ФИЗИКА И МЕХАНИКА ПОЛИМЕРОВ
Бартенев Г. М., Зеленев Ю. В.
Полимерные материалы находят все более широкое применение в различных областях техники. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 —1985 годы и на период до 1990 года отмечается важность получения материалов с заданными свойствами, а также необходимость развития производства новых полимерных материалов и изделий из них с комплексом характеристик, необходимых для современной техники. Решение этой задачи требует создания соответствующей научной базы и подготовки квалифицированных специалистов.
Наряду с химией и физико-химией полимеров в последние два десятилетия постепенно начала развиваться и физика полимеров, для которой характерно применение идей и методов физики твердого тела, статистической и молекулярной физики, термодинамики и физики жидкого состояния для исследования структуры и свойств полимеров. С другой стороны, физика полимеров, включая и механику полимеров, имеет отличные от других разделов физики черты.
В настоящее время курсы физики и механики полимеров, а чаще всего их разделы, читаются студентам и аспирантам на физических и химических факультетах университетов, педагогических институтов и во многих технических вузах страны. Пожалуй, первыми неофициальными учебными пособиями по физике и механике полимеров были книга П. П. Кобеко «Аморфные вещества» [32] и книга J1. Трелоара «Физика упругости каучука» [77]. Затем были опубликованы книга В. А. Каргина и Г. Л. Слонимского «Краткие очерки по физи - ко-химии полимеров» [29], написанная ведущими учеными по химии и физике полимеров в СССР, и переведенная с английского книга известного специалиста А. Тобольского «Свойства и структура полимеров» [76]. Они отражают второй этап развития физики и механики полимеров. Третий этап представлен как книгами, близкими по изложению к учебным пособиям, так и книгой авторов «Курс физики полимеров» [8], являющейся официальным учебным пособием для вузов. Среди книг близких к учебным пособиям можно назвать книги, изданные в период 1975—1978 гг.: И. Уорда «Механические свойства твердых полимеров» [82], Д. В. Ван Кревелена «Свойства и химическое строение полимеров» [17], Г. В. Виноградова и А. Я. Малкина «Реология полимеров» [18], И. И. Перепечко «Введение в физику полимеров» [56]. Примерно в это же время изданы в СССР учебные пособия по полимерам для других специальностей:
В. Е. Гуля и В. Н. Кулезнева «Структура и механические свойства полимеров» [23] и А. А. Тагера «Физикохимия полимеров» [72]. В этих учебных пособиях больше внимания уделено структуре и свойствам* растворов и смесей полимеров.
Примерно каждые десять лет физика и механика полимеров претерпевает коренные изменения, возникают ее новые разделы. Так, биофизика полимеров, физика жесткоцепных полимеров, релаксационная спектрометрия полимеров сформировались или получили наибольшее развитие за последнее десятилетие. В связи с этим на каждом этапе развития физики и механики полимеров возникает необходимость в новом учебном пособии, отражающем современное развитие физики полимеров. Предлагаемое учебное пособие, как надеются авторы, в какой-то степени поможет в решении такой задачи и будет полезно для студентов вузов, аспирантов вузов и научно-исследовательских институтов и молодых специалистов различных отраслей промышленности, работающих в области получения и применения полимерных материалов.
Наша книга не претендует на охват всех разделов физики и механики полимеров. В трех ее частях представлены наиболее важные сведения о строении и свойствах полимеров. В первой рассмотрены строение, физические состояния, кристаллизация и стеклование как основные фазовые и релаксационные переходы, статистическая и молекулярная физика макромолекул и полимерных сеток, а также некоторые вопросы термодинамики механических свойств полимеров. Во второй рассмотрены механические, электрические, магнитные и оптические свойства, относящиеся к релаксационным явлениям в полимерах. В третьей представлены важнейшие тепловые и механические свойства, связанные с прочностью и разрушением, а также с трением и износом полимеров.
Авторы