химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

л ьмир А. С, П а в .те н к о В. Ф., Пономарев А. Г.,

Применение композиционных материалов в авиационных конструкциях, Механика полимеров, J\fi 1, 105 (1972); Композиционные материалы в конструкции летательных аппаратов, пер.

с англ., М., 1975. И. П. Хорошилова.

УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ полимеров (impact strength, Schlagzahigkeit, resistance au choc) — показатель, характеризующий сопротивление полимеров ударным нагрузкам и выражаемый работой, затрачиваемой на разрушение при ударе. Обычно измерения У. в. проводят при ударном изгибе образца в виде балки, к-рая либо свободно лежит на двух опорах (ГОСТ 4647— 69), либо консольно закреплена (ГОСТ 19109—73, см. Испытания пластических масс). Ударная вязкость а равна работе разрушения АА, отнесенной к единице площади поперечного сечения образца:

где Ъ и h — ширина и толщина образца соответственно. Размерность У. в.— кдж/м2 (в системе СИ) или кгс -см/см2.

У. в. определяется как прочностными, так и деформационными свойствами материала, поскольку работа разрушения представляет собой интеграл напряжений о по деформациям I:

а= \ a dl = cOpZp (2)

о

где 1Р— предельная деформация при ударе, ар — ударная прочность, с — коэффициент, значения к-рого определяются видом диаграммы о—I и изменяются от 0,5 до 1. Отсюда ясно, что неверно отождествлять У. в. с ударной прочностью.

При хрупком разрушении (малые значения 1р, см. Хрупкость) У. в. мала; при переходе от хрупкого разрушения к пластическому У. в. резко увеличивается.

Влияние на У. в. темп-ры, состава и структуры материала также зависит от того, как эти факторы влияют на Ор и 1Р. При повышении темп-ры ар уменьшается, а Zp растет, и их произведение (интеграл) может изменяться по-разному. Наполнение упрочняет материал, но уменьшает его предельную деформируемость, пластификация — наоборот. Большие значения У. в., как видно из ф-лы (2), означают, что материал и достаточно прочен, и эластичен, а малые значения — что материал либо непрочен, либо очень хрупок.

При высокой пластичности материала (напр., в случае нек-рых термопластов) определение У. в. затруднительно: образцы при ударе не разрушаются, а лишь прогибаются. В таких случаях У. в. а„ определяют на образце с надрезом, сделанным примерно на 1/3 его толщины. Отношение K~aja наз. коэффициентом ослабления. В общем случае при наличии надреза разброс значений при определении У. в. значительно меньше, чем без надреза, т. к. фиксируется очаг разрушения.

Разрушение пластичных материалов можно осуществить и без надреза, путем многократного ударного изгиба, определяя зависимость а от числа ударов; при этом материал характеризуется значением ам, соответствующим определенному числу ударов (обычно порядка 105—10е). Отношение ам/а характеризует сопротивление утомлению при ударе; при 5 -Ю8 ударах его значение может изменяться от 0,001 до 0,3. Состав материала меньше влияет на аи, чем на а. В таблице приведены значения У. в. нек-рых пластмасс.

У. в., в отличие от прочности, может служить лишь для сравнительной оценки материалов и не используется в инженерных расчетах. Ее значение сильно зависит не только от формы и размеров образца, но и от геометрич. схемы испытания. Так, при повороте стандартного бруска на 90° значение а изменяется в 1,5—2 раза. Менее чувствительна к габаритам поперечного сечения уд. работа ударного разрушения z:

АА 6 АА „ о

z-W-~bhT-bT ~ Стмакс где W — момент сопротивления поперечного сечения

' 2. Синтез У. э. взаимодействием образовавшегося полиуретана с агентами удлинения или разветвления цепей, гл. обр. с низкомолекулярными алифатич. или алкил ароматич. диолами:

xOCN—R"—NCO 4- жНО—R'"—ОН —>-—у OCN—R"—[—NHOCO-R'"—OCOHN-R"-]^ _ г— —NHOCO—R'"—ОН

Синтез м. б. осуществлен в одну или в две стадии. В пром-сти применяют преимущественно одностадийный способ, т. к. он более производителен и прост по аппаратурному оформлению. Кроме того, при использовании этого способа получают полимеры с воспроизводимыми свойствами. Форполимеры на основе сложных оли-гоэфиров — нестойкие соединения, тогда как синтезируемые из простых полиэфиров стабильны в условиях длительного хранения без доступа воздуха и выпускаются как товарные жидкие уретановые каучуки (см. Жидкие каучуки).

По описанной выше схеме синтезируют вальцуемые каучуки, термоэластопласты и некоторые литьевые эластомеры. Изменяя общее молярное соотношение NCO/OH, получают У. э. с разными концевыми группами в макромолекулах — изоцианатными, гидроксильными или теми и другими. Вальцуемые каучуки, синтезируемые при соотношении NCO/OHТермоэластопласты получают при большом избытке низкомолекулярных диолов, составляющем несколько моль на 1 моль гидроксилсодержащего олигомера; при этом общее молярное соотношение NCO/OH^l. Макромолекулы У. э., синтезируемых с применением небольшого избытка диизоцианатов, содержат наряду с уретановыми группами боковые аллофанатные, что обусловливает слабо разветвленное строение таких» эластомеров.

Литьевые У. э. с невысокой твердостью (ниже 65 по ТМ-2) получают с использованием низкомолекулярных триолов (триметилолпропана, глицерина), в результате чего образуются трехмерные полимеры:

СНа

—R"—NHOCO—СН2—С—СН2—OCOHN—R"— I

сн2

OCOHN—R"~

Для получения литьевых У. э. с более высокой твердостью применяются диамины [напр., 4,4'-метилен-быс-(о-хлоранилин)], реагирующие по схеме:

—R"—NCO + H2N—R""—NH2 —? —»- ~R"NHCONH—R""—NHCONHR"—

Поскольку реакцию проводят при избытке диизоцианата, между макромолекулами образуются также и би-уретовые поперечные связи. О строении аллофанатных и биуретовых связей (структур) см. Полиуретаны.

При взаимодействии форполимера с водой выделяется С02, что приводит к порообразованию:

—R"—NCO + Н20 —? —R"—NH2 + COs

Образующийся амин играет роль агента удлинения, а в определенных условиях и агента разветвления цепей. По этой реакции получают ячеистые, или микропористые, литьевые У. э. Порообразователями при их синтезе могут служить и др. соединения (см. Пенополиуретаны).

Основные типы вальцуемых и литьевых У. э. синтезируют из сложных олигоэфиров — адипинатов этилен-, диэтилен-, гексаметилен- и неопентилгликолей, а также из сополимерных олигоэфиров, напр. этиленпропи-лен- или этиленбутиленадипинатов. Наиболее часто используемый простой олигоэфир — политетраметилен-диол. Основные исходные диизоцианаты •—? 1,5-нафти-лен-, 4,4'-дифенилметан-, 2,4-толуилендиизоцианаты,

реже — 1,6-гексаметилендиизоцианат. Термоэласто-пласты получают чаще всего из полибутиленадипината, политетраметилендиола, 4,4'-дифенилметандиизоциана-та и 1,4-бутиленгликоля (агент удлинения цепи). В качестве катализаторов при синтезе У. э. применяют третичные амины или органич. соединения Sn, Fe, Си, Со.

Важнейшие условия получения У. а. с воспроизводимыми свойствами — высокая степень чистоты сырья (в нем должны отсутствовать примеси, к-рые могут влиять на скорость реакции изоцианатов с др. исходными- соединениями,— к-ты, щелочи, соединения металлов и др.), точность дозировки компонентов, строгое соблюдение условий синтеза.

Технологич. процесс получения У. э. состоит из след. операций.

1. Сушка гидроксилсодержащего олигомера в вакууме [0,7—2,0 кн/м2 (5—15 мм рт. ст.)]. При непрерывном методе сушки, обеспечивающем более высокую степень обезвоживания и лучшую воспроизводимость результатов, олигомер, нагретый до 90 °С, распыляют горячим воздухом (~150°С) и сушат в тонкой пленке.

2. Получение жидких полиуретанов непрерывным смешением исходных компонентов в смесительной головке литьевого устройства. При одностадийном способе в головку подают шестеренчатыми или др. насосами гидроксилсодержащий олигомер, агент удлинения цепи, диизоцианат и катализатор. Продолжительность реакции — несколько сек, темп-ра 60—130°С (в зависимости от рецептуры), скорость вращения мешалки — 1500—4000 об/мин. При получении У. э. в две стадии в смесительную головку подают два потока: один содержит синтезированный заранее форполимер, другой — агент удлинения цепи и катализатор (в случае получения ячеистых У. э., кроме того, эмульгатор и порообразователь).

3. Формование полученных на предыдущей стадии жидких полиуретанов в нагретых и покрытых смазкой (напр., кремнийорганич. жидкостью или озокеритом) формах или на металлич. листах, установленных ?а движущемся конвейере с регулируемыми зонами обогрева (100—130 °С). Формы, конфигурация к-рых соответствует конфигурации готовых изделий, используют для литьевых У. э., металлич. листы — для вальцуемых каучуков и термоэластопластов. Через 5— 30 мин формования получают затвердевший продукт, к-рый м. б. извлечен из формы или снят с листа.

4. Термостатирование «сырого» изделия из литьевого эластомера в течение 2—12 ч при 100—130 °С для завершения синтеза и его последующая выдержка 1 — 12 сут при комнатной температуре для получения изделия с оптимальными свойствами (пластины вальцуемых каучуков и термоэластопластов термостатируют в тех же условиях, что и «сырые» изделия из литьевых У. э., или выдерживают до 2 сут при комнатной температуре).

Структура и физические свойства. У. э. являются блоксополимерами, гибкие блоки к-рых образованы олигомерными, а жесткие — изоцианатными, диолуре-тановыми или мочевинуретановыми звеньями. В макромолекулах типичных вальцуемых и литьевых У. э. фрагменты исходных олигомеров и различные функциональные группы (уретановые, сложноэфирные и др.) распределены по основной цепи статистически. В уретановых термоэластопластах [блоксополимерах типа (АВ)„] гибкие олигомерные и жесткие диолуретановые блоки присутствуют в виде термодинамически несовместимых микрообластей (микрофаз). Жесткие блоки (кристаллич. или аморфная фаза), содержащие не менее двух молекул диола, образуют домены, распределенные в матрице гибких блоков (аморфная фаза). Ассоциация жестких блоков — причина отсутствия текучести линейных уретановых термоэластопластов при умеренных температурах. Локализация уретановых групп в этих ассоциатах приводит к высокой концентрации водородных связей и к другим сильным межмолекулярным взаимодействиям, выпо

страница 196
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)" (21.36Mb)


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

 

 

Реклама
niakom h45e-m1 схема
кронштейн для телевизора
http://www.prokatmedia.ru/
матрас ортопедический 140х200

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
(20.09.2017)