The Glass Transition (original) (raw)
�������� �����
��������,��������,���������,������������
��������� �� ��� �����-������ �������� ������������� ����� �� ����� ����� � ���������� �����, ��� ��� ���������� ��� �������� ���� �����, ��� �����? ��, � ��� �� ����� ������� ������������� - ��� �������, ���������� ������������. ����� ����������� - ��� �������, ������� ����� ����������� ������ � ����������, � ��� ���� �� ����, ������� ������ �������� ����� ��������������� � ���������� �� ������ ��������. ��� ����� �����������, ���������� �������� ��� �� ������ �������� ����� ��������. ���������� ��������� ����������� (���� ��� ������� ��������), ������� ���������� ������������ �����������, ��� ���������� _T_g. ����� ������� ����������� �� ����������� ���� _T_g, �� ���������� ������� � �������, ��� ������. ��������� �������� ������������ ��� ������������ ���� ����� ����������� �����������, � ��������� - ��� ������������ ����, ��� T_g. ������� ��������, ����� ��� ���������� � �������������������, ������������ ��� ������������ ���� �� ����������� �����������, �� ���� � ��_�������������� ���������. �� ����������� ����������� ������� ����������� ��������� ����������� � ��� ����� � ������ 100 oC. ������, ����� ��� ���������� ������������, ��������, ����������� � ��������������, ������������ ��� ������������ ���� �� ��������������� _T_g, �� ���� � ���������� ���������, ����� ��� ������ � ����������.
�������� � ��������������� ��������
����� ��� ������� ��������� ��������� �������. ����������� � ��������� - ��� ������ ��������. ��������� - ��� �������, ������������ � ��������������� ���������. ��������� ����������, ����� ������� �������� �������� �� ��������������� ��������������� �������� � ���������� ��������������� ���������. ����������� - ��� �������, ������������ � �������� ���������, �� ���� � ���������, ���� ������� �� ��������� � ������������� ���������, � ���������� �� ��������� ����� ������������ �������, ���� ���� �������� � ��������� � ������� ���������.
�� ���� � ��������������� ��������� ���������� ��������� ���� �������� � �������� ���������. ��� ���� ������ ���������� 40-70% ����� ������� ��������. ��� ������ ������� �������� ����� �������� ��� ������������ �����������, ��� � ������������ ���������. �� ��� ������� ������ ������� � ���, ��� �������� ����� ������������ ������, �����������, � ��������������� ����� �������� ������������ ������ ���������.
������ ����
� ������ ��� ��������� ������, ������ ��������, � ������� ����������� ������������� ���������, ���� ��������� ����������� �������� �������� � ��������, � ���� ���� ����������� �������� ������� � �����������. ��� ����� ��� ������� ����������� ������� � �������� ��������� ��� ������� �������, ����������� ������������ ������. ������ ���� ������������ ����� �������� ��������. ��� �� �������, ���� �������� �������������� ����������, ������� ��� �����, ������������ � �� ����, ������ ��������� � ��� �� ���������� �� �����. ����� �� ����� �����, �� ���� ���������, � ����� ���������� ������ ���� ����, ������� �� ������� ���������� ����� � �������������. ��� ����� ��������� ����� ��������� �������, ������� ����-����, ����� � ����, ������������ ���� � ������ � ����������� ������, ��������� ��� ������ ������� �����.
�� ����� ���������� �������, �� ���� ��������� ��������� ����� �������. ��� ����������� ����� ����� �� �������� ���������� ��� ����� � ����� ���������� � ��� ��������� ������ ������ �� ����� ����� ��� ��������. ��� ��� ��� ����������� ���� � ������, � ������, � �����, � ������, � �����. �� ��� �������� ��������, �� ��� �������� �� ����������.
� ������ �����������, ��� �� ��������� �������� �� ���������� ������ �������, ����������� ������. ���� � ���� ������� ����� � ���� ���������, �� ��� ����� ������ ������� � ������ ����, � ��� ��������� ������� ������ �������, �������� ����������� ����� ��������� �����. �� ���� � ������� �������, �� � ������������ ������ ����� ��������� ���� �� ����: ���� (�) ���� �������� ������� � ������� ����������, ����� ��������� �� ������ ��������, � ��� ���� ��������� �� ����� ������; ���� (�) ��������� �������� ������� � �������, ��� ����, ����� ���� ����� ��������� � ����������, �� �� ��������� �� ������ �����.
� ���������� ���������� �� �� �����. ����� ����������� �������� ������, �� ���� �������� ����� �������� ��������� ���� ������������ �����. �������, ���� �� �������� ����� �������� � ������� ���, �� ��������, ������� � ��� ��� ��������� � ��������, ����� ������������ �� ����� ����� ����� �������, ����� ��������� ������������ ����������, ������� �� ��������� � �������. �� ���� �� ���������� ������� ������� ��������, ����������� �������� ���� ��������������� _T_g, �� ���� �������� �� ������ ������������� �� ����� �����, ����� ��������� ����������� � ��� ������������ ����������. ������� ����� ��� ��, ��� � � ������� � ��������, ������ �������� ����, ����� ��������� ���� �� ����. ���� (�) ���� �������� ���������� ������, ����� ����������� ����������� ���� ����, ����� ������� �� ��������; ���� (�) ����������� ���� ���� ������� ������ ��� ����, ����� ����������� ���� �������� ������ �� �������������, �����, ��������� ��� �� ����� ����������, ����� ��������� ����������, ������� ��������� ��� ���������� �� ������ ������� � ��� � �����.
��� ��������� ����������� � ���������� ����������� ���������� ��������� ����������� �������, ������� �� �������� "�����". �� ����� ���� ����� �������� ����� �� ���� ������������ �������, �� ���� ������� ���������� ���������. ��� ������� �������� ���������� ���������� �������� �������, ���� �� ������� �������� �������� ��� ��������� ��������. �������� ���������� "�������", ����� ������������ �� �������� �������� ������� ������������ �������� � ������ ��������� ���� ������������ �����. �������� ��������� "���������", ����� �� ��������� ��������� ������������ �������, ������� ��� ���� ��������� ���� ������������ ����� ��������, ���� ������ ����� �� �����.
���������� �������� �����������, ��� ������� ������� ������������ ��� ������� �������� ����������� ����� �������, ������� �� ��������� ��������. ����� �������, ��� ��������� ��������� ��������� �������� � ������ ������������ ���������� _T_g, ���������� �� �������� ����� ������������������ � ��������������������� �� �������� ��������.
������� ����� ��� ���� ��������
����� ���������� � ������ ���������� ��������, �������, ��������, ��� ��������� �� ������ ��������. ���� ���������� ���� �� ������ ���������� �� �����, �� �� ����� ���� ����� � �������� � ������ ���� ������� � �������. ��� ���������� �������������� ���������. ���� �� ����� �� ����� (����������, ���� �� ����������� �� ����������� �����������, ������� ������� � ������ ������ �� �����), �� �� ���������� �������������� ��������. � ���� ������������� �� ����� ������ ��������, ��� �� � ����������� ������� ��� ������ �������� �� ���������. �� ��� ��� �� ����� �������� �� �����, ��������� �� � ���� �������, �� � ������. � ���� ��� ����� ������ �� ��������� ����� �� ����� ��������� ������ ��� ������� �����������, ������� ���������� ������ ����� ���������� ��� ������. ����������, � ���� �������, ��� �� ��������� ����������� �����������, ������ ��� ������� ������� ��� ����, ����� �������� ��������, ���������� ����� �����, ��� �� ��� �����������, ���������� ���� �� �������-������ � ����� �����������. ��������, ������� ��������� �������� ��� ����������� ���� ����������� ����������� ���� ����������, ������ �������� �� �������������� ���������, � ���, ��� ����, ���������� � ���� ������� ����� � ���������, �������� ����������������� ������������� ����������� (long-range segmental motion). � ���� ���������� ���� ��� �����, ��������, ������ � �� ��������, �� �������� ���� ���� ����������, �������� ����-���� � �������������� � ���������� ������. ������� �������� ����� ���� ����������� ��� ������� ����� ������ �� ������������. � ���� ������ ������� ��� ����� ��������� ���������� �� ����� �����, ��������� ���� ���� � ��� ��������� �������� ������ �������� ������ ����. ����� ����������� ���������� ���� _T_g, �� ��� ��������� ��������� ������������� � ����������������� ������������� ����������� ������������ �� ������� ���������������. ����� �� ������������ ��� �������� ���������, ��� ��� � ���������� �����������, � ������� �� ������� � ����������� ���������� ������� � �������.
�������� ����
� ������, ����� ��������� � ���, ��� �� ��� ������, �� ������� ��� ��� ��������� ����� � ���, ��� ���������� � ���������� �������� ��� ����������� �����������. ����� ���������� ���� �����, ������� ����.
���������� ���!
�� ������ ������� ������������? ����� ������� ��������� ������ ������������� �������� �� ���� ������� ������� �����. ����� ������� ������� ������� ����� � ������������� ������� � �������� � ��� �����-������ ��������� ��������, ��������� �� ���������, ��������, ��������� ����� ��� ����� ����������� ��������. ������ ����, ������ ������ �������� ���������, ������� ��� �������� �� ����������� ���� �� ����������� �����������. � ������ ���������� ������� ���� ��������� ����� (������ ����������� ������� �� �����������, ��������� �� ������ �������� �����������, ���� �� ���������� ������� �� ��� ��������), � ��� ����������! �������, �� ������ ��? ��������� ����� ����������, ��������� ��� ��������� ��� ����������� ���� ����� ����������� �����������..
��������� _T_g
���� �� ������ ������, ��� �� �������� ����������� ��������� � ����������� �����������, � ����� ������� ������� ��������� � ��������� ������������, �� ��� ������������� ���������, ������� ��������� ��� ��� � ������, ���������� ���������������� ����������� ������������. ������� � ���������� ��!
��� �� ������?
�� ������ ������ ������ �� ���� ������������� �������� - �����������? ���������� ��� �������� �������!
��� �������� �������� � ������� _T_g?
����������� ���������� ������������ �����������
������ ������� �������� ������� ����� ������� ������������ �����������, ��� ��� �� ���� ��������. ��� �� ��������, ��� ���� �������� �������� � ������� �����, ��� ���������� �������������. ������������� - ��� ��������� ��������, ������� ���������� � ���������� ����� ���������� �������� � ���������� �� ���� �� �����. �� �������� ������������ ���������� ���������� ����� ��������������� ��������� �������. ����� ��� ����������, ������������� ����� ��������� ���� ������������ ����� ������� �����. � ��� �� ���������� ����� ��������� ���� ������������ �����, ��, �������������, ��� ������ ��������� � ��� ������� ������������, ��� ��� ����� ��� ������ ��� ��������������. ����� �������, ����� �������� _T_g ��������, ��� ������� ��� ����� ���������� � � ��� ������ ����� ��������.
���� ��� ���������, ��� ��� �� ����� ��������� ��������, � ������� �� ������� �������, �� ��� ��� ��������� �� ���, ��� ������������ � �������� ���������������:
��� �����-������ ����������� ������� ���� "����� ������ ����������"? ��� �������� �� ��������� � ���, ��� � ���� ����� ���� ��������� ��� ���� ��������, ������ � ����, ��� ���� ����� ����������� ���������� �������������� �� ����������� ������ ������ ������ ����������. ����� ������ ����, ���� ��������� ������������ ��� �����, ��, ��������, ��������� ����� ������ ���������� ��� �� ����� ����������������. ���� _T_g ���������, �� ������� ������� ��������� ����� ������ ����������, ���������� ���� ��������� �����������, �� ���� ��������� ����� ������ ������� � ���� ��� ������ ����������.
���.
����������� � ���������
�������� �����:
������� ������� ������� ����,������������,������� ������� ������� ����
����� ��������������� �������� ����� � ���, ��� ����������� ����� ����������� ���� ��� � ��������� ���� ��������� ��������. �� ����� ������ �� ���� ��� �� ����� ��������. ����� ������������ � ���������� ���������� ����� ��� ������ ��������. ��� � ��� ������ �����, ��������� - ��� �������, ������� ����� ��������� ������ � ��������������� ���������, ����� ��� ����������� ���������� ������ � ���������� � �������� ���������. ���������� ���������� ������� ����� �������� ��� ��������, ��� � ��������������� �������. ������� � ������ � ���� �� ������� ����� ����������� ��� ����������� ���������, ��� � ����������� �����������. �� �������������, ������� ��������, - ��� ������ �� ��, � �������� ���������� �����������.
����� ���������� � ������������ ���������� ��� ���� ������� ��������. ���� �� ������ ��������� ��������������� ������� � ���������� ���������, �� � ��� ����������� ����� ���������� � ���������� ���������. ���������� �������, ������� ���������� ��� ����, ����� ������� ���� ����� �������� �� ���� ������ �������, ���������� �������������.
����������� ������� ����� ����� �� ��� ���, ���� ������� �� ��������� ����� ���������. ����� ��� ����������, �� � ������� ���������� ������� ����������� �� ����� ��������, �������� �� ��, ��� �� ��������� ������� ��������. ����������� ����� ����������� �� ��� �� ������, ���� ������� �� ����������� ������������. ����� ����� ����������� �������� ����� ������ ����������. ���� ����������� ��� ���������� ����������� ��������� ������������ ������, ��� �� ��������� ����������� �������. ��� �������, ������� �� ��������� ���������������� �������� � ����� ��� ��������� ����������� �� ���������, � ������� �� ����� �� ������ �� ���������� �����������. ��� ������� ���������� ������� ������� ���������. (��� ������ ������� ���������, ��� ����� �������� "�������".)
������, ����� ���� ������� �����������, ����������� ����� �������� ����������, �� ������ ��� ���������� � ������� ���������. ������������� ������� �������� ����� ������� �������������, ��� ������� ��������������� �������, ������� �� ����� ��������� ������� ���������� ������� ��� ������� �������� �����������.
����� �������, ��� ��������� ���������������� �������� � ��� ���������� ��� ����: ��-������, �� ��������� ��������� ���������� �������, ������� ���������� ������� �������� ���������, � ��-������, ���������� ��������� ��� ������������. ����� �����������, ��������� � ��������� �������, ���� �� ��������� ��� ����������, ������� ��� �����������, ��� ������� ���������� ��������� ������������ �������� � �������� ������� �������, ���������� ������� ��������� ������� ����.
�� ����� �� ���������� �������� ������� �� ��������������� ����������� �����������, �� ���������� ����� ������ ������. ������� �� ���� ���� ��� �� ���������� ���, ����������� ����������. ��� ���������� �� ���������, ������� ������������ ������������� ��������, ����� ��� ��, ��� � ������. �� ������ �� ���������� _T_g ���������� ����� ��������. ���� ����������� �� ������������. ������� ������� ��� ����������� �����������. �������-�� ����������� � ���������� ����������.
�� ������ ���, ����� ����������� ���������� ���� _T_g, �� ��� ���������� ��� �� � ��� ���������, ��� ��� ������� ������������. ��� ����������� ������� ������������ ��������� ������������. � ��������� ��� ����������� ���������� ��������� ������������, �� �� ���������� �������� ������� �������, �� ����� ������� ���������� ������� ��������� ������� ����.
���, �������, ����� ������� ���������� �� ��������� ����������� ��������. �� ���� ��������� �� ��� _y_�������� ���������� �������, ������������ ��������, � �� ��� x - ��������� �����������, ������� ���������� ��� �������� ������ ���������� �������.
�� ������� ����� ��������, ��� ����������, ���� �� ���������� 100% ��������������� �������. ���������� �� ������, � �� �������, ��� �� �� �������� �����������. �� ������ ������? �� ������������� ����������� ���������. � ���� ����� �������� ���������� ������������ ���������� �������, �� ��� ����������� ���������� �� ����������. ��� ���������� ������� � ���� ������� ������� ���������. �� �����, ��� ������ �� ������� ������ ������� ���������� ������. ������� ���� ������� ������� ����� ������������, ������� ���������� �������� ������� ������������� ���������� ������������ �������� ��� ������������ ���� ����������� ���������.
�� �� ������ �������, ������� ����������, ��� ���������� ��� ���������� �� 100% �������� ���������, ������� ���. ������������ ���������, ������� �� �������� ��� ���������� ����������� �����������, ����������� � ���������� ������������. ��� �����������, ������ _T_g, �� ����� ��������� ������������, �� �� ������, ��� �� ������� ��� ���������������� ��������. ��� � ��� ������� �����, ��� ����������� �� ���������� �������� ������� �������.
� ����-��, ������ ���, � ����������� �������� ����� ������� ��������� ������� ����, ����� ��� ���������, � ������� ��������� ������� ����, ����� ��� �����������.
��� �������� �������� � ������� _T_g?
������, ������ �� �����, ��� � ����� ��������� ����������� ����������� �������, � � ������ - ������. ������, �� ������� �� ���� ��� � �� ����������� ��������, ����������� ��� � ���: ������? ��� ���������� ���� ������� ������������ ��� 100 oC � ������ - ��� 500 oC?
����� ������� ����� �� ���� ������ ����������� � ���������: ��� ������� �� ����, ��������� ����� ����� ��������� ��� �������������. �������, ���� �������� ����� ��������� ���������� �����, ����� �������� ����� ������ _T_g, ����� ��� �������, ���� �������� �� ����� ��� ����� ���������, ����� �������� ������� _T_g. ��� ������ ������ �������. ��� ����� ����� ��������� �������� �������, ��� ������ ������� �� ���������, ����� ������ ���������� � ��������� �� ������������ ��������������� ��������� � ������ ���������� ���������.
�� ����� ������� �� ������ ����������� �� ��������� ��������...
� ��� �� ���������� �������� ����� ��������� ��������� �����, ��� �������� ������?
� ���, ��� �� ������ ��� ���� ������. ���������� ��������� ������, ������������ ����������� ���������� �����. ������� � ���������� �� ������ �� ���!
������� ������, ����� ������: ���������� ������ � ����������� �����
������� ������. ����� ������: ��������� ������������ ��� ��������
�������� �������� ����
��� ����� �������� �������, ������� ����� ���������. ��� ����� ������ �������� �������� ���� ��������, ��� ����� ������ ��������� ������������� � ��� ���� ����� ����������� �����������. ������� ���������� ��������� ��������. ���� �� ����� ����� �������� - ��� ��������. ������� ��������� �� ���� �� ��������� ����� ���������, ������� ���������� �������������������.
��� �������� ���� ��������� ������, ��� ����������� ����������� �������������������� ����� �� -127 oC! �������� ���� ������, ��� ��� ��������� ����������� ���� ������� ��������� � ������ ���������, ������� �� ������������ � �������� ���������� ��� �������� � ��������������� ��� �����.
� ������ ������� ��������� �� ������ ������� ������, ������������������.
�������� ���� ����� �������� ������ ����� �������. ��� ��������� �����������, ��� � ����� �������� �������� ��� ����������� �����������! �� ������ ������� ��� �������� �� ����������� ����� 500 oC, � ��� ��� ��� ��������� � �������������� ���������. ��� �������� ������ ���������� ��� ��������� ����� ������� �����������, ������ ��� ��������� ��������������� ����������� �����������! ����� ������� ��������� ���� �����-������ ��������� ����� ��������, ���������� ��������� � ��� �������� ���� ��������� ���������� ������ �����. ����� ������� �������� ��� ����� ������� ������.
�������� ������ ���� ���������� ������������������, � ��� ������ ������� ������ ��������� �������� _T_g ����� �������� �� ����� �������� 190 oC, ��� ������� ��� ���������� ��������� ��� ���������.
������� ������, ����� ������:
���������� ������ � ����������� �����
������� ������ ��������� ������� ������� �� ����������� �������. ���� ��������� ������� ������ ����� ������������� ��� ���������� ������, ������� ��������� �� ����� �������� ��������, ����� ������� �������� ���������� �������������, ��������� ��������. ������� ������ ����� ����� ���������� � ���� �� �����, ����� ������������� �������� ������������� ���� ���� ������.
���� �� ����� ���������� ������� ����� ��� ���������� ������� ����������� ����������� - ��� ��� ����� ������� � ���������� ������ ����������. ������������� ������ �������� ����������� �������� ��� ��������� ���������.
������� �� ����������� ����������� ������� ����������, ����� ������� ��� ���������� ������!
������� ������ ������ ���� �� ������ �������� � �������� ����������� ������, ������� ��������� �� �������� �������� � ���������� ����������� ��������. ��� �����-���� ��������� ����������� �����. �� �� ������ ��������� �� �������� ��������, ���� ��� ������� ����� ���������� ���������, ������� ������ �������� ���������, ������� �������� ������� ���������� ������� ����� ���������. ����� ����������, ����� ������� ��� ��������� �� ����������� �����������, ������ ���������� �� ��� ��������� ��������������, ���� �� ������� �������� ������������� ������, � ������ - ���.
����������� ����������� �������� �� ������� ������ ��� ����� ������ ��������� 119 oC, �� ������������� ������ �������� � ��� �������� �� �����, �� 225 oC.
������� ������, ����� ������:
��������� ������������ ��� ��������
�� ������� � ���������� ������� ������ ����� ����� �������� � � �������� _T_g. ������ ��, ������� ������� ������ �������� ������������ ��� ����� ������� �������� ���������� �����. ��� ������ ��� ��������� ���� �� �����, ��� ��������� ��� ����� ���������. ��� �������� � �������� _T_g ����� ��� ��, ��� ��� ������ ��������������. ��� �� ����� �������? ������ ���, ��� ���� ���������� ����� ������ �������� �������������, ������ ���������� ��������� ����� ��������. ��� ������ ��������� �����, ���, ��� �������, ���� ����������� �����������. �� ����� ������� ��� �� ������� ���������������� ���������:
�� ������ ��� ���������� ������������ �������� ����������� ����������� ������ ���, ����� ������� ��������� ������� ���������� �� ���� ���� �������� �������. �� �������� �� 120 o ������� ��� ��������������������, �� ����� �� ���������� �� ��������������������, _T_g���������� �� 20 oC, ��� ����� ������ �� ��������� �����������.