ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Наполнение из "Полимерные пленки, содержащие ингибиторы коррозии" НОЙ неоднородностью состава композиции, в необходимости использования специального оборудования. [c.37] В промышленности пленочных материалов и искусственных кож преимущественно используют твердые порошкообразные наполнители с частицами различной формы, а также разнообразные волокнистые наполнители [93]. Однако согласно [50] наполнители могут быть также жидкими и газообразными. Промышленные наполнители могут быть органическими (технический углерод, волокнистые отходы кожевенного, текстильного, целлюлозно-бумажного производств и т.д.) и неорганическими (мел, каолин и др.). Наполнители должны относительно равномерно распределяться в объеме композиции и иметь четко выраженную границу раздела с непрерывной полимерной фазой (матрицей). По объему потребления в качестве наполнителя эластомеров первое место принадлежит техническому углероду, в качестве наполнителя пластмасс - карбонату кальция [8]. [c.38] Одна из основных задач, решаемых с помощью наполнителей -упрочнение наполненных материалов. [c.38] Механизм усиливающего действия наполнителей в эластомерах и пластических массах различен [50]. Для эластомеров характерной особенностью наполнения сажей является образование его цепочечных структур в полимерной среде. Догадкиным и сотр. установлено, что чем больше степень развития цепочечной структуры наполнителя, тем сильнее проявляется эффект усиления [24]. Усиливающее действие цепочечных структур объясняется тем, что они являются матрицей, на которой ориентируются молекулы каучука. Кроме того и сами по себе цепочечные структуры являются фактором усиления каучука, поскольку связи между частицами наполнителя в цепочечных структурах являются весьма прочными вследствие высокой энергии взаимодействия частиц в местах их контакта [50]. При деформации эластомера связи каучук - наполнитель разрываются и легко восстанавливаются в новых положениях, это способствует выравниванию локальных напряжений и является дополнительной причиной повышения прочности наполненных резин. Усиление наполненных эластомеров связывают также с тем, что введенный наполнитель удлиняет путь разрушения, так как оно идет преимущественно на границе раздела наполнитель - каучук, соответственно возрастает и работа разрушения. Согласно [50], увеличение работы разрушения, отнесенной к единице объема при введении наполнителя можно принять за основную характеристику усиливающего действия наполнителей в полимерах. [c.38] На рис. 2.11 схематически представлена зависимость работы разрушения от содержания наполнителя [50]. Из рисунка видно, что существует оптимальная концентрация наполнителя, обеспечивающая максимальный эффект усиления механических свойств материала. Координаты оптимума зависят от природы наполнителя. [c.38] Как следует из рис. 2.12, для эластомеров наибольшее усиление механических свойств достигается при введении технического углерода. При этом максимальное усиление каучука техническим углеродом требует введения значительных количеств наполнителя, что позволяет существенно понизить стоимость материала. Например [8], оптимальные прочностные, динамические свойства и сопротивление истиранию резин на основе бутилкаучука достигается при наполнении 30 - 50 ч. (мае.) технического углерода на 100 ч. (мае.) каучука, оптимальная термостойкость - при 50- 60 ч. (мае.). [c.39] В термо- и реактопластах усиливающее действие наполнителей обусловлено изменение механизма развития микротрещин [50]. Упираясь в процессе роста в частицу наполнителя, микротрещина для своего дальнейшего развития требует увеличения напряжения. Чем больше частиц наполнителя, тем больше препятствий для развития трещин. В конечном итоге это приводит к торможению процесса разрушения. Кроме того при высоком наполнении полимерную композицию можно рассматривать как своеобразную слоистую структуру, состоящую из чередующихся слоев полимера и наполнителя. В тонких слоях полимера, согласно статистической теории прочности, число дефектов, приводящих к разрушениям, должно быть меньше [50]. [c.39] Предельно возможное наполнение термо- и реактопластов определяется из условий формуемости материала и минимальной толщины граничного слоя. Оно может быть повышено при увеличении размеров частиц наполнителя или изменении распределения частиц по размерам. Во многих случаях содержание наполнителя в пластмассах может достигать 45 - 50% (в расчете на массу полимера). Существуют также высоконаполненные пластмассы, в которых содержание наполнителя в 3 и более раз превышает содержание полимера [37]. [c.39] Проницаемость по отношеншо к жидкостям и газам является одной из важнейших характеристик, определяющих возможность использования пленочных материалов в целях упаковки и консервации. При этом во многих случаях важна не столько полная непроницаемость по отношению к жидкостям и газам, сколько избирательная проницаемость через пленку некоторых веществ. Например, для хранения фруктов и овощей желательно создание искусственной атмосферы с соотношением газообразных компонентов, отличающимся от естественного. Часто для этого применяют полупроницаемые полимерные мембраны, функции которых выполняет или упаковочная пленка в целом, или ее отдельные участки, подвергнутые специальной обработке [74]. [c.40] Приготовление композиций полимер - наполнитель и переработка их в пленочные изделия осуществляется традиционными методами, используемыми для изготовления изделий из полимерных материалов. При этом особенно важно не только добиться требуемых свойств, но и обеспечить их стабильность по всему объему изделия или, в необходимых случаях, их изменения по сечению изделия в соответствии с определенным законом. Это достигается соответствующим распределением компонентов в массе полимера благодаря рациональному ведению процесса смешения. Для полимеров, вязкость которых высока, самопроизвольное смешение, благодаря диффузии одного вещества в другое, нехарактерно. Поэтому смешение полимеров осуществляется под действием внешних сил, создаваемых рабочими органами смесительных машин. [c.41] Новым направлением переработки наполненных эластомеров является использование смесей из порошкообразных каучуков [8]. Этим облегчаются процессы транспортировки, хранения и дозирования каучуков, улучшаются условия их смешения с ингредиентами, появляется возможность автоматизации процесса переработки. Однако при этом увеличивается влагопоглощение, повьппается стоимость готового продукта. Если удастся снизить цену порошкообразного каучука, его использование может быть весьма перспективным, так как смеси на его основе можно перерабатывать в одну стадию на стандартном оборудовании для переработки полимеров, например литьевых машинах или экструдерах. [c.42] Другое перспективное направление переработки наполненных эластомеров связано с использованием низкомолекулярных каучуков [8]. Они имеют жидкую консистенцию, что позволяет существенно сократить число операций при производстве резинотехнических изделий. Внедрению этой технологии препятствуют трудности смешения таких каучуков с техническим углеродом. Низкая вязкость смеси затрудняет диспергирование его частиц, необходимое для обеспечения требуемых физико-механических свойств готового изделия. [c.42] НИИ 1 1. Жесткость оценивалась по величине стрелки прогиба образца, установленного на двух опорах и нагруженного посередине сосредоточенной силой. При степени наполнения менее 30% жесткость материала, наполненного смесью наполнителей, была значительно выше, чем при наполнении в тех же количествах каждым из наполнителей в отдельности. При содержании наполнителей более 35% наблюдалось обратное явление - материал, наполненный смесью наполнителей, имел меньшую жесткость. [c.44] Аналогичная зависимость жесткости от состава наблюдалась и при использовании другиз полимерных связуюыдах (рис. 2.13,6). Учитывая, что приблизительно в том же концентрационном диапазоне (суммарное содержание наполнителей 40 - 70%) для образцов, содержащих смесь наполнителей, имеет место максимальная величина вклада обратимой деформации в общую деформацию при локальном сжатии (рис. 2.14), можно предположить наличие в таких образцах трехмерной сетки, придающей деформации высокоэластический характер и возникающей при строго определенном соотношении компонентов. Отмеченное явление следует учитывать при изготовлении высоконаполненных полимерных пленок. [c.44] Вернуться к основной статье