24. Р. 2921-2924.

24. Perez J. // 33rd IUPAC Intern. Symp. Macromol. Montreal. July 8-13 1990. Р. 557.

25. Frick B., Zorn R.,Richter D., Farago B. //J. Non- Cryst Solids. 1991. V. 131-133. № 1. Р. 131-133.

26. Richter D., Zorn R., Frick B., Farago B. // Berichte Bunsenges. Phys. Chem. 1991. V. 95. № 9. Р. 1111-1118.

27. Colmenero J. // J. Non-Cryst. Solids. 1991. V. 131-133. Р. 860-869.

28. Бартенев Г.М., Сандитов Д.С. Релаксационные процессы в стеклообразных системах. Новосибирск: Наука, 1986. 276 с.

29. Титов А.П., Голубков В.В., Порай-Кошиц Е.А. // В кн. Стеклообразное состояние. Л.: Химия, 1983. С. 48.

30. Василевская Т.Н., Голубков В.В., Титов А.П., Порай-Кошиц Е.А. // В кн. Стеклообразное состоя- ние. Л.: Химия, 1983. С. 43.

31. Иржак В.И., Ростиашвили В.Г., Розенберг Б.А. Стеклование полимеров. Л.: Химия 1987. 190 с.

32. Scholze H.// Glastechn. Ber. 1959. В. 32. S. 81-89.

33. Jenekhe S.A., Roberts M.F. // Macromolecules. 1993. V. 26. № 18. P. 4981-4983.

34. Готлиб Ю.Я. Релаксационные явления в полимерах. Л.: Химия, 1972. С. 7.

35. Kato T., Yanagihara N. // J. Apll. Polym. Sci. 1981. V. 26. № 7. P. 2139.

36. Kruger J.K., Roberts R., Unruh H., Fruhand K. // Progr. Colloid Polymer Sci. 1985. V. 71. P. 77-85.

37. Перепечко И.И. Акустические методы иссле- дования полимеров. М.: Химия, 1973. 295 с.

38. Marthy S.S.N. // J. Chem. Faraday Trans. II. 1989. V. 85. № 6. P. 581-596.

39. Johari G.P., Goldstein M.// J. Chem. Phys. 1970. V. 53. № 6. P. 2372-2388.

40. Johari G.P. // J. Chem. Phys. 1973. V. 58. № 4. P. 1766-1770.

41. Hayler L., Goldstein M. // J. Chem. Phys. 1977. V. 66. № 11. P. 4736-4744.

42. Энциклопедия полимеров. М.: Сов. Энциклопедия. 1974.Т. 2.С. 203.

43. Yoshida H., Kobayashi Ya. // Polym. Ehg. Sci. 1983. V. 23. № 16. P. 907-909.

44. Yoshida H., Kobayashi Ya. // Polym. J. 1982. V. 14. № 11. P. 925-926.

45. Bartenev G.M. // Plaste und Kautschuk. 1989. B. 36. № 12. S. 440-442.

46. Gourari A., Bendaud M., Lakabanne C., Boyer R.F.// Polym. Sci. Polym.Phys. Ed. 1985. V. 23. P. 889-916.

47. Sauer B.B., Avakian P.//Polymer. 1992. V. 33. № 24. P. 5128-5142.

48. Ueberreiter K., Naghizadch J. // Koll.-Z und Z. Polimere. 1972. Bd. 250. S. 927.

49. Thompson E.V.// J.Polymer Sci. A-2. 1966. V. 4. № 2. P. 199-208.

50. Неверов А.Н., Жердев Ю.Е. // В сб. Радиаци- онная химия полимеров / под ред. В.Л. Карпова. М.: Наука, 1966. С. 356.

51. Марихин В.А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полимеров. Л.: Химия, 1977. 238 с.

52. Dole M. The radiation chemistry of macromolecules / Ed. by M. Dole. V. 2. NY.: Acad. Press. 1973. P. 97.

53. Дехант И., Данц Р., Киммер В., Шнольке Р. Инфракрасная спектроскопия полимеров. М.: Химия, 1976. 472 с.

54. Кобеко П.П. Аморфные вещества. М.-Л.: АН СССР, 1952. 432 с.

55. Michailov G.P.// J. Polymer Sci. 1958. V. 30. P. 605-612.

56. Reiner M. // Phys. Today. 1964. V. 17. P. 62-78.

57. Stevels J.M.// J. Non-Cryst. Solids. 1971. V. 6. P. 307-331.

58. Горшков А.А., Ломовской В.А. // Материалы XVI Междунар. симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им. А.Г. Горшкова. М.: «Типография «ПАРАДИЗ», 2010. Т. 2. С. 75-83.

59. Ломовской В.А. // Материаловедение. 2007. № 2. С. 3-10.

60. Ломовской В.А. // Материаловедение. 2007. № 3. С. 3-12.

61. Ломовской В.А. // Материаловедение. 2007. № 4. С. 1-9.

62. Ломовской В.А. // Неорган. материалы.1999. Т. 35. № 3. С. 382-384.

63. Ломовской В.А., Абатурова Н.А., Ломовская Н.Ю., ГалушкоТ.Б., Хлебникова О.А. // Материаловедение. 2010. № 1.С. 29-34.

64. Липсон А.Г.,Саков Д.М.,Саунин Е.И. // Письма в ЖЭТФ.1995. Т. 62. Вып. 10. С. 805-810.

65. Липсон А.Г., Ляхов Б.Ф., Саунин Е.И. // Письма в ЖЭТФ. 1996. Т. 22. Вып. 15. С. 42-47.

66. Липсон А.Г., Бардышев И.И., Кузнецов В.А., Ляхов Б.Ф. // Физика твердого тела.1998. Т. 40. № 2. С. 254-259.

67. Зельдович Я.Б., Бучаченко А.Л., Франкевич Е.Л. // Успехи физ. наук. 1988. Т. 155. Вып. 1. С. 3-45.

68. Степанов В.А., Песчанская Н.Н., Шпейзман В.В. Прочность и релаксационные явления в твердых телах. Л.: Наука, 1984. 246 с.

69. Бартенев Г.М., Ломовской В.А., Овчинников Е.Ю., Карандашова Н.Ю., Тулинова В.В.// Высокомол. соед. Сер. А. 1993. Т. 35. № 10. С. 1659-1967.

70. Бартенев Г.М. // Высокомол. соед. Сер. А.1987. Т. 29. № 1. С. 67-73.

71. Михайлов Г.П., Борисова Т.И., Дмитроченко Д.А. // Журн. техн. физики. 1956. Т. 26. № 9. С. 1924-1926.

72. Петрухин А.А., Ломовской В.А. // Материаловедение. 2001. № 3. С. 3-10.

73. Бартенев Г.М., Ломовской В.А. // Высокомолек. Соед. Сер. А. 1992. Т. 34. № 11. С. 36-46.

74. Голубков В.В., Титов А.П., Василевская Т.Н., Порай-Кошиц Е.А. // Физика и химия стекла. 1978. Т. 4. № 6. С. 633-642.

75. Берштейн В.А., Егоров В.М., Рыжов В.А. // Высокомолек. соед. Сер. Б. 1986. Т. 28. № 4. С. 268-273.

76. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. // Высокомолек. соед. Сер. А.1988. Т. 30. № 3. С. 629-633.

77. Бартенев Г.М., Баглюк С.В., Тулинова В.В. // Высокомолек. соед. Сер. А. 1988. Т. 30. № 4. С. 821-828.

78. Лайус Л.А., Кувшинский Е.В. // Механика полимеров. 1966. № 2. С. 163-169.

79. Бартенев Г.М., Карасев М.В. // Высокомолек. соед. Сер. А. 1986. Т. 28. № 11. С. 2465-2471.

80. Бартенев Г.М. // Высокомол. соед. Сер. А. 1995. Т. 37. № 6. С. 995-1001.

81. Бартенев Г.М., Шут Н.И., Баглюк С.В., Рупышев В.Г. // Высокомол. соед. Сер. А. 1988. Т. 30. № 11. С. 2294-2300.

82. Бартенев Г.М. // Докл. АН СССР. 1987. Т. 295. № 6. С. 1401-1404.

83. Бартенев Г.М., Савранский С.Д. // Докл. АН СССР. 1988. Т. 303. № 2. С. 385-389.

84. Бартенев Г.М., Синицына Г.М., Бартенева А.Г., Ломовская Н.Ю. // Высокомолек. соед. Сер. А. 1996. Т. 38. № 8. С. 1302-1307.

85. Бартенев Г.М., Ломовской В.А., Ломовская Н.Ю. // Высокомолек. соед. Сер. А. 1994. Т. 36. № 9. С. 1529-1534.

86. Симонов-Емельянов И.Д., Ломовской В.А., Полываная Е.Н., Трофимов А.Н., Шембель Н.Л. // Пластические массы. 2008. № 12. С. 9-13.

87. Захаров С.К., Медведева Л.И., Арбузова И.А., Кувшинский Е.В. // Высокомолек. соед.1965. Т. 7. № 9. С. 1554-1560.

88. Тагер А.А., Суворова А.И., Голдырев Л.Н. // Высокомолек. соед.1962. Т. 4. № 6. С. 809-814.

89. Коротков А.А. // Высокомолек. соед.1959. Т. 1. № 9. С. 1327-1332.

90. Ломовской В.А., Зиновьев В.В., Громов В.В., Саунин Е.И. // Журн. физ. химии. 1998.Т. 72. № 8. С. 1534-1536.

91. Песчанская Н.Н., Смолянский А.С., Суровова В.Ю. // ФТТ. 1993. Т. 35. № 9. С. 2466-2471.

92. Песчанская Н.Н., Смолянский А.С., Суровова В.Ю. // Высокомолек. соед. Б. 1992. Т. 34. № 12. С. 3-9.

93. Песчанская Н.Н., ЯкушевП.Н., Степанов В.А. // ФТТ. 1984. Т. 26. № 4. С. 1202-1207.

94. Песчанская Н.Н., Якушев П.Н. // Высокомолек. соед. Б. 1991. Т. 33. № 7. С. 492-497.

95. Ломовской В.А. // Высокомолек. соед. А. 1998. Т. 40. № 10.С. 1618-1624.

96. Сандитов Д.С. // Журн. физ. химии. 1980. Т. 54. № 2. С. 341-344.

97. Ломовской В.А., Грусков А.Д., Ломовская Н.Ю. // Материаловедение. 2000. № 9. С. 13-18.

98. Бреслер С.Е., Журков С.Н., Кабеков Э.Н. // Журн. технической физики. 1959. Т. 29. № 3. С. 358-364..

99. Цветков Ю.Д., Бубнов Н.Н., Макулыжий М.А. // ДАН СССР. 1958. Т. 122. С. 53.

100. Готлиб Ю.Я., Даринский А.А. // Высокомолек. соед. 1965. Т. 7. № 10. С. 1737-1741.

101. Борисова Н.П., Волькенштейн М.В. // Журн. структурной химии. 1961. Т. 2. С. 469.

102. Ломовской В.А., Ломовская Н.Ю., Громов В.В., Саунин Е.И. // Журн. физ. химии. 1997. Т. 71. № 10. С. 1910-1912.

103. Ломовской В.А., Липсон А.Г., Ломовская Н.Ю., Гагина И.А. // Высокомолек. соед. А. 2000. Т. 42. № 6. С. 980-987.

104. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. // Высокомолек. соед. Сер. А. 1995. Т. 37. № 4. С. 633-638.

105. Шишкин Н.И., Милагин Н.Ф., Габарева А.Д. // Физика твердого тела. 1962. Т. 4. С. 2628.

106. Шишкин Н.И., Милагин Н.Ф., Габарева А.Д. // Физика твердого тела. 1963. Т. 5. С. 3453-3462.

107. Шишкин Н.И., Милагин Н.Ф., Габарева А.Д. // Механика полимеров. 1967. Т. 6. С. 1105-1109.

108. Шишкин Н.И., Милагин Н.Ф., Габарева А.Д. // Высокомолек. соед. А. 1988. Т. 30. № 11. С. 2249-2251

109. Сидорович А.В., Кувшинский Е.В. // Высокомолек. соед. 1961. Т. 3. № 11. С. 1698-1704.

110. Лайус Л.А., Кувшинский Е.В. // Физика твердого тела. 1963. Т. 5. С. 3113-3119.

111. Готлиб Ю.Я. // Физика твердого тела. 1964. Т. 6. № 10. С. 2938-2944.

112. Ломовской В.А. // Неорган. материалы. 1999. Т. 35. № 9. С. 1125-1134.

113. Дринберг А.Я., Демченко Н.С. // Журн. прикладной химии. 1952. Т. 25. № 1. С. 57.

114. Михайлов Г.П., Борисова Т.И. // Успехи химии. 1961. Т. 30. № 1. С. 895-913.

115. Михайлов Г.П., Лобанов А.М. // Физика твердого тела. 1963. Т. 5. № 7. С. 1917-1923.

116. Бартенев Г.М., Ломовской В.А., Ломовская Н.Ю. // Высокомолек. соед. Сер. Б. 1993. Т. 33. № 9. С. 46-54.

117. Ломовской В.А. // Физика и химия стекла. 2000. Т. 26. № 2. С. 161-176.

118. Макаров В.Н., Балашов Ю.С. // Физика и химия стекла. 1980. Т. 6. № 1. С. 74-80.