ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства и морфология наполненных кристаллических полимеров из "Физическая химия наполненных полимеров" Исследование влияния различных наполнителей на свойства кристаллических полимеров было проведено на примере полиэтилена и наполнителей, химически не взаимодействующих с полиэтиленом и имеющих температуры плавления значительно более высокие, чем полимер [145]. Такие наполнители в процессе введения на вальцах в расплавленный полимер оставались в твердом состоянии, и можно было предположить, что они будут влиять на кристалличность полимера. [c.74] Введение в полиэтилен различных наполнителей антрацена, ан-трахинона, кокса, кварцевой муки, хлорида калия, нафтената алюминия, асбестовой муки, сульфита свинца и др. — в разных количествах не приводит к изменению Гпл кристаллического полиэтилена. В то же время механические свойства изменяются в широких пределах. [c.74] При исследовании методом дифференциального термического анализа поликапроамида, наполненного различными минераль-ны.ми наполнителями, было установлено [146], что на термограммах наполненного поликапроамида в области темцератур ниже температуры плавления отсутствуют экзотермические максимумы, обусловленные процессом кристаллизации. Авторы полагают, что это связано либо с подавлением частицами наполнителей сегментальной подвижности полимерных цепей вследствие возрастания вязкости системы и взаимодействия цепей с поверхностью наполнителя, либо с действием поверхности минералов как зародышевых центров уже в ходе полимеризации и после нее. Возникающая кристаллическая структура далее не изменяется в условиях получения термо-грамм. [c.74] При исследовании наполненных минеральными наполнителями кристаллических полимеров методами оптической и электронной микроскопии было показано, что наполнители оказывают большое влияние на размеры и морфологию сферолитов [147]. Однако существуют оптимальные концентрации наполнителей, выше которых их влияние на размеры сферолитов незначительно. Степень влияния наполнителя на размеры сферолитов зависит не только от его природы, но и от размеров и формы частиц. Влияние частиц наполнителя на надмолекулярное структурообразование увеличивается при модификации поверхности наполнителя, повышающей его сродство к полимеру. [c.75] Наполнители разной природы могут по-разному распределяться в среде полимера и влиять на его структуру. Так, частица высокодисперсного наполнителя может быть центром сферолита, а также вытесняться при кристаллизации в межсферолитные неупорядоченные области и располагаться в основном по границам раздела сферолитов, в местах дефектов. Низкодисперсные наполнители, размер частиц которых велик по сравнению с диаметром ядра сферолита, не могут быть центрами сферолитов. В этом случае влияние на зародышеобразование оказывает сама поверхность частиц. Если частицы наполнителя имеют анизодиаметрическую форму, то в зависимости от соотношения между их длиной и размером сферолитов может образовываться несколько морфологических типов сфе-ролитных структур — от парных сферолитных сростков до протяженных сферолитных цепей . Высоконаполненные кристаллизующиеся полимеры обладают разрыхленной сферолитной структурой и содержат агрегаты из частиц наполнителя. [c.75] Наполнитель влияет также на характер распределения сферолитов по размерам. Малые добавки наполнителей приводят к распределению сферолитов, зависящему от формы и размеров частиц наполнителя. При наличии в полимере анизодиаметричных структур распределение неоднородно и характеризуется двумя максимумами. При одном и том же среднем размере сферолитов характер их распределения по размерам может быть различен. Вместе с тем большие и малые концентрации наполнителей по-разному влияют на надмолекулярное структурообразование-. [c.75] Введение небольших количеств наполнителя способствует образованию более совершенных структур. Дальнейшее увеличение его концентрации снижает [148] степень совершенства надмолекулярных структур. С характером надмолекулярных образований в кристаллических полимерах в присутствии наполнителей связан также и механизм разрушения полимера (развитие трещин, адгезионный или когезионный,характер разрушения, определяемый также концентрацией наполнителя, и др.). [c.75] Интересно отметить,что влияние наполнителя на процессы структурообразования сказывается по-разному при введении наполнителя в готовый полимер или при введении в реа кционную систему в ходе синтеза [149]. [c.76] Наполнитель влияет также на плотность упаковки надмолекулярных структур. Плотность упаковки сферолитов в наполненном полимере больше, если наполнитель способствует структурообра-зованию. В противном случае вокруг его частиц возникает дефектная структура с рыхлой упаковкой. [c.76] Таким образом, было показано, что наполнитель влияет на структуру и морфологию кристаллического полимера на самых различных уровня) его организации, приводит к изменениям в размерах, форме, типе распределения надмолекулярных структур и пр. С учетом этого можно ввести качественное понятие о структурной активности наполнителя, понимая под ней его способность оказывать влияние на структуру полимера [147]. [c.76] При рассмотрении влияния наполнителя на свойства кристаллизующихся полимеров следует учитывать также тот факт, что наполнитель может влиять преимущественно либо, на неупорядоченную (аморфную) часть полимера, либо на кристаллическую, а также изменять соотношение между упорядоченными и неупорядоченными областями. Поэтому изменение свойств кр исталлических полимеров при введении наполнителей будет определяться изменениями, происходящими в аморфной фазе. В наполненном кристаллизующемся полимере наполнитель может с пособствовать переводу кристаллической фазы в более равновесное, а аморфной — в менее равновесное состояние. [c.76] Поскольку наполнитель имеет тенденцию скапливаться именно в менее упорядоченных областях [150], то там создается повышенная по сравнению с остальным объемом концентрация наполнителя. Поэтому эквивалентное действие наполнителя на свойства кристаллизующегося полимера, связанное с его влиянием только на аморфную часть, может быть достигнуто при гораздо меньших концентрациях наполнителя, чем в случае его введения в аморфный полимер. Это же может быть одной из причин роста прочностных характеристик наполненных кристаллических полимеров при малых концентрациях наполнителя. [c.76] Следует отметить, что общее рассмотрение влияния наполнителей на свойства и морфологию кристаллических полимеров пока еще не вышло за рамки качественного описания, что связано с отсутствием количественных теорий, связывающих морфологию полимеров с их свойствами. [c.77] Вернуться к основной статье