ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сырье для лаков и пластические массы из природных материаПриродные лаковые смолы из "Основы технологии органических веществ" Особое положение среди полимерных материалов занимают так называемые высокозластичные вещества. Высокоэластичное вещество ведет себя, как идеальный газ, несмотря на то, что физическая основа этого явления иная. [c.446] Высокоэластическое состояние является своего рода промежуточным состоянием между твердь М и жидким состоянием. Для эластичности наибольшее-значение имеет энергия вторичных связей. [c.446] КО для низкомолекулярных веществ. Скорость течения высокомолекулярных веществ сначала не пропорциональна напряжению она возрастает вначале медленнее, а затем быстрее увеличения напряжения. Большинство полимерных материалов обладают такой высокой вязкостью при комнатной температуре, что не поддаются механическому формованию. С повышением температуры на каждые 10° коэффициент вязкости уменьшается приблизительно, как величина в минус десятой степени, так что в конце концов формование становится возможным. Полимеры, перерабатываемые как термопласты, должны размягчаться и прессоваться при температуре не выше 160°. [c.447] Кристал-пические вещества, ориентирующие межатомарные силы которых равны и одновременно исчезают при определенной температуре, имеют четкую температуру плавления. Полимерные вещества состоят нз макромолекул разных размеров, поддерживаемых в упорядоченном состоянии различными еилами, которые постепенно освобождаются при нагревании одна за другой. Поэтому такие вещества ие имеют определенной температуры плавления, для них существует лишь температура размягчения. Это свойство является необходимым условием для формования в промышленных условиях при нагревании. Вещества, имеющие четкую температуру плавления, можно формовать только отливкой в формы (как металлы). [c.447] Наконец, следует еще упомянуть, что эластичность полимерных веществ непрерывно уменьшается с понижением температуры, так как вследствие прекращения микроброуновского движения макромолекулы в конце концов затвердевают. При этом материал становится хрупким. Соответственно тедшературе размягчения при нагревании существует температура хрупкости при охлаждении. В качестве практического примера укажем на растрескивание кровельных желобов и сточных труб из поливинилхлорида при ударе в условиях зимних температур. Большое влияние на прочность полимерных материалов оказывают примененные наполнители. Длинноволокнистый наполнитель значительно больше повышает прочность, чем коротковолокнистый. Пластмассы на основе феноло-формальдегидных смол, содержащие наполнители, например древесную муку, целлюлозные или текстильные волокна, обладают большей прочностью, чем такие же пластмассы без наполнителей. [c.447] НИХ установлены минимально допустимые показатели. Стандарты на пластические массы устанавливаются государственными органами испытания материалов, которые и следят за соблюдением стандартизированных норм. Готовые изделия маркируют контрольным знаком типизированного изделия. В настоящее время В ряде стран проводится типизация аминопластов и термопластов. Для определения свойств пластических масс приготовляют образцы точно установленных размеров—стержни, кубики, пластинки, цилиндры, в том числе с суженной средней частью (например, для определения предела прочности при растяжении), кольца и т. д. [c.448] Для характеристики механических свойств определяют при помощи самозаписывающих приборов предел прочности при растяжении, модуль эластичности, удлинение при разрыве и остаточное удлинение. Сопротивление изгибу определяют, подвергая испытанию стандартный стержень концы его неподвижно закреплены, а к середине приложен определенный груз. Удельная ударная вязкость определяется при ударе определенной силы. Если такому испытанию подвергается стержень с надпилом, то получаемые показатели характеризуют удельную ударную вязкость образца с надпилом. Большей частью надпил значительно уменьшает прочность образца. Твердость может быть установлена вдавливанием в материал стального шарика с измерением диаметра углубления, оставшегося после снятия давления (определение твердости методом вдавливания шарика). Важной характеристикой свойств каучука является предел прочности при растяжении и сопротивление раздиру. На механических приспособлениях, которые изгибают, перегибают, мнут, закручивают спиралью и подвергают образцы другим деформациям, определяют усталость материала. Счетчик регистрирует число деформаций до разрыва образца. [c.448] Сохранение формы при нагревании (например, теплостойкость по Мартенсу) определяют по изменению формы под нагрузкой. Жаростойкость характеризует воспламеняемость при соприкосновении со стержнем, нагретым до 950°. [c.448] Для материалов, используемых в электротехнике, определяют также электрические свойства, например электрическую прочность, поверхностное электрическое сопротивление, коэффициент диэлектрических потерь, диэлектрическую постоянную. Следует помнить, что влажная атмосфера и предварительное хранение в воде влияют на величину этих показателей. Кроме того, для пластмасс важны технологические свойства (например, способность выдерживать температуру прессования, протяжки, шприцевания), а также качество изделий, получаемых при обработке со снятием и без снятия стружки. Для оценки качества термопластов и отверждающихся смол представляет интерес величина коэффициента текучести (определяется прессованием небольшого стаканчика), а также прочность изделия при выемке из формы. Для отверждающихся смол определяют продолжительность отверждения, требуемую для выемки изделия из формы без деформации. [c.448] Из показателей стойкости по отношению к различным воздействиям наибольший интерес представляют водопоглощение и набухание в растворителях, определяемые погружением образца в среду на определенное время при постоянной температуре, с последующим взвешиванием. Сопротивление старению под действием кислорода наиболее важно для каучука. [c.448] Первой стадией растворения является набухание. Способность высокополимера набухать ограниченно или беспредельно, т. е. переходить в раствор, зависит от его строения и свойств растворителя, особенно от его полярности. [c.449] Набухание и растворение являются результатом различных энергетических процессов, протекающих между полимером и растворителем. На разъединение молекул жидкости или молекул полимера надо затратить энергию, тогда как при взаимодействии растворителя с полимером энергия выделяется. Набухание наступает лишь в том случае, если выделяется энергии больше, чем затрачивается, т. е. если во время этого процесса выделяется тепло. В других случаях требуемую энергию можно подвести путем нагревания. В энергетическом балансе участвует также энтропийный фактор. Набухание и растворение часто наступают только в результате возрастания энтропии. При набухании и растворении высокомолекулярных веществ молекулы растворителя связаны ван-дер-ваальсовыми силами, вследствие чего образуется слой сольвата, или сольватная оболочка (сольватация). Растворяющая способность зависит от того, сколько групп макромолекулы сольватируется растворителем. [c.449] Полимер всегда набухает, когда его молекулы еще связаны в отдельных точках силами диполей (вторичные связи) или первичными связями (например, в полимере сетчатой структуры), а остальные части молекул разъединены проникающими в них молекулами растворителя. Если молекулы связаны диполями, то их легче разъединить полярными растворителями, чем молекулы, связанные мостиками главных валентностей (полимеры сетчатой структуры). Часто достаточно очень немногих сшивающих связей для того, чтобы при исключительно сильном набухании не произошло полного растворения. Обычно растворимость полимеров уменьшается с увеличением размера молекул, так как при этом увеличивается энергия вторичных связей. [c.449] Этот процесс называют поверхностной пластификацией. Применяемые для этого агенты набухания и растворители носят название пластификаторов. [c.450] Промежуточное положение занимают так называемые м я г-ч и т е л и (Уег1аиГш111е1). Они представляют собой большей частью медленно испаряюш,иеся растворители, предотвращающие слишком быстрое высыхание нанесенной пленки и способствующие ее равномерному распределению. Давление паров пластификатора должно быть настолько мало, чтобы он не испарялся ни при комнатной температуре, ни при температуре эксплуатации изделия, ни при температуре переработки пластмассы в изделия в противном случае пластмасса постепенно приобретает хрупкость. Летучесть пластификатора проверяется испарением пробы. Пластификатор не должен также затвердевать или кристаллизоваться в пластической массе при ее охлаждении. При введении пластификатора увеличивается и морозостойкость пластмассы, определяемая путем внезапного изгибания охлажденной пленки. Наконец, пластификатор должен хорошо совмещаться с растворителями, полимером и пигментами и не выделяться ( выпотевать ) из пленки. В отдельных случаях достаточна совместимость пластификатора с определенными количествами компонентов пластмассы в узких температурных пределах. Кроме того, пластификатор должен не иметь запаха и быть физиологически безвредным. Это требование приобретает особенно большое значение, так как пластифицированные пластмассы находят все большее применение для упаковки пищевых продуктов. [c.450] Внутренняя пластификация достигается введением эластичных звеньев полимерных цепей в жесткие участки цепи путем сополимеризации или описанного ранее соединения жестких блоков эластичными связующими звеньями. Сополимер стирола и бутадиена является материалом, которому внутренней пластификацией придана эластичность. [c.450] Пластификаторы вводят в полимер на холоду или, если нужно, при нагревании. Для этого используются обогреваемые месильные машины, каландры, смесительные вальцы или месильные насосы. Пластифицированные пластические массы могут быть непосредственно развальцованы на вальцах в тонкие пленки или подвергнуты непрерывному формованию в шнековых прессах (прутковые прессы) в профили и рукава. [c.450] Вернуться к основной статье