Polymer Networks: Structure and Mechanical Properties

برای چندین دهه، علم پلیمر به دنبال منطقی کردن خواص مکانیکی و ترمودینامیکی شبکه های پلیمری تا حد زیادی در چارچوب ترمودینامیک آماری بوده است. بخش اعظم این تلاش به جای حالت شیشه ای به سمت حالت لاستیکی انجام شده است. به طور کلی فرض بر این است که شبکه ها دارای ترکیب متوسطی هستند که ممکن است ویژگی های متوسط ​​به آن اختصاص داده شود. از چنین دیدگاه پیوسته ای، تجزیه و تحلیل قدرتمندی از خواصی مانند مدول، تورم، انکسار مضاعف و ترموالاستیسیته پدیدار شده است. در سال‌های پس از ظهور خصوصیات پلیمری (اواخر دهه 40 و اوایل دهه 50)، بسیاری از دانشمندان شروع به مطالعه روابط اصلی بین خواص مولکول‌های پلیمری خطی و شبکه‌های بدست آمده از آن کردند. این جستجو همچنین توسط طیف گسترده ای از کاربردهای شبکه های پلیمری در الاستومرهای تجاری، ترموست و پوشش ها تحریک شد. اغلب، این داده‌ها با اطمینان با منحنی‌های به‌دست‌آمده از مدل‌های آماری قابل توصیف شبکه‌های زنجیره‌های ارواح، که به‌طور یکنواخت در فضا توزیع شده‌اند، مطابقت داده می‌شوند. اخیراً آشکار شده است که زنجیره‌های پلیمری در شبکه‌ها آنطور که در فرمول‌بندی مدل‌های آماری فرض می‌شود ایده‌آل نیستند، و تغییری در تاکید به سمت شبکه‌های کمتر از ایده‌آل، آشفته و احتمالاً ناهمگن که بیشتر با آن‌ها مواجه می‌شوند، صورت گرفته است. در عمل با این حال، رویکرد پیوسته باید قبل از توصیف سیستم‌های ناهمگن ایجاد می‌شد. بنابراین جلد حاضر شامل هر دو دیدگاه است.

For several decades, polymer science has sought to rationalize the mechanical and thermodynamic properties of polymer networks largely within the framework of statistical thermodynamics. Much of this effort has been directed toward the rubbery rather than the glassy state. It is generally assumed that networks possess an av­ erage composition to which average properties may be assigned; from such a continuum view, a powerful analysis of such properties as modulus, swelling, birefringence and thermoelasticity has emerged. In the years following the rise of polymer characterization (the late 40's and early 50's), many scientists began to study ap­ parent relations between the properties of linear polymer molecules and the networks obtainable therefrom. This search was also stimu­ lated by the wide range of applications of polymer networks in com­ mercial elastomers, thermosets and coatings. Frequently, these data were confidently matched with curves obtained from statisti­ cally describable models of networks of ghost chains, uniformly distributed in space. More recently, it has become apparent that polymer chains in networks are not as ideal as assumed in the formulation of statis­ tical models, and there has been a shift in emphasis towards the less than ideal, perturbed and possibly inhomogeneous networks which are more frequently encountered in practice. The continuum approach, however, had to be developed before inhomogeneous systems could be described; the present volume, therefore, contains both views.