химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

следствием перевода полимера в адсорбционный слой с большой поверхностью раздела. Необходимая для этого работа преодоления сил поверхностного натяжения полимера вносит дополнительный вклад в суммарную работу разрушения материала. На рис. 2 показано, что упрочняющее действие наполнителя зависит от его природы и степени Н.

Существуют нек-рые специфич. особенности в механизме упрочнения эластомеров и жестко-цепных линейных и сетчатых полимеров. В частности, существенное упрочнение эластомеров достигается при использовании высокодисперсных наполнителей, преимущественно сажи, прочные первичные агрегаты к-рой создают в среде эластомера цепочечные структуры (см. также Наполнители резин). Действие этих структур объясняется гл. обр. тем, что их элементы являются той матрицей, на к-рой ориентирована макромолекула. Чем больше развита цепочечная структура, тем в большей степени проявляется ее ориентирующее и упрочняющее действие. Образующиеся в ходе смешения хао-тич. связи каучук — наполнитель при деформации под напряжением разрываются и вновь восстанавливаются в новых положениях, закрепляя на поверхности наполнителя макромолекулы каучука, частично ориентированные в направлении действия напряжений. В ре^ зультате происходит выравнивание местных перенапряжений. Чем выше прочность связи каучук — наполнитель, тем значительнее эффект упрочнения. Однако эта зависимость наблюдается лишь до определенных значений адгезии между каучуком и поверхностью наполнителя, не превышающих тот предел, при к-ром разрушение материала происходит преимущественно на границе раздела. В этом случае одновременно образуются многочисленные очаги разрушения, что сопровождается повышенным рассеянием энергии при деформации. Разрушение происходит скачкообразно от одной поверхности раздела каучук — наполнитель к другой по зигзагообразной линии. Т. о., повышение прочности резин при Н. обусловлено прежде всего выравниванием напряжений в ходе деформации и удлинением пути разрушения, а следовательно, и увеличением работы разрушения. Дополнительный вклад в упрочнение вносит повышенный механич. гистерезис наполненных резин, обусловленный энергией, к-рая выделяется при разрыве физич. связей между наполнителем и каучуком, уменьшением подвижности макромолекул у поверхности наполнителя, а также разрушением агломератов частиц и цепочечных структур последнего. Вследствие более высокого механич. гистерезиса степень релаксации напряжения наполненных резин в области больших деформаций перед вершиной разрастающейся трещины всегда больше, чем в нена-полненных.

Влияние дискретного наполнителя на прочность жесткоцепных полимеров м. б. объяснено с точки зрения статистич. теории распределения внутренних дефектов в твердом теле. Упрочняющее действие наполнителя связано с изменением условий перенапряжения на краях трещин, с релаксацией напряжений и перераспределением их на большее число центров прорастания микротрещин. Это должно увеличивать среднее напряжение, ведущее к разрушению тела. Микротрещина, развиваясь в наполненном полимере, может «упереться» в наполнитель и, следовательно, ее дальнейшее развитие будет требовать повышения напряжения. Чем больше концентрация наполнителя в полимере, тем больше создается препятствий для развития трещин; благодаря этому тормозится процесс разрушения. Кроме того, в тонких слоях полимера, согласно статистич. теории прочности, число дефектов, приводящих к разрушению, должно быть меньше; в определенных пределах увеличение прочности пропорционально уменьшению толщины слоя полимера.

В случае систем, содержащих большое количество дисперсных наполнителей, их частицы образуют, как и в наполненных резинах, непрерывную коагуляцион-ную структуру, пронизывающую весь объем. Т. обр,, наполненная система состоит из первичной структуры, к-рую образуют частицы наполнителя, и вторичной, создаваемой макромолекулами, ориентированными на поверхности этих частиц и образующими поверхностный слой с измененными свойствами. Это приводит к повышению прочности и одновременному увеличению жесткости композиции в тем большей степени, чем выше дисперсность и асимметрия частиц наполнителя. Предельно возможное Н. определяется из условий сохранения формуемости материала и минимальной толщины граничного слоя. Оно может быть повышено при увеличении размеров частиц наполнителя или изменения распределения частиц по размерам. На этом основано, в частности, получение таких высокона-полненных материалов как графитопласты, аман (см. Антифрикционные полимерные материалы), полимер-бетон.

В случае наполнения (армирования) волокнами, применяемыми в виде ровницы, матов, тканей и др., в механизме упрочнения все большую роль начинают играть макроструктура наполнителя и его прочностные свойства. Роль полимерного связующего в таких , материалах сводится к обеспечению равномерности нагружения и одновременной работы всех волокон в материале. Связующее склеивает волокна и защищает их от воздействия внешней среды. Первостепенное значение приобретает прочность адгезионного взаимодействия между полимером и наполнителем. В процессе деформации волокно удлиняется и одновременно уменьшается в диаметре. При этом оно должно или оторваться по всей поверхности от окружающей его пленки связующего, или растянуть эту пленку. В плоскости, перпендикулярной приложенной силе, создается растягивающее напряжение, препятствующее удлинению волокна. Значение напряжения определяется адгезией полимера к поверхности наполнителя и свойствами граничной пленки полимера. Следовательно, для разрушения материала необходимо преодолеть не только суммарную прочность волокон, но и силы, препятствующие уменьшению их диаметра. Эти силы тем больше, чем выше упругие свойства полимера.

Хотя высокая адгезия между жесткоцепным полимером и наполнителем — одно из условий получения упрочненного материала, повышение адгезионного взаимодействия допустимо лишь в определенных пределах, поскольку оно сопровождается увеличением жесткости системы. Это приводит к возрастанию и «замораживанию» в материале остаточных напряжений (термич. и усадочных), понижающих его физико-механические свойства.

Лит.: Липатов Ю. С, Физико-химия наполненных

полимеров, Киев, 1967; Липатов Ю. С, Сергеева Л. М., Адсорбция полимеров, Киев, 1972; Современные

композиционные материалы, под ред. Л. Браутмана и Р. Крока,

пер. с англ., М., 1970; Усиление эластомеров, под ред. Г. Крауса, пер. с англ., М., 1968; Попов В. А., Производство и

переработка пластмасс, синтетич. смол и стеклянных волокон,

№ 10, ЦНИИТЭХИМ, М., 1968; Андреевская Г. Д.,

Высокопрочные ориентированные стеклопластики, М., 1966;

Л у к о м с к а я А. И., Колл. ж. 23, в. 4, 428 (1961); Муллинз Л., Кауч. и рез., Ms 10, 20 (1970); Ц е т л и н Б. Л.

LH др.], ДАН, 114, Ms 1, 146 (1957). Ю.С. Липатов.

НАПОЛНЕННЫЕ КАУЧУКИ (filled rubbers, ge-ullte Kautschuke, caoutchoucs charges). В данной статье рассматриваются смеси каучуков с нефтяными минеральными маслами (маслонаполненные каучуки), сажей (саженаполненные каучуки), с теми и др. одновременно (сажемаслонаполненные каучуки), а также менее распространенные смеси каучуков с синтетич. пластиками или лигнином.

Н. к. изготовляют гл. обр. на основе наиболее массовых синтетич. каучуков общего назначения — бута-диен-стирольных, синтезируемых эмульсионной полимеризацией при низких темп-рах, и стереорегулярных бутадиеновых. Кроме того, производят наполненные изопреновые, этилен-пропиленовые, бутадиен-стироль-ные (получаемые полимеризацией в р-ре) каучуки, бутадиеновые каучуки эмульсионной полимеризации, бутилкаучук и др. При получении Н. к. указанные выше ингредиенты смешивают с каучуками, как правило, в технологич. процессе производства последних.

Маслонаполненные каучуки

Введение масел в каучуки приводит к повышению их пластичности (понижению вязкости по Муни), что обусловливает улучшение технологич. свойств каучуков при переработке (см. Пласто-эластические свойства). Благодаря этому для изготовления маслонаполнен-ных каучуков м. б. использованы полимеры с высокой мол. массой, что позволяет, несмотря на введение масла, получать резины с достаточно хорошими технич. свойствами. Применение маслонаполненных каучуков дает также значительный экономич. эффект, поскольку часть полимера заменяется в них более дешевым маслом. Ассортимент этих Н. к. (табл. 1—4) отличается большим разнообразием (далее в таблицах и в тексте

Таблица 3. Основной ассортимент зарубежных маслонаполненных стереорегулярных бутадиеновых каучуков

Марка каучука Страна Тип масла Количество масла, мае. ч. Вязкость каучука по Муни при 100°С

Америпол СВ-441 США Высокоарома-

тическое 37,5 35

Америпол СВ-442 » Нафтеновое 50 30

Полисар Тактин-125 0 Канада Высокоарома-

тическое 50 35

Полисар Тактин-1251 » Нафтеновое 50 30

Полисар Тактин-1252 » Высокоарома-

тическое 37,5 35

Карифлекс BR-1251 Франция Нафтеновое 50 25-35

Нипол BR-1441 Япония Высокоарома-

тическое 37,5 35

Нипол BR-1442 » Нафтеновое 50 30

количество ингредиентов указано в расчете на 100 мае. ч. каучука).

В производстве Н. к. применяют минеральные масла трех типов: 1) парафиновые, в состав к-рых входят гл. обр. парафиновые углеводороды; 2) нафтеновые, содержащие в основном циклопарафины; 3) ароматические, состоящие преимущественно из конденсированных ароматич. соединений. К высокоароматич. обычно относят масла, содержащие не менее 80% ароматич. углеводородов. Выбор типа масла определяется его совместимостью с полимером, влиянием на технологич. свойства смесей и технич. показатели резин, а также стоимостью и доступностью. К важным характеристикам масел относятся также темп-ры их вспышки и застывания, определяющие безопасность и удобство применения масел при получении Н. к. Лучшей совместимостью с бутадиен-стироль-ными каучуками обладают ароматич. масла; с бутадиеновыми и этилен-пропиленовыми — парафиновые и нафтеновые масла. На совместимость с каучуком влияет также структура углеводородов (напр., число колец в молекуле, длина боковых цепей), входящих в состав масла. Та

страница 93
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)" (22.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
посуда фислер купить
Предлагаем приобрести в КНС Нева geforce gtx 1070 цена - 10 лет надежной работы! Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.
информационная табличка компании
управляющие модули асм арктика купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.03.2017)