Влияние импульсных магнитных и электрических полей на пластичность линейных аморфных полимеров

Ликсутин, Сергей Юрьевич

Влияние импульсных магнитных и электрических полей на пластичность линейных аморфных полимеров тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Ликсутин, Сергей Юрьевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Тамбов МЕСТО ЗАЩИТЫ

2000 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Влияние импульсных магнитных и электрических полей на пластичность линейных аморфных полимеров»

Автореферат диссертации на тему "Влияние импульсных магнитных и электрических полей на пластичность линейных аморфных полимеров"

РГБ ОД

№ 200.]

На призах рукописи

ЛИКСУТИН Сергей Юрьевич

ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА ПЛАСТИЧНОСТЬ ЛИНЕЙНЫХ АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Специальность 01.04.07- Фтика твердое те! а

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Тамбов 2000

Работа выполнен;) на кафедре теоретической и экспериментальной фишь Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина.

Научные руководители:

Научный консультант:

'Заслуженный деятель науки РФ. доктор физико-математических нау1 профессор Головин Ю.И., кандидат физико-математических наук, доцент Моргунов Р.Б. кандидат химических наук, доцент Баранин Г. С.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических на\т

профессор Даринскии Б.М. доктор физико-математических науь Шмурак С.З.,

Ведущая организация: Тамбовский государственный

технический университет, г. Тамбов

Защита состоится « 1 » 2000 г. в -г 6 ¿— часов и

заседании диссертационного совета К 113.49.03 при Тамбовско государственном университете им. Г.Р. Державина по адрес} 392622 г.Тамбов. Интернациональная, 3. корпус 2, аудитория 141.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовског государственного университета им. Г. Р, Державина.

Автореферат разослан «_2Р» ^-¿^Л.___ 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.ф.-м.н. ^¿¿О^У А. И. Тюрин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсивное развитие физики полимеров продолжается в течение нескольких последних десятилетий. За это время накоплен богатый материал о структуре и, свойствах большинства полимеров. Высокая сложность и неравновесность структуры этих материалов затрудняют понимание многих протекающих в них физических процессов, в особенности в условиях различного рода внешних воздействий. В частности, остается неясной природа влияния магнитных полей (МП) на различные механические характеристики полимеров и полимерных материалов.

Считается, что роль МП в большинстве случаев сводится к активации процессов переориентации сегментов макромолекул, обладающих анизотропией магнитной восприимчивости [1]. Однако, результаты влияния МП часто не удается объяснить с помощью этих представлений. Поэтому, есть основания полагать, что в магнитном поле реализуются и другие, неизвестные каналы изменения молекулярной и надмолекулярной структуры полимера.

В пользу существования нескольких каналов влияния МП на механические свойства твердых тел также говорят недавно обнаруженные маг-нитопластические эффекты. (МПЭ) в ионных, ионно-ковалентных и молекулярных кристаллах [2, 3]. Исследование МПЭ в широком спектре материалов: в диэлектриках, полупроводниках и металлах показывает, что МП может влиять на неравновесные спин-зависимые химические реакции между структурными дефектами в твердых телах, что ведет к существенному изменению пластических свойств даже в слабых магнитных полях с энергией воздействия на носитель спина 11м ~ Ц-вВ, гораздо меньшей энергии термических флуктуаций ит~ кТ (|хв - магнетон Бора, В - индукция МП, к - постоянная Больцмана, Т - температура). Кроме того, результаты исследований [4-6] показывают, что действие переменных и импульсных МП на пластичность проявляется иначе, чем влияние постоянного МП.

Раздельное исследование различных каналов действия МП затруднено одновременным возникновением упомянутых эффектов переориентации магнитно-анизотропных сегментов макромолекул. Однако, поскольку переориентация в МП ~ 0,4 Тл при комнатной температуре происходит в течение довольно длительного промежутка времени ~ 30 дней [7, 8], то использование коротких импульсов МП с длительностью, недостаточной для возникновения переориентации, может способствовать отделению и изучению других чувствительных к действию МП процессов, которые способны повлиять на пластичность. 1

рассматриваться как модельные объекты по отношению к более сложньк биологическим. Таким образом, исследование МПЭ может помочь в пони мании механизмов полевых эффектов и в биологических системах, способ ствовать разработке новых медицинских средств, осознанию физически: принципов, которыми обусловлены гигиенические нормы работы с элек тромагнитными полями. Понимание природы влияния электрических I магнитных полей на макросвойства полимеров может также привести 1 разработке новых технологий обработки, контроля и управления пластич ностью этих многофункциональных и современных материалов.

Цель настоящей работы заключалась в экспериментально», исследовании закономерностей влияния импульсных магнитных I электрических полей на пластичность полимеров и выявлении объекто! действия МП.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы задачи исследования4.

1) выявить особенности МПЭ в линейных аморфных полимерах £ импульсных МП, которые имеют достаточно короткую длительности (« 1 мс) импульса, позволяющую исключить ориентационные сегментальные движения в структуре полимера и, тем самым, создать экспериментальные условия для изучения магнитных эффектов неориентационной природы;

2) установить природу источников энергии, обеспечивающей изменение пластических свойств линейных аморфных полимеров при воздействии МП, путем выявления степени обратимости возникающих изменений;

3) установить роль фронтов магнитного поля и вихревого электрического поля в исследуемом магнитопластическом эффекте;

4) создать экспериментальные условия для исследования МПЭ в условиях действия различных внешних факторов немагнитной природы (термической и механической обработки);

5) по возможности выявить объекты в полимерах, на которые действует импульсное МП, вызывая изменение пластических свойств.

Научная новизна работы заключается в обнаружении и исследовании новых физических эффектов, индуцированных импульсными МП до 30 Тл на пластические свойства линейных аморфных полимеров - полиме-тилметакрилата (ПММА) и полистирола (ПС). Установлено, что экспозиция образцов ПММА и ПС в МП вызывает длительные (несколько часов прн Т = 293 К) остаточные изменения микротвердостн. После восстановления микротвердости ее можно многократно понижать экспозицией в том же МП, т. е. влияние МП носит обратимый характер, что свидетельствует о сообщении полем энергии, достаточной для возбуждения структуры полимера.

Показано (на примере ПММА), что важную роль в МПЭ в импульсном МП играет как собственно магнитное, так и вихревое электрическое поле. То есть обнаруженный эффект по сути является электро-магнитопластическим эффектом. Выявлены объекты действия импульсного МП в структуре полимеров - подвижные боковые группы (в ПММА -метильные группы СН3, в ПС - фенильные группы С6Н0-

Обнаружены возможности управления МПЭ с помощью термообработки и механического деформирования. Установлены условия и режимы термической и механической обработки, приводящей к усилению или к частичному подавлению МПЭ.

Научная ценность и практическая значимость работы.

Полученные данные и установленные закономерности представляют собой новый тип МПЭ в полимерах, не сводящийся к известным. Предложен новый подход к изучению релаксационных переходов в полимерных материалах, который позволяет выявлять их с помощью исследования чувствительности полимера к МП при разных температурах. Обнаружена возможность управления пластическими свойствами аморфных полимеров в импульсном МП. что может составить физическую основу новых технологий их обработки. Выявленные закономерности изменения пластичности полимеров в импульсном МП позволяют прогнозировать поведение материалов на их основе в условиях действия импульсных и переменных полей (в импульсных генераторах, термоядерных энергетических установках и т. д.). Результаты работы могут быть также использованы при обсуждении механизмов чувствительности биологических объектов к электромагнитным полям.

Апробация работы. Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах:

XXXIV Международный семинар «Актуальные проблемы прочности» (Тамбов, 1998); XXXV Международный семинар «Актуальные проблемы прочности» (Псков, 1999); EURO Material Research Society Conference. Spring Meeting (Strasbourg, France, 2000).

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:

1. Обнаружен эффект разупрочнения линейных аморфных полимеров в импульсном МП с длительностью импульса tp~ КГ1 с и индукцией В до 30 Тл, заключающийся в изменении микротвердости и кинетики восстановления отпечатка при индентировании ПММА и ПС.

2. Как в ПММА, так и в ПС можно многократно понижать микротвердость полимеров после ее восстановления, т. е. влияние импульсного МП носит обратимый характер. Ускорить восстановление микротвердости и чувствительности полимеров к действию МП можно повышением температуры выдержки полимера после экспозиции в МП.

3. Выявлены факторы, усиливающие и ослабляющие МПЭ в полимерах: изотермический отжиг образцов частично подавляет магнитопла-стический эффект; с помощью механической деформации, например, одноосного растяжения, можно увеличить чувствительность пластических свойств полимеров к импульсу магнитного поля.

термоактивированного вращения боковых групп (/-переходов) ведет к появлению и дальнейшем} рост} (с рослом температуры) чувствительности пластических свойств полимера к импульсу МП.

5. Выявлены объекты стр\кт\ры полимеров - подвижные боковые грхппы (в ПММА - метильные гр\ппы СН5. в ПС - фенильные гр\ппы С„Н0- на которые действ}ст имп\льснос МЛ. стимулируя изменение пластичности.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит и 5 введения, пяти глав и списка цитированной литературы, содержащего 121 наименование. Полный объем составляет 12^ страницы машинописного текста, в том числе 22 иллюстрации и 3 таблицы.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертационной работе. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежит проведение экспериментов, обработка полученных данных, а также участие в планировании экспериментов, обсуждении результатов и написании статей.

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (гранты № 97-02-16074 и № 00-02-16094) и программы «Университеты России - Фундаментальные исследования» (грант № 381).

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, определяются ее цели и задачи, характеризуется новизна и практическая значимость полученных результатов, формулируются основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой литературный обзор экспериментальных результатов и теоретических работ, посвященных влиянию магнитных полей на физические свойства полимеров, а также обсуждению механизмов пластического течения и возможных каналов действия на него МП.

Сопоставлены экспериментальные и теоретические результаты исследования магнитопластичности с имеющимися данными о влиянии МП на другие макрофизические свойства полимерных материалов: диэлектрические потери, двойное лучепреломление и т. д. Рассматриваются возможные объекты в структуре полимеров, которые могут быть подвержены действию МП.

В заключение, на основе проведенного анализа литературных данных, обосновывается постановка целей и задач исследования.

Во второй главе обоснован выбор и приведены данные о материалах для исследований и об использованной в работе методике подготовки образцов и измерений.

В качестве объектов исследования были выбраны линейные аморфные полимеры, отличающиеся друг от друга полярностью, магнитной восприимчивостью, размерами и подвижностью боковых групп: полиметилме-такрилат, полистирол и поливинилхлорид. Это позволило создать условия для исследования роли каждого из перечисленных факторов в МПЭ.

Использовались два вида листового ПММА: 1) химически чистый ТММА без стабилизаторов и пластификаторов; 2) промышленный ПММА ¿арки СО-95, пластифицированный дибутилфталатом. Листовой суспензи-жный ПВХ марки С7058М получали из порошка, ПС марки Н1 475К Кв2 ^УОБиЫО-ВАБР - из гранул вальцовкой с последующим прессованием.

В полимерах характерные частоты возможных структурных колеба-тай лежат в широком частотном диапазоне от ~ 1015 до 10"5 Гц и ниже. С помощью одного какого-либо метода нельзя исследовать весь этот диапазон. Поэтому для исследований состояния полимеров в диапазоне частот 1015 -4-1013 Гц, соответствующих валентным и деформационным колебаниям, использовали методы ИК-спектроскопии. Для исследования роли внутримолекулярных крутильных движений и межмолекулярных взаимодействий, соответствующих частотам 1013 -г- 10'5 Гц и ниже, проводились эксперименты по измерению микротвердости при различных температурах, соответствующих размораживанию этих степеней свободы.

О пластичности полимеров и ее изменении после импульса МП судили по изменению микротвердости и кинетики восстановления отпечатка. Кинетику восстановления отпечатка и микротвердость Н измеряли с помощью стандартного микротвердомера ПМТ-3 путем усреднения 20 30 отдельных измерений. Погрешность измерений Н не превышала 1 2 %. Для создания отпечатка использовалась пирамида Виккерса. В качестве количественной характеристики восстановления отпечатка было выбрано отклонение поперечных размеров отпечатка ДЬ от длины его стороны Ь. Длина диагонали отпечатка практически не изменялась после поднятия ицдентора и использовалась для определения микротвердости. Мерой эффекта влияния МП на пластические свойства была выбрана разность значений микротвердостей после экспозиции в МП -Нв и исходной - Но: ДН = Нв - Но. Так как экспозиция образцов в МП и инден-тированце были во всех опытах разделены во времени, МП не могло подействовать на подвижные части ПМТ и привести к артефактам. Таким образом, об изменении пластических свойств полимеров можно было судить как по изменению диагонали отпечатка индентора, так и кинетики восстановления его поперечных размеров, хотя и с меньшей точностью.

Индентирование производили при одинаковой во всех опытах температуре 295 ± 3 К, что ниже температур стеклования выбранных полимеров. Во избежание неоднозначности результатов в экспериментах с ориентированными образцами индентирование производилось при одной и той же ориентации индентора относительно направления растяжения.

В экспериментах, для создания импульсного МП использовалась установка, позволяющая генерировать МП с амплитудой до 30 Тл и длительностью импульса 25 -ь 1300 мкс.

В специальной серии опытов было проверено, что нагрев образцов в МП (способный повлиять на твердость), а также влияние полировки поверхности и других факторов, способных привести к артефактам, отсутствовали.

Третья глава посвящена исследованию обратимости изменений в ПММА (СО-95), ПВХ и ПС после МП, роли фронта импульса в МПЭ и влияния МП на вязко-упругие свойства ПММА. Результаты экспериментов по исследованию пластичности аморфных линейных полимеров показа-

ли, что после экспозиции образцов ПММА и ПС в одном импульсе МП с индукцией В до 30 Тл их микротвердость была на 3 + 5 % меньше, чем у образцов, не подвергавшихся действию поля. Микротвердость образцов ПВХ после действия импульса МП практически не изменялась при тех же условиях. С течением времени, прошедшем после экспозиции образцов ПММА и ПС в магнитном поле, их микротвердости восстанавливались к исходным значениям. Установлено, что в образцах, подвергавшихся действию МП, увеличивается скорость восстановления отпечатка сКДЬУск, по сравнению с образцами, не подвергавшимися действию импульса МП.

Варьирование длительности индентирования % при постоянной величине нагрузки на индентор Р позволило обнаружить, что ползучесть ПММА под индентором характеризуется, по меньшей мере, двумя последовательными стадиями, различающимися кинетикой внедрения инден-тора и обнаруживаемыми как после экспозиции в МП, так и в отсутствие поля. На второй стадии при т > 3-102 с эффект влияние МП практически отсутствовал, причем изменение нагрузки при постоянном т не влияло на величину АН. Следовательно, исчезновение эффекта разупрочнения ПММА при х > 3-Ю2 с может быть объяснено изменением механизмов деформации, обусловливающих переход от одной стадии к другой. Повторным включением импульса МП после восстановления микротвердости можно было многократно понижать Н практически до того же значения, что и при первой экспозиции образца в МП как в ПММА (рис. 1), так и в ПС. Это означает, что изменения, инициируемые импульсами МП в образцах, являются обратимыми, т. е. возникают путем передачи энергии от МП каким-то элементам структуры полимера.

Для выяснения механизмов передачи энергии структурным единицам полимера и установления роли фронтов импульсов МП проводилась серия опытов, в которой исследовали влияние полного времени экспозиции образца в МП на Н в условиях, когда экспозиция набиралась рядом одинаковых импульсов. Установлено, что увеличением числа N импульсов с В = 2 Тл длительностью 1Р = 80 мкс до N = 50 (так, что общая продолжительность действия МП становится равна 4 мс) можно достигнуть значи-• тельного разупрочнения ПММА. В то же время, экспозиция образца в постоянном МП с В = 2 Тл в течение времени 1 < I < 103 с, гораздо большего, чем общая длительность экспозиции в импульсном МП, не приводит к изменению Н. Следовательно, одного только наличия МП недостаточно для изменения Н. Необходимым условием является изменение МП во времени.

Наиболее очевидным следствием изменения В во времени является возникновение вихревого ЭП (оценки дают значение Е ~ К)3 В/м). ДлЯ определения его роли в МПЭ сравнивали результаты трех серий экспериментов, в которых экспозиция образцов ПММА производилась в МП с различной длительностью импульсов (кривая 1 на рис. 2), при замене импульсного МП одновременным действием постоянного МП (В ~ 2 Тл) и переменного ЭП с частотой от 10: до 4-К)1 Гц при напряженности Е = 20 кВ/м (кривая 2 на рис. 2) и при действии того же переменного ЭП, приложенного в отсутствии МП (кривая 3 на рис. 2).

1 В1 1 1

<,.час

Рис. 1. Зависимость микротвердости ПММА от текущего времени I в условиях периодического действия на образец одиночных импульсов МП (В = 24 Тл;

= 80 мкс) при Т = 293 К. Стрелками обозначены мометы включения импульса МП. Микротвердость образцов Но, которые не подвергались экспозиции в МП, показана пунктиром.

V ГЦ

Рис. 2. Зависимость микротиердости образцов ПММА:

1) от частоты основной гармоники \'в в спектре Фурье импульса магнитного поля (В = 20 Тл);

2) от частоты \'Е переменного ■электрического поля (Е = 20 кВ/м) при его совместном действии с постоянным МП (В - 2 Тл); время экспозиции до состояния насыщения (при частоте 101 Гц) -15 минут, взаим гая ориентация МП и ЭГ11 к существенна;

3) от частоты электрического поля, приложенного в отсутствии МП.

Микротвердость образцов, подвергшихся экспозиции как в импульсном МП, так и при одновременном действии МП и ЭП, в диапазоне частот от 7-К)3 до 4• 104 Гц, была меньше, чем у контрольных, тогда как переменное ЭП без МП не влияло на микротвердость в исследованном диапазоне частот.

Таким образом, существует пороговая частота основной гармоники импульса МП (частота ЭП при совместном действии с постоянным МП), при которой поле перестает влиять на микротвердость. Следует заметить, что взаимная ориентация при совместном действии МП и ЭП не влияла на наблюдаемый эффект, что свидетельствует о невозможности объяснить МПЭ циклотронным резонансом, подобно известным ситуациям в магнитобиологии [9]. Установлено, что уменьшение микротвердости после экспозиции образцов в МП — процесс обратимый и передача энергии происходит на фронте импульса МП. Как следствие, возникает возбуждение равновесного состояния надмолекулярной структуры. Существует пороговая частота основной гармоники импульса МП, ниже которой не наблюдается изменения микротвердости полимеров.

Четвертая глава посвящена изучению влияния структурных изменений, вносимых термическими и механическими обработками, на эффект уменьшения микротвердости аморфных линейных полимеров в импульсном МП.

Из обратимого характера изменений в полимере, вызываемых действием импульса МП (рис. 1), следует, что энергия, передаваемая полем некоторым элементам макромолекул, является достаточной для перевода системы в возбужденное состояние, отделенное от основного потенциальным барьером. Для исследования высоты этого барьера использовали тсрмоактивационный анализ, который показал, что время восстановления микротвердости т, уменьшается с ростом температуры Т, при которой образцы выдерживались после их экспозиции в МП. Экспоненциальная зависимость времени восстановления H от температуры (рис. 3) означает, что преодоление потенциального барьера, происходит термоактивацион-ным путем. Энергия активации этого релаксационного процесса: ' иПммА ~ 0,25 ± 0,06 эВ; Unc ~ 0,32 ± 0,06 эВ.

Чтобы выявить элементы структуры полимеров, на которые действует МП, проводили эксперименты по изучению влияния релаксационных переходов на МПЭ. Отсутствие изменений в ИК-спектре (в диапазоне частот колебаний 400 н- 4000 см'1) после действия импульсного МП говорит о непричастности к МПЭ внутримолекулярных валентных и деформационных колебаний кинетических единиц.

Для исследования роли структурных элементов с частотами колебаний вне этого диапазона экспозицию образцов в МП производили при различных температурах. Обнаружено, что уменьшение твердости ДН образцов после экспозиции в МП проявляется только в определенном температурном интервале: для ПММА при 250 < Т < 390 К (рис. 4) и для ПС при 23»' < Т < 370 К. Вне этих интервалов импульс МП не влияет на микротвердость.

о 12 ЬГ = 10

-3 -1

1/Т, 10 К

2,5

3,5

Рис. 3. Зависимость характерного времени х восстановления микротвердости после действия импульса МП от обратной температуры 1/Т: 1 - ПММА; 2 - ПС.

250

300

350

Г, К

Рис. 4. Зависимость микротвердости ПММА, намеряемой при комнатной температуре, от температуры Т, при которой производилась экспозиция образцов в МП (В = 20 Тл; 1Р = 80 мкс). Микротвердостъ Н0 образцов, которые не подвергались экспозиции в МП, показана пунктиром. Температуры релаксационных переходов в ПММА (а, р, Р|, уе, показаны вертикальными линиями [И].

Обнаружено, что изменение микротвердости Г1ММА после действия импульса МП зависит от относительной деформации е, произведенной перед экспозицией образца в МП. Чувствительность пластических свойств к Импульсу поля растет с увеличением е. Специально проверено, что один лишь кратковременный нагрев образцов не влияет на чувствительность пластичности полимера к импульсу МП. Следовательно, именно пластическая деформация вызывает изменения чувствительности полимера к МП. При увеличении паузы между деформацией и действием МП наведенная деформацией чувствительность к МП постепенно уменьшается. Это может означать, что релаксация возбуждения при отжиге образцов увеличивает равновесность системы и уменьшает свободный объем, от которого зависит подвижность структурных единиц. Было обнаружено уменьшение чувствительности образцов ПММА к импульсу МП после отжига и при температурах выше температуры стеклования.

В пятой главе обсуждаются возможные процессы в молекулярной и надмолекулярной структурах аморфных полимеров с участием подвижных магнитоанизотропных боковых групп, и влияние на них магнитным полем.

Перечислим общие черты возможных механизмов влияния импульсного МП на пластичность линейных аморфных полимеров:

1. Полученные в четвертой главе значения энергий активаций 11; восстановления микротвердости после импульса МП в пределах погрешности согласуются с известными значениями [11] энергий активации релаксационных у-переходов ПММА и ПС (рис. 5, 6). Эти же переходы ограничивают снизу температурный интервал, в котором существует МПЭ в экспериментах по изучению влияния релаксационных процессов на МПЭ (рис. 4). Следовательно, полученные результаты позволяют считать, что высокая подвижность боковых групп в ПММА (метильных групп) и в ПС (бензольного кольца), являются необходимым условием

.чувствительности пластических свойств полимеров к МП.

2. Действие вихревого электрического поля на термоактивированное вращение заряженных (поляризованных) звеньев или боковых групп макромолекул может вносить вклад в исследуемый МПЭ. В подтверждение этой гипотезы говорят результаты экспериментов с переменным ЭП при его совместном действии с постоянным МП (рис. 2), хорошо согласующиеся с результатами исследования влияния импульсного МП на ПММА по предельным частотам основных гармоник воздействия.

Оценки для ПММА показывают, что в импульсном МП (В » 2 ^ 30 Тл, ~ 10"* с) энергия, сообщаемая магнитной компонентой им = цвВ » ИГ"1 -г 10"' эВ и тем более электрической (от вихревого ЭП) 11-, = р,В к НУ эВ звеньям и боковым группам малы по сравнению с энергией активации вращения боковых групп и, » 0,3 эВ. Однако, с учетом числа импульсов

II сн3 II

р I Р>1>72 I

с —с— I

н с> н

н ,н н р I р' I I •-Сс-С с — с-I

н XX, н

г, Ь^сн3 г,

■ПММА

ПС

Н Н Н

р I е* I I

• с — с-

ЛЬ' I Н С1 н

пвх

Рис. 5. Строение цепей макромолекул и внутримолекулярные движения в ПММА, ПС и ПВХ [11].

ПС

ЭР'

у 7

■я

-1_

1-4

аш

11111

у Л13 р ар^з

О 0,2

ПММА

0,4

0,6

0,8 Ц, эВ

Рис. б. Энергии активации релаксации после действия МП (заштрихованные области) в шкале энергий активации известных релаксационных переходов [11]. Кинетические единицы, ответственные за переходы: а - сегменты макромолекул, Р - звенья полимерной цепи, у - боковые группы, Цн - абсорбированная вода (водородные связи), ц и ц' - физический узел -СбН5...СбН5-, Хил- физические узлы молекулярной сетки.

магнитного поля Ы, необходимых для насыщения МПЭ (при В = 20 Тл -N « 3, при В = 5 Тл - N » 15, при В = 2 Тл - N » 50), суммарная сообщаемая энергия становится сопоставимой с и^ В случае замены импульсного МП статическим, а вихревого ЭП - внешним переменным ЭП равной напряженности, наблюдается тот же эффект накопления воздействия, в результате которого насыщение наступает после 107 импульсов ЭП, что также в сумме сопоставимо или даже превышает 111.

Рассмотрены возможные механизмы действия МП и выделены два подхода к объяснению МПЭ: 1) магнитопластический эффект может быть обусловлен возникновением кооперативных эффектов влияния МП, которые могут способствовать созданию корреляции во вращении боковых групп и малых участков цепи либо приводить к их упорядочению:

2) МП может влиять на промежуточные короткоживущие конформацион ные состояния макромолекул или их элементов. Этот механизм объясняе накопление изменений в структуре полимера при действии нескольки: импульсов МП подряд.

3. Пороговая длительность импульса т„, влияющая на чувствитель ность (рис. 2) Полимеров к МП, позволяет выделить из всего спектра релак сационных переходов те, которые имеют время релаксации порядка tn npi температуре Т « 293 К. Из уравнения Больцмана-Аррениуса следует, чт< время жизни частицы в данном состоянии зависит от температуры:

тп = -t0¡ exp(U¡/ kT),

где Т - температура, при которой проводились эксперименты; тп - пороговая длительность основной гармоники импульса МП, при которой отсутствовал! чувствительность микротвердости ПММА к магнитному полю, U¡ - энергщ активации релаксационного перехода, х0, - характерное время попытки пе рехода через барьер. По известным значениям энергий активации U¡ и пара метров т0; [11] определяли тип релаксационных переходов, соответствующие полученному значению пороговой длительности импульса МП т„ = 10"4 с Результаты такого анализа указали на у-переходы, как и при термоактиваци ' онном анализе (рис. 3) и при исследовании влияния релаксационных переходов на МПЭ (рис. 4).

Таким образом, релаксационные у-переходы, ответственные за подвиж ность боковых групп (в ПММА - метальные группы СНэ, в ПС - фенильньк группы СбН5), являются наиболее вероятными объектами действия импульсного МП. Остальные релаксационные переходы имеют значения энергий активации, не попадающие в рассчитанные интервалы энергий.

Так как основное отличие ПВХ от ПММА и ПС состоит в меньшей подвижности боковых групп, то отсутствие МПЭ в ПВХ при тех же условиях действия МП подтверждает вывод о том, что для возникновения МПЗ необходимо наличие в полимере подвижных боковых групп.

Таким образом, установлены объекты действия импульсного МП, вызывающего изменения пластичности линейных аморфных полимеров - подвижные боковые группы макромолекул. Возможные механизмы действия импульсного МП на пластичность линейных аморфных полимеров сводятся созданию корреляции во вращении боковых групп и малых участков цепи, либо к их упорядочению, что, в принципе, может способствовать облегчению скольжения цепей макромолекул при последующем деформировании. Другая возможность - действие МП на короткоживущие промежуточные конформационные состояния макромолекул.

Заключение и выводы по работе.

1. Обнаружено влияние импульсного магнитного поля на микротвердость линейных аморфных полимеров (полиметилметакрнлата и полистирола), не сводящееся к известным эффектам переориентации сегментов цепей и макромолекул, и установлены закономерности магнитопластических эффектов в импульсном магнитном поле до 30 Тл.

2. Импульсные магнитные поля с В = 2 -е- .10 Тл и длительностью импульса т - Ш"' с обратимо изменяют пластичность аморфных линейных полимеров ПММА и ПС. в то время как постоянные МП за гораздо большее время действия (» 1 с) не вызывают изменения микротвердости. Следовательно. одного только наличия МП недостаточно для изменения микротвердости полимеров, а необходимым условием является изменение МП во времени

3. Обнаружено, что влияние импульсного МП сводится к совместному действию МП и вихревого ЭП. При этом насыщение магнитопла-стического эффекта достигается при таком числе импульсов, при котором суммарная сообщенная энергия (от магнитного поля - магнитным моментам структуры, а от ЭП - дипольным моментам) становится сопоставимой с энергией активации вращения боковых групп. Термодинамическая роль импульсных магнитных полей сводится к передаче энергии элементам молекулярной структуры и ее возбуждению в неравновесные состояния, из которых она самопроизвольно релаксирует. Установлено, на примере ПММА. что вихревое ЭП может быть заменено внешним переменным ЭП с эквивалентными параметрами по длительности, амплитуде и количеству импульсов.

4. Чувствительность пластичности аморфных полимеров к МП зависит от их термической предыстории, в частности, ее можно частично подавить длительным отжигом. Повысить чувствительность механических свойств к МП можно одноосным растяжением.

5. Выявлены объекты в стру ктуре аморфных линейных полимеров -подвижные боковые группы (в ПММА - метальные группы СН,. в ПС -фенильные гру ппы С6Н5), действие магнитного поля на которые способно через создание упорядочения или корреляции во вращении влиять на макропластичность. В отсутствии подвижных боковых групп (например, у поливинилхлорида) эффекты влияния импульсного МП на микротвердость не наблюдаются.

Цитированная литература:

1. Родин Ю.П. Постоянные магнитные поля и физико-механические свойства полимеров // Мех. композит, матер. - 1991. - № 3. - С. 490 - 503.

2. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б. Влияние слабого магнитного поля на состояние структурных дефектов и пластичность ионных кристаллов. // ЖЭТФ. - 1999. - Т.115. - № 2. - С. 605 - 624.

3. Осипьян Ю.А., Головин Ю.И., Лопатин Д.В., Моргунов Р.Б., Шмурак С.З., Влияние импульсного магшшюго поля на микротвердость монокристаллов С60 // Письмав ЖЭТФ. - 1999. - Т. 69. - № 2. - С. 110 -113.

4. Гуль В. Е., Садых-заде С. М., Грифель Б. Ю., Абдуллаев Н. А., Вечхайзер Г.В. Изучение релаксационных переходов в полимерах при воздействии магнитных полей // Механика полимеров,-1971. -№4. -С. 611 -614.

5. Lasarov S.N., Homic A.A.,. Liashko T.V.. Lapinsky V.V., Some thermodynamical characteristics of polyethylene crystallized in impulse magnetic field // Болг. физ. "журнал. - 1988.-V. 15.-№"6.-P. 600-608.

6. Назаров C.H., Велев B.JI., Николов Н.П. Термо-магнитна модификация на поли-етилен // Науч. тр. Пловдив, универ. Физ. - 1986. - Т. 24. - № 1. - С. 75 - 82.

7. Песчанская H.H., Суровова В.Ю., Якушев П.Н. О влиянии постоянного магнитного поля на кинетику деформации полимеров // Физика твердого тела. - 1992. -Т. 34. - № 7. - С. 2111 -2117.

X 11есчапская II II . Якушев 1111. Пол ¡учесть полимеров в постоянном м;и нит-ном ноле //Фичика твердого"тела - 1997. - Т. 39 - № У. - С. 1690 - 1(>92.

9. Ледпем В.Ii 1>ио >ффекти слабых комбинированных, постоянных и переменных м;и ни I пых нолей // Биофи шка - 1996. - Г. 41. - Вып. 1. - С. 224 - 232

К) Muller A.C.. (Iben L.F. К fleet of Magnetic Fields on an Oscillalin« Kn/vme Reaction // .1 Am Chem. Soc. - 1999 - V. 121. - P 6351 - 6354.

I I. Бартенев Г M.. Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров - М.: Химия. I 992. - 356 с.

I'ел.п,там диссертационной работы опубликованы в следующих екгп.ях и тешеах докладов:

1. Головин Ю.И.. Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Влияш1е импульса сильного магнитного поля па механические свойства полиметилметакрилата // Высокомолекулярные соединения - 1998. - Т. 40Б. - № 2. - С. 373 - 375

2. Головин Ю П.. Моргунов Р.Б.. Ликсутин С.Ю. Термодинамические и кинетические аспекты влияния импульсного магнитного поля на микротвердость полиметилметакрилата // Высокомолекулярные соединения - 2000. - Т. 42А. - № 2. -С. 277-281.

3. Головин Ю.И.. Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Изменение микротвердости полиметилметакрилата. вы ¿ванное импульсом магнитного поля // Вестник Тамбовского университета (серия естественно-техническая). - 1997. - Т. 2. - № 3. - С. 283 - 285.

4. Ликсутин С.Ю. Исследование влияния импульсного магнитного поля на мик-ротвердоеть полимерных стекол // Вестник Тамбовского университета (серия естественно-техническая). - I 999. - Т. 4. - № 4. - С. 492 - 495. '

5. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Афонина Н.М., Ликсутин С.Ю., Бадылевич М.В., Баскаков A.A., Дмитриевский A.A., Иванов В.Е., Лопатин Д.Е., Пушнин И.А., Трофимова И.Н.,.Умрихин А.В, Якунин Д.В. Квантовые явления, влияющие на пластическую деформацию диамагнитных кристаллов // Вестник Тамбовского университета (серия естествешю-техническая). - 2ООО. - Т. 5. - Вып. 2-3. - С. 166 - 169. (в печати)

6. Головин Ю.И, Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Разупрочнение полиметилметакрилата, вызванное импульсным магнитным полем // Сборник трудов XXXV семинара «Актуальные проблемы прочности». - Псков, 1999. - Ч. 1. - С. 3 - 7.

7. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е., Ликсутин С.Ю., Иванов В.Е., Лопатин Д.В., Дмитриевский A.A., Баскаков A.A., Бадылевич М.В. Влияние магнитного поля на релаксацию метастабильиых структурных дефектов и пластичность кристаллов // Тезисы XXXV Международного семинара «Актуальные проблемы прочности». - Тамбов, 1998. - С. 169 - 173.

8. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Влияние магнитного поля на пластичность полиметилметакрилата // Тезисы докладов конференции преподавателей и аспирантов ТГУ им. Державина. - Тамбов, 1998. - С. 33.

9. Golovin Yu. I., Morgunov R. В., Liksutin S. Yu. Magnetosensitive physicochemical processes influencing plasticity of polymers and fullerites //EURO Material Research Society Conference. Spring Meeting. - Strasbourg, France 2000. - Symposium P «Crystal Chemistry of Functional Materials». - P. 467. (в печати)

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Ликсутин, Сергей Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Феноменология магнитных эффектов в диамагнитных материалах

1.1.1. Влияние МП на электрические, пластические и другие свойства полимеров.

1.1.2. Влияние МП на структуру полимеров.

1.2. Влияние надмолекулярной структуры на пластические свойства аморфных и ориентированных полимеров. Возможные объекты в линейных аморфных полимерах, которые могут быть подвержены действию магнитного поля.

1.3. Постановка целей и задач исследования.

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Выбор и приготовление образцов, контроль их состояния перед экспериментами.

2.2. Методы исследования влияния магнитного поля на пластичность полимеров.

2.3. Методика исследования роли термической и механической обработок в изменении микротвердости полимеров под действием магнитного поля.

2.4. Методика получения и измерения магнитных полей до 30 Тл. Создание электрических полей.

2.5. Выводы.

Глава 3. ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ ЛИНЕЙНЫХ

АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ ПОСЛЕ ИХ ЭКСПОЗИЦИИ В ИМПУЛЬСНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ.

3.1. Зависимости микротвердости линейных аморфных полимеров ПММА, ПВХ и ПС от индукции МП, действию которого были подвергнуты образцы. Обратимый характер изменений микротвердости

3.2. Изменение вязко-упругих свойств ПММА под влиянием импульсного магнитного поля.

3.3. Роль вихревого электрического поля в магнитопластических эффектах в линейных аморфных полимерах.

3.4. Выводы.

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ОБРАБОТОК НА ЭФФЕКТ УМЕНЬШЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ ЛИНЕЙНЫХ АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ В ИМПУЛЬСНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ.

4.1. Термоактивационный анализ процесса восстановления исходного состояния полимеров после их экспозиции в магнитном поле.

4.2. Влияние релаксационных переходов на изменение микротвердости линейных аморфных полимеров в импульсном магнитном поле.

4.3. Способы изменения чувствительности ПММА к импульсу магнитного поля немагнитными воздействиями.

4.4. Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Влияние импульсных магнитных и электрических полей на пластичность линейных аморфных полимеров"

Актуальность темы. Интенсивное развитие физики полимеров продолжается в течение нескольких последних десятилетий. За это время накоплен богатый материал о структуре и свойствах большинства полимеров. Высокая сложность и неравновесность структуры этих материалов затрудняют понимание многих протекающих в них физических процессов, в особенности в условиях различного рода внешних воздействий. В частности, остается неясной природа влияния магнитных полей (МП) на различные механические характеристики полимеров и полимерных материалов.

В пользу существования нескольких каналов влияния МП на механические свойства твердых тел также говорят недавно обнаруженные магнитопластические эффекты (МПЭ) в ионных, ионно-ковалентных и молекулярных кристаллах [2, 3]. Исследование МПЭ в широком спектре материалов: в диэлектриках, полупроводниках и металлах показывает, что МП может влиять на неравновесные спин-зависимые химические реакции между структурными дефектами в твердых телах, что ведет к существенному изменению пластических свойств даже в слабых 7 магнитных полях с энергией воздействия на носитель спина Им ~ ЦвВ, гораздо меньшей энергии термических флуктуаций Ит ~ кТ (р.в - магнетон Бора, В -индукция МП, к - постоянная Больцмана, Т - температура). Кроме того, результаты исследований [4-6] показывают, что действие переменных и импульсных МП на пластичность проявляется иначе, чем влияние постоянного МП.

Раздельное исследование различных каналов действия МП затруднено одновременным возникновением упомянутых эффектов переориентации магнитно-анизотропных сегментов макромолекул. Однако, поскольку переориентация в МП ~ 0,4 Тл при комнатной температуре происходит в течение довольно длительного промежутка времени -30 дней [7, 8], то использование коротких импульсов МП с длительностью, недостаточной для возникновения переориентации, может способствовать отделению и изучению других чувствительных к действию МП процессов, которые способны повлиять на пластичность.

Изучение полимеров актуально и в связи со сходством их строения с биологическими объектами, которые также обладают чувствительностью не только к сильным, но и к слабым полям [9, 10]. Ввиду большей изученности и относительной простоты структуры полимеров • они могут рассматриваться как модельные объекты по отношению к более сложным биологическим. Таким образом, исследование МПЭ может помочь в понимании механизмов полевых эффектов и в биологических системах, способствовать разработке новых медицинских средств, осознанию физических принципов, которыми обусловлены гигиенические нормы работы с электромагнитными полями. Понимание природы влияния электрических и магнитных полей на макросвойства полимеров 8 может также привести к разработке новых технологий обработки, контроля и управления пластичностью этих многофункциональных и современных материалов.

Цель настоящей работы заключалась в экспериментальном исследовании закономерностей влияния импульсных магнитных и электрических полей на пластичность полимеров и выявлении объектов действия МП.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы задачи исследования:

1) выявить особенности МПЭ в линейных аморфных полимерах в импульсных МП, которые имеют достаточно короткую длительность (« 1 мс) импульса, позволяющую исключить ориентационные сегментальные движения в структуре полимера и, тем самым, создать экспериментальные условия для изучения магнитных эффектов неориентационной природы;

5) по возможности выявить объекты в полимерах, на которые действует импульсное МП, вызывая изменение пластических свойств. 9

Научная новизна работы заключается в обнаружении и исследовании новых физических эффектов, индуцированных импульсными МП до 30 Тл на пластические свойства линейных аморфных полимеров - полиметилметакрилата (ПММА) и у полистирола (ПС). Установлено, что экспозиция образцов ПММА и ПС в МП вызывает длительные (несколько часов при Т = 293 К) остаточные изменения микротвердости. После восстановления микротвердости ее можно многократно понижать экспозицией в том же МП, т. е. влияние МП носит обратимый характер, что свидетельствует о сообщении полем энергии, достаточной для возбуждения структуры полимера.

Показано (на примере ПММА), что важную роль в МПЭ в импульсном МП играет как собственно магнитное, так и вихревое электрическое поле. То есть обнаруженный эффект по сути является электро-магнитопластическим эффектом. Выявлены объекты действия импульсного МП в структуре полимеров - подвижные боковые группы (в ПММА - метальные группы СНз, в ПС - фенильные группы С6Н5).

Научная ценность и практическая значимость работы.

Полученные данные и установленные закономерности представляют собой новый тип МПЭ в полимерах, не сводящийся к известным. Предложен новый подход

10 к изучению релаксационных переходов в полимерных материалах, который позволяет выявлять их с помощью исследования чувствительности полимера к МП при разных температурах. Обнаружена возможность управления пластическими свойствами аморфных полимеров в импульсном МП, что может составить физическую основу новых технологий их обработки. Выявленные закономерности изменения пластичности полимеров в импульсном МП позволяют прогнозировать поведение материалов на их основе в условиях действия импульсных и переменных полей (в импульсных генераторах, термоядерных энергетических установках и т. д.). Результаты работы могут быть также использованы при обсуждении механизмов чувствительности биологических объектов к электромагнитным полям.

Апробация работы. Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах:

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:

1. Обнаружен эффект разупрочнения линейных аморфных полимеров в импульсном МП с длительностью импульса tp ~ 10~4 с и индукцией В до 30 Тл, заключающийся в изменении микротвердости и кинетики восстановления отпечатка при индентировании ПММА и ПС.

2. Как в ПММА, так и в ПС можно многократно понижать микротвердость полимеров после ее восстановления, т. е. влияние импульсного МП носит обратимый

11 характер. Ускорить восстановление микротвердости и чувствительности полимеров к действию МП можно повышением температуры выдержки полимера после экспозиции в МП.

3. Выявлены факторы, усиливающие и ослабляющие МПЭ в полимерах: изотермический отжиг образцов частично подавляет магнитопластический эффект; с помощью механической деформации, например, одноосного растяжения, можно увеличить чувствительность пластических свойств полимеров к импульсу магнитного поля.

4. Существенную роль в формировании МПЭ в линейных аморфных полимерах играет активация различных процессов молекулярной подвижности (релаксационных переходов). В частности, «размораживание» термоактивированного вращения боковых групп (у-переходов) ведет к появлению и дальнейшему росту (с ростом температуры) чувствительности пластических свойств полимера к импульсу МП.

5. Выявлены объекты структуры полимеров - подвижные боковые группы (в ПММА - метальные группы СНз, в ПС - фенильные группы СбН5), на которые действует импульсное МП, стимулируя изменение пластичности.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Обнаружено влияние импульсного магнитного поля на микротвердость линейных аморфных полимеров (полиметилметакрилата и полистирола), не сводящееся к известным эффектам переориентации сегментов цепей и макромолекул, и установлены закономерности магнитопластических эффектов в импульсном магнитном поле до 30 Тл.

2. Импульсные магнитные поля с В = 2 -г 30 Тл и длительностью импульса х ~ 10-4 с обратимо изменяют пластичность аморфных линейных полимеров ПММА и ПС, в то время как постоянные МП за гораздо большее время действия (» 1 с) не вызывают изменения микротвердости. Следовательно, одного только наличия МП недостаточно для изменения микротвердости полимеров, а необходимым условием является изменение МП во времени.

3. Обнаружено, что влияние импульсного МП сводится к совместному действию МП и вихревого ЭП. При этом насыщение магнитопластического эффекта достигается при таком числе импульсов, при котором суммарная сообщенная энергия (от магнитного поля - магнитным моментам структуры, а от ЭП -дипольным моментам) становится сопоставимой с энергией активации вращения боковых групп. Термодинамическая роль импульсных магнитных полей сводится к передаче энергии элементам молекулярной структуры и ее возбуждению в неравновесные состояния, из которых она самопроизвольно релаксирует. Установлено, на примере ПММА, что вихревое ЭП может быть заменено внешним переменным ЭП с эквивалентными параметрами по длительности, амплитуде и количеству импульсов.

109 растяжением.

5. Выявлены объекты в структуре аморфных линейных полимеров - подвижные боковые группы (в ПММА - метальные группы СНз, в ПС -фенильные группы С6Н5), действие магнитного поля на которые способно через создание упорядочения или корреляций во вращении влиять на макропластичность. В отсутствии подвижных боковых групп (например, у поливинилхлорида) эффекты влияния импульсного МП на микротвердость не наблюдаются.

110

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Ликсутин, Сергей Юрьевич, Тамбов

1. Родин Ю.П. Постоянные магнитные поля и физико-механические свойства полимеров // Механика композит, матер., 1991, № 3, С. 490-503.

2. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б. Влияние слабого магнитного поля на состояние структурных дефектов и пластичность ионных кристаллов. // ЖЭТФ. 1999. Т. 115. № 2. С. 605-624.

3. Осипьян Ю.А., Головин Ю.И., Лопатин Д.В., Моргунов Р.Б., Шмурак С.З. Влияние импульсного магнитного поля на микротвердость монокристаллов Сбо // Письма в ЖЭТФ, 1999, Т. 69, № 2, С. 110-113.

4. Электрические явления при облучении полимеров // А.П. Тютнев, А.В. Ванников, Г.С. Мингалеев, B.C. Саенко. М.: Энергоатомиздат, 1985,176 с.

5. Lasarov S.N., Homic A.A., Ljashko T.V., Lapinsky V.V., Some thermodynamical characteristics of polyethylene crystallized in impulse magnetic field // Болг. физ. журнал, 1988, V. 15, №6, P. 600-608.

6. Назаров C.H., Велев В.Л., Николов Н.П. Термо-магнитна модификация на полиетилен // Науч. тр. Пловдив, университет. Физ., 1986, Т. 24, № 1, С. 75-82.

7. Песчанская Н.Н., Суровова В.Ю., Якушев П.Н. О влиянии постоянного магнитного поля на кинетику деформации полимеров // Физика твердого тела. 1992. Т. 34. №7. С. 2111-2117.

8. Песчанская Н.Н., Якушев П.Н. Ползучесть полимеров в постоянном магнитном поле // Физика твердого тела. 1997. Т. 39. № 9. С. 1690-1692.

9. Леднев В. В. Биоэффекты слабых комбинированных, постоянных и переменных магнитных полей // Биофизика. 1996. Т. 41. Вып. 1. С. 224-232.

10. Muller А.С., Olsen L.F. Effect of Magnetic Fields on an Oscillating Enzyme Reaction // J. Am. Chem. Soc. 1999. 121. P. 6351-6354.111

11. Жорин В.А., Мухина Л.Л., Разумовская И.В. Влияние магнитной обработки на микротвердость полиэтилена и полипропилена // Высокомолекулярные соединения (серия Б). 1998. Т. 40. № 7. С. 1213-1215.

12. Альшиц В.И., Даринская Е.В., Петржик Е.А. Магнитопластический эффект в монокристаллах алюминия // ФТТ. 1992. Т. 34. № 1. С. 155-158.

13. Дацко О.И., Алексеенко В.И. Внутреннее трение в магнитообработанном материале с дислокациями // ФТТ. 1997. Т. 39. № 7. С. 1234-1236.

14. Дацко О.И., Алексеенко В.И., Шахова АД. Релаксационные процессы в структуре оловянистой бронзы, обработанной импульсами слабого магнитного поля // ФТТ. 1996. Т. 38. № 6. С. 1799-1804.

15. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Баскаков A.A., Бадылевич М.В., Шмурак С.З. Влияние магнитного поля на пластичность, фото- и электролюминесценцию монокристаллов ZnS // Письма в ЖЭТФ. 1999. Т. 69. № 2. С. 114-118.

16. Альшиц В.И., Даринская Е.В., Перекалина Т.М., Урусовская A.A.

17. О движении дислокаций в кристаллах NaCl под действием постоянного магнитного поля // ФТТ. 1987. Т. 29. № 2. С. 467-470.

18. Головин Ю.И., Казакова О.Л., Моргунов Р.Б. Подвижность дислокаций в монокристаллах NaCl в постоянном магнитном поле // ФТТ. 1993. Т. 35. № 5.1. С. 1384-1386.

19. Белозерова Э.П., Светашов A.A., Красников В.Л. Влияние магнитного поля на амплитудную зависимость внутреннего трения щелочно-галоидных кристаллов // Изв. РАН. Сер. физ. 1997. Т. 61. № 2. С. 291-297.

20. Урусовская A.A. Альшиц В.П., Смирнов А.Е., Беккауер H.H. О влиянии магнитного поля на предел текучести и кинетику макропластичности кристаллов LiF // Письма в ЖЭТФ, 1997. Т. 65. № 6. С. 470-474.112

21. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б. Влияние постоянного магнитного поля на скорость макропластического течения ионных кристаллов // Письма в ЖЭТФ. 1995. Т. 61. №7. С. 583-586.

22. Гуль В. Е., Садых-заде С. М., Грифель Б. Ю., Абдуллаев Н. А., Вечхайзер Г.В. Изучение релаксационных переходов в полимерах при воздействии магнитных полей // Механика полимеров. 1971. № 4. С. 611-614.

23. Гаранин Д. А., Лутовинов В. С., Лучников А. П., Сигов А. С., Шермухамедов А. Т. Влияние магнитного поля на релаксационный пик диэлектрических потерь в полимерах//ФТТ 1990, Т. 32, №4, С. 1172-1176.

24. Молчанов Ю. М., Кисис Э. Р., Родин Ю. П. Структурные изменения полимерных материалов в магнитном поле // Механика полимеров. 1973. № 4. С. 737-761.

25. Акутин М. С., Егорова А. Н., Андрианов Б. В., Рекус Г. Г., Говор А. И. Прочность сшитых полимеров при отверждении в магнитном поле // Пласт, массы, 1974, № 12, С. 49.

26. StaerkH., Kuhnile W., Treichel R., Weller A. Magnetic field dependence of intermolecular exiplex formation in polymethylene-linked A—D systems // Chem. Phys. Letters. 1985. Vol. 118, N 1. P. 19-24.

27. Morila Й, Higasayuma /., Yamaoka T. Magnetic field effect of photocrosslinking reaction of bromo- and chloromethylated polystyrene // Chem. Letters. 1986. N 6. P. 963-966.

28. Turro Nicholas I., Arora Kartar S. Magnetic effects on photoinduced emulsion polymerization. Effects of lanthanide ion addition//Macromolecules. 1986. Vol. 19,1. N 1. P. 42-46.

29. Голубкова H. А. Худяков И. В., Топчиев Д. А., Бучаченко А. Л. Магнитный эффект при фотополимеризации инициированной диацетатоуранилом // Докл. АНиз

30. СССР. 1988. Т. 300, № 1. С. 147-151.

31. Лущейкин Г. А. Полимерные электреты. М.: Химия, 1984' 183 с.

32. Белый В. А., Снежков В. В., Батаев Ю. В., Воронежцов Ю. И., Голь-даде В. А., Пинчук Л. С. Электрическая поляризация полиэтилена в постоянном магнитном поле // Докл. АН СССР. 1986. Т. 290, № 2. С. 373-375.

33. Ферри Дж. Вязко упругие свойства полимеров. М.: Химия, 1963,216 с.

34. Бовей Ф. Действие ионизирующих излучений на природные и синтетические полимеры. М.: Химия, 1969, 183 с.

35. Гуль В.Е., Царский Л.Н., Майзель Н.С., Шенфиль Л.З., Журавлев B.C., Щибря Н.Г. Электропроводящие полимерные материалы. М., 1968,128 с.

36. Бучаченко А. Л. Химическая поляризация электронов и ядер. М.: Наука, 1974. 246 с.

37. Бучаченко А. Л. Магнитные эффекты в химических реакциях // Успехи химии. 1976. Т. 45, вып. 5. С. 761-792.

38. Франкевич Е. Л. О возможном механизме влияния магнитного поля на свойства диамагнитных твердых тел, кристаллизующихся из расплава // Теорет. и эксперим. химия, 1977. Т. 13, № 5. С. 690-693.

39. Дорофеева Т. В., Краев А. В., Шклярова Е. И., Григоров Л. Н. Аномальные электрические и магнитные свойства тонких пленок облученного полиоктилметакрилата // Высокомолекуляр. соед., Серия Б, 1998, Т .40, № 4,1. С. 682-684.

40. Мирошниченко Ф. Д., Мирошниченко В. Ф., Стадник А. Д. Упрочнение полимеров магнитным полем // Исследования по молекулярной физике твердого тела. Киев, 1976. С. 141-143.

41. Акутин М. С. Алиева С. М. Рекус Г. Г., Говор А. И. Изменение свойств114полиэтилена низкой плотности при воздействии ПМП // Средства автоматизации производственных процессов в химической промышленности. М., 1975. С. 141-147.

42. Акутин М. С., Алиева С. М., Рекус Г. Г., Говор А. И. Термомагнитная обработка полиэтилена высокой плотности // Средства автоматизации производственных процессов в химической промышленности. М., 1975. С. 148-151.

43. Белый В. А., Снежков В. В., Безруков С. В., Воронежцов Ю. К, Голь-заде В. А., ПинчукЛ. С. О структурной упорядоченности расплавов полиэтилена в магнитном поле // Докл. АН СССР. 1988. Т. 302, № 2. С. 355-357.

44. Стадник А. Д., Мирошниченко Ф. Д. К вопросу о нестабильности свойств диэлектриков // Физика твердого тела. Вып. 7, 1977. С. 29-30.

45. Мирошниченко Ф. Д., Стадник А. Д. Эффекты воздействия постоянных магнитных полей на макромолекулы //Биофизика. 1976. Т. 21, № 1. С. 178-179.

46. Маре Г., Драсфельд К. Биомолекулы и полимеры в сильных постоянных магнитных полях // Сильные и сверхсильные магнитные поля и их применения. М.: Наука, 1988. С. 180-262.

47. Дорфман Я. Г. Магнитные свойства и строение вещества. М.: Наука, 1955.376 с.

48. Дорфман Я. Г. Диамагнетизм и химическая связь. М.: Наука, 1961. 231 с.115

49. Садыкова А. Ю., Аминова Р. М., Латыпова А. С. Теоретические оценки магнитной восприимчивости молекул в аддитивном приближении // Высокомолекуляр. соединения. Сер. Б. 1987. Т. 29, № 1. С. 375-378.

50. Ania F., Balta Calleja F. J. Diamagnetic properties of polyethylene. 1. Dependence of temperature and defect content // J. Macromolecular Sci. 1983. В 22, N 3.1. P. 451-461.

51. Ania F., Balta Calleja F. J. Diamagnetic properties of polyethylene. 2. Analysis of phase contributions // Polymer Bull. 1985. Vol. 13, N 4. P. 379-384.

52. Дорфман Я. Г. О специфике воздействия магнитных полей на диамагнитные молекулы в растворах // Биофизика, 1962. № 7. С. 733-734.

53. Родин Ю. П. Молчанов Ю. М. Поведение макромолекул атактического полистирола в однородном постоянном магнитном поле // Механика композит, материалов. 1982. № 4. С. 671-678.

54. Перов Б. В., Гудшюв М. М. Ориентированное органическое стекло. М.: Химия, 1961,49 с.

55. Степанов В. А., Песчанская Н. Н., Шпейзман В. В. Прочность и релаксационные явления в твердых телах. JL: Химия, 1984, 245 с.

56. Антипов Е.М., Поликарпов В.М., Волков В.В., Френкин Э.И. Исследования структуры ориентированных полимеров // Высокомолек. соед., 1991, Т. 33А, № 10, С. 2135-2144.

57. Берштейн В.А., Егоров В.М. Изучение релаксационных переходов в полиметилметакрилате // ФТТ, 1984, Т. 26, № 7, С. 1987-1993.

58. Песчанская Н. Н., Якушев П. Н., Синани А. Б. Изменения в ступенчатой деформации полимерного композита под влиянием слабых силового и магнитного полей // ФТТ, 1998, Т. 40, № 4, С. 681 -683.116

59. Песчанская Н. Н., Якушев П. Н., Христова Ю., ТоплийскаА. Изменения в скорости ползучести полимеров в постоянном магнитном поле // Высокомолекул. соед. 1993, Т. А35, № 9, С. 1493-1497.

60. Родин Ю. П. Молчанов Ю. М. Ориентация молекул эпоксидных олигомеров а однородном постоянном магнитном поле // Механика композит, материалов. 1982. №6. С. 1056-1059.

61. Акутин М. С, Егорова А. К, Андрианов Б. В., Реку с Г. Г., Говор А. И. Прочность сшитых полимеров при отверждении в магнитном поле // Пласт, массы. 1974. № 12. С. 49.

62. Молчанов Ю. М., Мартьшенко О. П., Родин Ю. П. Влияние неоднородного магнитного поля на структуру эпоксидного композита // Механика полимеров. 1978. № З.С. 537-539.

63. Молчанов Ю. М., Родин Ю. П., Кисис Э. Р. Некоторые особенности структурных изменении эпоксидной смолы под воздействием магнитных полей // Механика полимеров. 1978. № 4. С. 683-587.

64. Манько Т. А., КвашаА. Н., Соловьев А. В., Щенева В. Б., Ермолаев И. М. Структурные исследования эпоксидных полимеров, отвержденных в постоянном магнитном поле // Механика композит, материалов. 1984. № 4. С. 589-592.

65. Родин Ю. П., Молчанов Ю. М. Влияние конформационных изменений, вызванных воздействием однородного постоянного магнитного поля на процессы отверждения эпоксидной смолы // Механика композит, материалов. 1988. № 3.1. С. 497-502.

66. Кваша А. Н., Манько Т. А., Рябовол А. А., Соловьев А. В., Ермолаев И. М. Изменение объемного электросопротивления полимеров, отвержденных в постоянном магнитном поле // Механика композит, материалов. 1980. № 6. С. 1111-1113.117

67. Стадник А. Д., Мирошниченко Ф. Д. О влиянии магнитного поля на некоторые свойства полимеров // Исследования по молекулярной физике и физике твердого тела. Киев, 1976. С. 146-149.

68. Макаров О. //., Конюхов А. Ф. К вопросу о механизме структурных изменений полимеров, отвержденных в магнитном поле // Свойства, переработка и области применения армированных полимерных материалов. JL, 1978. С. 48-51.

69. Макаров О. Н., Тоноян А. О. Кинетика отверждения эпоксидного олигомера, прошедшего магнитную обработку // Тез. докл. I Всесоюз. симп. по макроскоп, кинетике и хим. газодинамике. Черноголовка, 1984. Т. 1, ч. 1. С. 115.

70. Манько Т. A., Keauia А. Н., Назаренко 3. Б., Соловьев А. В., Ермолаев И. М. Особенности структурных изменений фенолоформальдегидной смолы под воздействием магнитного поля // Механика композит, материалов. 1980. № 6.1. С.1113-1114.

71. Френкель Р. Ш., Пономарев В. С. Влияние внешнего магнитного поля на цис-транс-изомеризацию полибутадиенового каучука // Высокомолекуляр. соединения. Сер. Б. 1976. Т. 18. № 7. С. 505-506.

72. Семенов А.Я, Хохлов А.Р. Жидкокристаллическое упорядочение в растворах жесткоцепных макромолекул при наличии внешнего поля // Высокомолекуляр. соединения. Сер. А. 1982. Т. 24, № 8. С. 1447-1450.

73. Samulski Е. Т., Tobolsky А. V. Some unusual properties of poly(y-benzyl-L-glutainate) films cast in strong magnetic fields // Macromolecules. 1968. Vol. 21. N6. P. 555-557.

74. Кольцов А. П., Белькевич H. Г., Грибанов А. В., Папков С. П., Френкель С. Я. Ориентация молекул полимера и растворителя в растворах поли-п-бензамида под действием магнитного поля // Высокомолекуляр. соединения. Сер. Б. 1973. Т. 15,1189. С. 645-646.

75. Тальрозе Р. В., Шибаев В. П., Платэ П. А. Термотропные жидкокристаллические полимеры в электрических и магнитных полях // Высокомолекуляр. соединения. Сер. А. 1983. Т. 25, № 12. С. 2467-2487.

76. Цветков В. П., Коломиец JI. П., Степченков А. С., АлитовГ. В., БилибинА. Ю., Скороходов С. С. Упругие деформации полимерных жидких кристаллов в магнитном и электрическом полях // Высокомолекуляр. соединения. Сер. А. 1989 Т. 31. №4. С. 707-710.

77. Миг thy N. S. Liquid crystallinity in collagen solutions and magnetic orientation of collagen fibrilles // Biopolymers. 1984. Vol. 23. N 7. P. 1261-1267.

78. Yamagishi A., Takeuchi Т., Dale M., Higashi T. Polymerization of biological molecules under high magnetic fields // Physica. B. 1989. Vol. 155, N 1-3. P. 433-436.

79. Феклина Л. И., Стадник А. Д., Барановский В. М. О влиянии термомагнитной обработки на структуру и теплофизйческие свойства поливиниленфторида // Пром. теплотехника. 1984. Т. 6. №5. С. 57-59.

80. Марихин В.А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полимеров. Д.: Химия, 1977, 240 с.119

81. Энциклопедия полимеров. M.: Советская энциклопедия. Т. 1, 1972, 122 е.; Т. 2, 1974, 1032 с.

82. Липатов Ю.С., Нестеров А.Е., Гриценко Т.М., Веселовский P.A. Справочник по химии полимеров. Киев, «Наукова думка», 1971, 536 с.

83. АскадскийА.А., Слонимский Г.Л., Китайгородский А.И. Надмолекулярная структура аморфных полимеров // Высокомолек. соед., 1974, T. 16А, № 2, с. 424-430.

84. Привалко В.П., Липатов Ю.С. Влияние частоты сетки зацеплений на коэффициент упаковки макромолекул// Высокомолек. соед., 1976, T. 18А, № 5, С.991-996.

85. Каргин В. А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. M.: Химия, 1967, 230 с.

86. Longman G. W., Sheldon R.P., Wignall G.D. II J. Mater. Sei., 1976, V. 11, № 7, P. 1336-1339.

87. Бохян Э.Б., Овчинников Ю.К., Маркова Г.С. Образование упорядоченных микрообластей в структуре аморфных полимеров // Высокомолек. соед., 1974, T. 16А, №2, с. 376-384.

88. Техника электронной микроскопии. Под ред. Д. Кэя. Пер. с англ. под ред. В.М. Лукьяновича. М.: Мир, 1965, 407 с.

89. Структура волокон. Под ред. Д.В.С. Херла и Р.Х. Петерса. Пер. с англ. под ред. Н.В. Михайлова. М.: Химия, 1969,400 с.

90. Сакурада И., Ито Т., Накамае К. Структура упорядоченных областей в линейных полимерах // Химия и технология полимеров, 1964, № 10, С. 19-35.

91. Гинсбург Б.М., Курбанов КБ., Леоско Е.А. Исследование механических деформаций кристаллических полимеров // Высокомол. соед., 1974, T. 16А, № 6, С. 1317-1323.120

92. Гинсбург Б.М., Курбанов КБ., Туйчиев Ш. Деформация кристаллических областей полимера // Механика полимеров, 1973, № 4, С. 579-583.

93. Olf H. G., Peterlin A. Analysis of NMR Spectra of Oriented Polymers // J. Polym. Sei., 1971, Part A2, V. 9, № 8, P. 1449-1469.

94. Зубов Ю.А., Цванкин Д.Я., Маркова Г.С. Изменения структуры ориентированных полимеров при температурной обработке // ДАН СССР, 1964, Т. 157, № 4, С. 948-950.

95. Брусенцова В.Г., Герасимов В.И., Бакеев Н.Ф. II Высокомол. соед., 1973, T. 15А, № 8, С. 1874-1880.

96. Олейник Э.Ф., Саламатина О.Б., Руднев С.H., Шеногин C.B. Новый подход к пластической деформации стеклообразных полимеров // Высокомолек. соед., 1993, Т. 35, № 11, С. 1819-1849.

97. Магафуров И.Ш., Тополкараев В.А., Маркарян P.E., Коварский А.Л., Олейник Э.Ф. II Высокомолек. соед. Б. 1991. Т. 32. № 2. С. 147-151.

98. ЛиДж. М. Металлические стекла // под ред. Гилман Дж. Дж., Лимми X. Дж. М.: Металлургия, 1984.

99. Гуль В. Е., Садых-заде С. М., Трифель Б. Ю., Абдуллаев Н. А., Вечхайзер Г. В. Изучение релаксационных переходов в полимерах при воздействии магнитных полей //Механика полимеров. 1971. № 4. С. 611-614.

100. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М.: Химия, 1992, С. 241-260.

101. Тагер A.A. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1978, 544 с.

102. Боярская Ю.С., Грабко Д.З., Кац М.С. Физика процессов микроиндентирования. Кишинев: Штиинца, 1986, С. 294.

103. Перов Б.В., Осикина Е.С., Волкова В.П. Одноосная ориентация аморфных121полимеров в механическом поле // Механика полимеров. 1971. № 1. С. 17-22.

104. Перов Б.В., Осикина Е.С., Куклин Э.А. Двухосная ориентация аморфных линейных полимеров // Механика полимеров. 1971. № 4. С. 586-593.

105. Herlach F., Knoepfel H., Luppi R., Van Montfoort J.E. Proc. Conf. Megagauss Magnetic Field Generation By Explosives and Related Experiments, Euratom, Brussels, 1966.

106. Кнопфелъ Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. Пер. с англ. М.: Мир, 1972. С. 391.

107. Головин Ю.И., Тюрин А.И. О динамике и микромеханизмах начальной стадии погружения индентора при микроиндентировании кристаллов // Физика твердого тела, 1995, Т. 37, № 5, С. 1562-1565.

108. Карнаухов A.B. Диссипативный резонанс и его роль в механизмах действия электромагнитного излучения на биологические и физико-химические системы // Биофизика. 1997. Т. 42. Вып. 4. С. 971-978.

109. Карнаухов A.B. Диссипативные структуры в слабых магнитных полях // Биофизика. 1994. Т. 39. Вып. 6. С. 1009-1014.

110. Николис Г., Пригожий И. Познание сложного. М.: Мир, 1990. 342 с.

111. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Влияние импульса сильного магнитного поля на механические свойства полиметилметакрилата // Высокомолекулярные соединения, 1998, Т. 40Б, № 2, С. 63-65.

112. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Термодинамические и кинетические аспекты влияния импульсного магнитного поля на микротвердость полиметилметакрилата // Высокомолекулярные соединения, 2000, T. 42А, Ks 2, С.277-281.

113. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Изменение микротвердости122полиметилметакрилата, вызванное импульсом магнитного поля // Вестник Тамбовского университета (серия естественно-техническая). 1997. Т. 2. № 3. С.283-285.

114. Ликсутин С.Ю. Исследование влияния импульсного магнитного поля на микротвердость полимерных стекол // Вестник Тамбовского университета (серия естественно-техническая). 2000. Т. 4. № 4. С. 492-495.

115. Головин Ю.И, Моргунов Р. Б., Ликсутин С.Ю. Разупрочнение полиметилметакрилата, вызванное импульсным магнитным полем // Сборник трудов XXXV семинара «Актуальные проблемы прочности». Псков. 1999. Ч. 1. С. 3-7.

116. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Ликсутин С.Ю. Влияние магнитного поля на пластичность полиметилметакрилата // Тезисы докладов конференции преподавателей и аспирантов ТГУ им. Державина. Тамбов. 1998. С. 33.

117. Golovin Yu.L, Morgunov R.B., Liksutin S.Yu. Magnetosensitive physicochemical processes influencing plasticity of polymers and fullerites // EURO Material Research Society