Полимеры могут находиться в четырех физических состояни­ях— одном кристаллическом и трех некристаллических: стеклооб­разном, высокоэластическом и вязкотекучем. При этом следует иметь в виду, что так называемые частично-кристаллические поли­меры никогда полностью не закристаллизованы и содержат значи­тельную часть некристаллической фазы. Полимеры, находящиеся в стеклообразном или кристаллическом состоянии, вследствие их относительно высокой твердости обычно называют твердыми.

С любым из физических состояний связан определенный комп­лекс физических свойств полимеров, и каждому из указанных со­стояний соответствует своя область их технического и технологи­ческого применения. Физические состояния и границы их сущест­вования изучают многими структурными методами. Однако чаще всего эти состояния устанавливают и исследуют по изменениям механических свойств полимеров, которые очень чувствительны и к структурным изменениям, и к релаксационным переходам. Среди разных механических свойств полимеров деформируемость являет­
ся их важнейшей инженерной характеристикой. По деформируемо­сти (или податливости) полимеров в широком температурном ин­тервале чаще всего оценивают их основные технологические и экс­плуатационные свойства.

Значение деформируемости определяют методом термомехани­ческих кривых (деформация — температура), предложенным Алек­сандровым и Лазуркиным [1.2] для периодических и Каргиным и Соголовой [1.3] для статических деформаций. В настоящее время этот метод получил весьма широкое распространение.

Рис. 1.15. Зависимости деформа­ций от температуры (термомехани­ческие кривые) полимеров разных типов:

1 —■ некристаллический линейный, 2 —

некристаллический сшитый, 3 — кристал­лический линейный (Гс, Гпл, Тф т,

Тх т — соответственно температуры стек­лования, плавления, физического и хи­мического течений; / — стеклообразное,

II — высокоэластическое, III — вязкоте­кучее деформационные физические сос­тояния)

На рис. 1.15 приведены три типа термомеханических кривых. Кривые получены при нагревании с заданной скоростью нагружен­ного образца полимера. Действующая нагрузка должна быть не­изменной (напряжение о=const) и малой по значению, чтобы ме­ханические воздействия на полимер не приводили к изменению его структуры. Обычно термомеханические кривые получают при де­формации одноосного сжатия, растяжения или сдвига. При низких температурах все полимеры деформируются так же, как и твердые тела. Если полимер не кристаллизуется, то деформация с темпе­ратурой изменяется по кривой типа 1. Выше температуры стекло­вания Тс проявляется высокоэластическая деформация (плато высокоэластичности), а затем выше температуры текучести Тт реализуется вязкое течение с накоплением необратимой деформа­ции. Кривая 1 свидетельствует о том, что полимер может находить­ся в трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластиче­ском и вязкотекучем. Каждому состоянию соответствует свой тип деформации.