ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Релаксационные спектры изопреновых эластомеров из "Структура и релаксационные свойства эластомеров" Любопытно и другое обстоятельство. Энергия активации Я-механизмов релаксации для изопреновых эластомеров совпадает с энергией активации их вязкого течения. Так, по Саундерсу и Трелоару [27], последняя для МК равна 34 кДж/моль. Причины этого будут обсуждены позже. [c.166] Роль Я-процессов в вязком течении и разрушении эластомеров подтверждают данные ряда работ [29—34]. [c.166] Полученные таким образом значения Т, для процессов и 3 для СКИ-3 соответствуют положениям соответствующих максимумов потерь (рис. 5.3). [c.167] Согласно [33] и из рис. 5.3 следует, что для СКИ-3 при частоте о) = 1,5-10 с температура а-максимума равна Т щ=—65 °С. Пользуясь формулой (4.1), можно оценить энергию активации свободного сегмента при 50 °С, которая равна примерно 29 кДж/моль, т. е. несколько меньше энергии активации связанного сегмента (34 кДж/моль). [c.167] К бутадиен-стирольным эластомерам относятся каучуки типа С КС-10 и СКС-30. В их цепи содержатся наряду с бутадиеновыми и стирольные звенья (10% и 30% соответственно). [c.167] Релаксационные спектры СКС-30 исследовались особенно тщательно [4, 6, 10, 11, 13, 17]. Исследовался каучук трех марок СКС-ЗОА, БСК-1500, СКС-30 АРКМ-15. Все эти эластомеры содержат 30% стирольных звеньев, имеют идентичные релаксационные спектры (три Я-процесса), одинаковую энергию активации Я-процессов (55 кДж/моль), но несколько различные по величине значения Т и В . Температура структурного стеклования этих эластомеров равна Т =—60°С. [c.167] БСК-1500, наполненного 20% (об.) технического углерода, равны 61=2-10- с, 52=2-10- с, Вз=3-10-в с. [c.169] Димитровой [16, 17] были получены спектры вулканизата бутадиен-стирольного каучука Булекс-1500 в интервале температур от—15° до +70°С. Этот каучук аналогичен отечественному каучуку СКС-ЗОА. Примеры полученных спектров приведены на рис. 5.11. При 20°С видно наличие трех медленных Я-процессов. Этот спектр аналогичен релаксационному спектру вулканизата БСК-1500 (рис. 5.9) с тем отличием, что у каучука Булекс-1500 более выражен максимум Яз-процесса. [c.169] Независимо был рассчитан из кривой релаксации напряжения и дискретный спектр. Соответствующие времена релаксации при 20 С равны Т1=0,9-10 с, Т2=0,9-10 с. [c.169] 6-10 с. При —15°С видно наличие еще двух быстрых процессов, обозначенных Я и X , которым при 20°С соответствуют времена релаксации т =8 с и т = 1,9 с. По-прежнему энергия активации для всех Я-процессов составляет 55 кДж/моль, а значения коэффициентов В не зависят от температуры и для различных Я-процессов составляют В1=2,М0-8 с, 52=2-10- с, Вз=3,5.10- с. Для Я - и Я - процессов В 10 с. Объяснение природы этих двух процессов будет дано ниже. Лялиной и Алексеевым совместно с автором был исследован [13] каучук марки СКС-ЗОАРКМ-15 (Тс=—60°С). Очень детально изучались не только механические потери (см. рис. 5.4), но и дискретные и непрерывные релаксационные спектры вулканизата с 2,5% серы. Дискретные времена релаксации, полученные из кривых релаксаций напряжения, и времена релаксации, соответствующие максимумам на непрерывных релаксационных спектрах при различных температурах, практически совпадают (рис. 5.12). Энергия активации всех Я-процессов одна и та же и равна 55 кДж/моль, энергия активации б-процесса около 126 кДж/моль, 51=2,6-10 с, 52=3,4-10 с, 5з=б,9-10 с. Коэффициенты В близки по значению к соответствующим коэффициентам для других марок СКС-30. [c.170] Для бутадиен-стирольных эластомеров, как и для СКИ-3, исходя из данных по релаксации напряжения и используя 5.1 и 5.2, можно рассчитать температуры Г ,, соответствующие максимумам коэффициента механических потерь. Для СКС-30 АРКМ-15 (при со 3,Ы0 с ) они со-ответственко равны 15, 48 и 90°С для трех Я-процессов и 130 С для б-процесса. Температурная зависимость механических потерь для этого случая представлена на рис. 5.4. 1- и Яа-максимумы примерно соответствуют 15 и 48°С, Яд-процесс подавляется более сильным ф-процессом с максимумом при 80°С. [c.171] Вулканизат СКС-ЗОА с равновесным модулем = = 1,2 МПа имеет дискретный спектр Я-процессов, который характеризуется тремя временами релаксации с коэффициентами В1=3,7-10-8 с, В.г=2,3-10- с, 6з=3,0-10- с и одинаковой для этих процессов энергией активации 55 кДж/моль [4, 61. При 20 °С Т1=1,2-10 с, Т2=0,7-10 с, Тз=1,Ы0 с. Спектры времен релаксации СКС-ЗОА были получены при различных растяжениях от 20 до 150%. Оказалось, что времена релаксации Т1, и з не зависят в этих пределах от деформации (рис. 5.13), что свидетельствует о применимости в этом случае теории линейной вязкоупругости. Вклады каждого релаксационного процесса, которые определяются парциальными значениями модулей упругости 1, 2 н - 3 модели (см. рис. 5.1), также практически не зависят от деформации и для СКС-ЗОА при 20°С составляют 1=0,15 МПа, 2=0,12 МПа, 3=0,05 МПа. [c.171] Метод термомеханической кривой (см. гл. 1) также является чувствительным методом обнаружения релаксационных процессов (рис. 5.14). [c.172] Для вулканизата СКС-30 АРМК-15 наблюдаются три излома на кривой, которые соответствуют трем температурам релаксационных переходов Т 1=—7°С, Т а=24°С, Т з=58°С. Времена достижения первого, второго и третьего излома на термомеханической кривой соответствуют временам релаксации А,2-и процессов. Это значит, что на термомеханической кривой последовательно наблюдаются три .-перехода. [c.172] Вернуться к основной статье