Каучук двойное лучепреломление

Так как растяжение натурального каучука приводит к ориентации молекулярных звеньев и появлению ориентированных кристаллических образований, то каучук при растяжении становится анизотропным и приобретает двойное лучепреломление. [c.88]

Ае— коэффициент оптической упругости вещества, численно равный анизотропии, возникающей в веществе при растяжении. Величину Аб определяют, исследуя двойное лучепреломление самих полимеров, в отсутствие растворителя. Для полибутадиена Ае = 7-10 для полиизобутилена Аё=1,9-10" и для натурального каучука Ае = 2,4-10- . [c.468]

Рис. 6.9. Изменение двойного лучепреломления в каучуке при О °С и различных фиксированных степенях растяжения.

Двойное лучепреломление. В нерастянутом состоянии каучук оптически изотропен при растяжении, вследствие ориентации элементов структуры, каучук становится анизотропным и обнаруживает явление двойного лучепреломления Эффект двойного лучепреломления возникает тогда, когда удлинение [c.176]

В ламинарном потоке растворов каучука обнаруживается характерный для систем с удлиненными частицами эффект двойного лучепреломления динамо-оптический эффект Максвелла 3). Величина двойного лучепреломления возрастает пропорционально градиенту скорости в потоке и зависит также от вязкости и концентрации раствора. Анализ явления совпадает с представлением о наличии в растворах натурального каучука изогнуты цепей, выпрямляющихся и ориентирующихся в направлении движения жидкости. Так как эффект ориентации зависит от конфигурации частиц, то вальцевание каучука и другие воздействия, вызывающие уменьшение длины его цепей, приводят к уменьшению динамо-оптического эффекта. [c.268]

Изучение рефракции полиэтилена показывает, что около 100° двойное лучепреломление исчезает, что говорит об исчезновении кристаллической фазы вследствие плавления или растворения. Однако в поляризационном микроскопе при нагревании вплоть до 112° наблюдаются некоторые признаки кристаллической структуры. Выше 110—115° зависимость коэффициента рефракции от температуры выражается прямой линией, характерной для полимеров, имеющих структуру жидкостей, например для натурального каучука или полиизобутилена. [c.231]

Ориентация статистического сегмента вулканизованного каучука может быть вычислена на основании кинетической теории эластичности каучука, разработанной Куном и Груном [25], а также Трелоаром [26]. Эта теория приводит к следующему выражению для двойного лучепреломления [c.148]

Фильд [40] в результате тщательного рентгенографического исследования дал весьма ценный материал относительно характера образования и плавления кристаллов растянутого натурального каучука. Он показал, что объем кристаллической фазы уменьшается пропорционально (линейно) повышению температуры-У каучука, растянутого до 400%, две трети кристаллов плавились при повышении температуры до 90°С. При больших удлинениях количество расплавляющихся кристаллов уменьшается. При охлаждении без снятия нагрузки кристаллы образуются вновь. При этом, как было проверено на образцах вулканизованного каучука, количество кристаллов до и после нагрева одинаково. Кирш [84] на основании подобных исследований двойного лучепреломления образцов, подвергнутых постоянному напряжению, пришел к выводу, что температура порядка 140°С достаточна для плавления кристаллов, образованных при очень высоких напряжениях. [c.100]

Изучение фотоупругих свойств каучукоподобных материалов развилось сравнительно недавно, и только в последние несколько лет явления, встречающиеся в этой области, удалось истолковать количественно. Вопрос усложняется тем фактом, что двойное лучепреломление в каучуке может получиться от двух различных причин. Прежде всего, существует часть, которая связана непосредственно с деформацией, истинное двойное лучепреломление от деформации . Кроме того, есть добавка, обусловленная кристаллизацией (когда деформация такова, что происходит кристаллизация) эта добавка возникает из-за того, что кристаллиты сами по себе обладают свойством двойного лучепреломления. В настоящей главе мы будем касаться главным образом, истинного двойного лучепреломления от деформации. [c.125]

Эти два результата, написанные выше курсивом, являются основными законами фотоупругости для каучукоподобных материалов. Второй из этих законов есть обобщенная форма закона Брюстера, который, как показано, приложим к большим деформациям каучука так же, как и к малым деформациям упругого твердого тела, хотя по совершенно другой причине. Первый закон не имеет аналогии в классической теории фотоупругости, он сводится к классической формуле (двойное лучепреломление пропорционально разности деформаций), когда деформации малы. В случае простого удлинения формулы (8.17) и (8.19) переходят в более простые зависимости (8.11) и (8.13). [c.134]

Этот результат означает, что при данном состоянии деформации (определенной для набухшего состояния) явление набухания приводит к уменьшению двойного лучепреломления в о,- раз. Другими словами, двойное лучепреломление обратно пропорционально линейным размерам недеформированного набухшего каучука. [c.135]

Экспериментальная работа по изучению двойного лучепреломления в каучуке может быть направлена на решение двух [c.136]

Ф и г. 60. Зависимость между двойным лучепреломлением и напряжением в вулканизованном натуральном каучуке при 25, 50 и 75° С. [c.137]

Фиг. 62 показывает влияние набухания в толуоле на соотношение напряжение — двойное лучепреломление для резины из натурального каучука. Видно, что набухание действует на петлю гистерезиса таким же образом, как и повышение температуры. Согласно теории, наклон кривой не должен зависеть от степени набухания. Как видно, это приблизительно верно. [c.139]

В литературе имеются данные об образовании иглообразных кристаллов на стенках сосуда с гелем НК при охлаждении. Строение этих кристаллов и комков , образующихся в тех же условиях из раствора золя каучука, осталось невыясненным. Можно предположить, что иглы, обладающие высоким двойным лучепреломлением,— результат ориентированной кристаллизации наиболее регулярной части каучука, имеющей высокий молекулярный вес. Эндрюс, наблюдая в электронный микроскоп образцы НК, обработанные 0з04, выявил тонкую структуру сферолитов в пленке натурального каучука и его вулканизата (см. рис. 18 и 40). На образцах НК Эндрюс впервые изучил особенности морфологии кристаллических образований растянутых эластомеров, что позволило ему систематизировать данные о связи морфологии с прочностью. Однако работы Эндрюса выполнены на тонких пленках попытки выявить тонкую структуру, т. е. строение и расположение монокристаллов в образцах НК, закристаллизованных при низких температурах в блоке, не имели успеха. Недостаточно изучены и закономерности формирования поликристаллов в блоке при низких температурах. [c.153]

Хлсркаучук в отличие от других галоидопроизводных растворим во всех растворителях каучука за исключением бензина. Растворы — коллоидные и обладают вязкостью, почти равной вязкости исходного каучука. Это указывает на то. что хлорирование, выполненное с необходимой осторожностью, не приводит к разрыву лмолекулярных цепей каучука. Чистый продукт представляет собой белый порошок и может быть получен в виде прозрачных пленок. Температура размягчения хлор-каучука около 70°. Выше этой температуры он мягок и достаточно эластичен. Ниже этой температуры он ведет себя как сильно охлажденный каучук, т. е. становится твердым и мало эластичным. При температуре 180—200° наступает его разложение и отщепление хлористого водорода. Растянутый хлор-каучук показывает типичное двойное лучепреломление. [c.120]

Попытка получения монокристаллов каучука, выращенных из раствора чистого каучукового углеводорода, была предпринята Смитом Для этой цели разбавленный раствор золь- или гель-каучука в эфире охлаждался до —65°. Примерно через час из раствора выделились маленькие частицы вещества, обладавшие двойным лучепреломлением, и через 12 час. вся масса каучука выделялась ei виде сгустка. Когда же при —65° раствор охлаждался в течение 15 мин., а затем температура повышалась до —58 и в течение 24 час. еще на 15, то на стенке сосуда происходило медленное образование осадка в виде характерных друз (рис. 63), отдельные нити которых лостигали в поперечнике 0,5 мм. [c.165]

Признаки двойного лучепреломления игл, полученных из золь-каучука исчезают при нагревании в температурном интервале от 4-9,5° до 4-11°, после чего иглы делаются изотропными и имеют коэфициент преломления 1,525, совпадающий с коэфициен-том преломления аморфного каучука. В кристаллических образованиях гель-каучука признаки двойного лучепреломления исчезают в интервале температур от —2 до +14°. [c.166]

Подобное происхождение двойного лучепреломления в растянутом каучуке подтверждается характером вре.менного изменения этого показателя. Если при сохранении приданной каучуку деформации с течением времени измерять величину двойного лучепреломления, то она или увеличивается, или уменьшается в зависимости от величины растяжения, температуры, при которой был деформирован каучук, и температуры, при которой он хранится. При температурах ниже точки плавления кристаллитов хранение вытянутого образца приводит к увеличению двойного лучепреломления (рис, 69, кривая /), так как в этом случае имеет место накопление кристаллической фазы. Наоборот, если растяжение проЕодить при более низкой температуре, например при 15, а хранение при повышенной — около 40", то двойное лучепреломление с течением времени уменьшается -, так как происходит плавление кристаллитов (рис. 69, кривая 2). Таким образом, временное изменение эффекта двойного лучепреломления отражает те структурные процессы, которые происходят в растянутом каучуке. [c.177]

Величина теплового эффекта, связанного с необратимыми процессами внутреннего трения, не может быть оценена сколько-нибудь достоверно. Однако совершенно очевидно, что эта составляющая эффекта Джоуля вместе с только что описанной составляющей теплового эквивалента работы не может быть больше самой работы растяжения. Между тем величина эффекта Джоуля, как уже отмечалось, примерно в 10 раз превосходит работу растяжения. Этот избыток энергии можно объяснить, как это впервые сделал Хок, теплотой кристаллизации каучука, наблюдающейся при растяжении последнего. Явление двойного лучепреломления, наличие кристаллических интерференций на рентгенограммах растянутого каучука, повышение плотности каучука — все это согласно указывает на ориентацию молекулярных цепей в направлении растяжения и, наконец, на возникновение кристаллической фазы. Чем больше степень растяжения, тем в большей степени проявляются эти показатели роста кристаллической фазы. Интенсивность кристаллических интерференций на рентгенограмме растянутого каучука и тепловой эффект растяжения возрастают с увеличением деформации. Из данных рентгенографического анализа следует, что при удлинении на 700—800% около 607с натурального каучука переходит в кристаллическую фазу. Тепловой эффект при этой степени растяжения составляет 6 кал/г и за вычетам теплового эквивалента работы растяжения равняется 5,6 кал/г. Таким образом, теплота полного перехода каучука в, кристаллическое состояние по данным теплового эффекта растяжения составляет примерно 9 кал/г. Это значение нахо- [c.226]

В ряде других работ изучалась зависимость [ф/g] от М при неизменном т]о в растворителях с незначительной вязкостью (т]о < 2-10" ). Были исследованы фракции полистирола [44, 189, 191], полиизобутилена [190], ППТБФМА [99], каучука [199] и нитроцеллюлозы [200]. Обнаружено, что при постоянном T]o величина [ф/g] растет пропорционально A1[ti]o. Иллюстрацией служит рис. 320, где представлена зависимость [( lg]lM от [r)]oiio для первых трех из названных полимеров. В этих случаях двойное лучепреломление является эффектом ориентационным, а зависимость между [ф/ 1 и М соответствует прямой 1 на рнс. 303. Полная кривая [ф/g] = f (iio) (типа кривой 3 на рис. 303), включающая обе асимптотические ветви, была получена для растворов полиметилметакрилата (УИ 2,3-10 ) в интервале вязкостей растворителя т]о от 0,3-10 до 15-пуаз. Результаты представлены на рис. 321 [192]. Они иллюстрируют переход от ориентационного двойного [c.488]

Опыт показывает также, что для полимеров с достаточно большой собственной анизотропией (полистирол и его галогензамещенные, ППТБФМА, ПИБ, полиэтилен, каучук и др.) сегментная анизотропия цепи а1 — аг, найденная по двойному лучепреломлению в растворах (см. табл. 42), близка к значению а — 02, получаемому из измерения фотоупругости тех же образцов [227, 228, 240, 199, 81, 250]. Таким образом, в этих случаях замена среды низкомолекулярного растворителя средой самого полимера не вносит значительных изменений в анизотропию цепи. [c.510]

И. И. первый применил метод дробного фракционирования для характеристики полидисперсности советских синтетических каучуков, осуществил подробнейшее исследование действия света и кислорода на натрий-дивиниловый каучук, изучил влияние природы растворителей на набухание различных типов синтетических каучуков, первый в СССР с успехом применил двойное лучепреломление в потоке как метод характеристики формы макромолекул. Великая Отечественная война прервала па некоторое время работы И. И. в этом направлении, но уже в 1945 г. он с обычной энергией продолжает эти работы. И. И. ставит широкие исследования величины и формы (разветвленпости) макромолекул советских синтетических каучуков, па основе изучения физико-химических свойств их растворов. Эти исследования имели целью разработку простых и падежных методов контроля процесса полимеризации и характеристики получающегося полимера и изучение влияния различных факторов, в частности температуры и способа полимеризации, на ве,дичину и строение макромолекул каучука, в особенности на их пространственную конфигурацию. [c.10]

Подобным же образом можно измерить скорость трансформации цепных полимеров по изменениям плотности, двойного лучепреломления, теплоемкости и т. п. Оптические измерения проводились с поливинилиден-хлоридом [38]. Изменения плотности определялись на каучуке [46]. [c.36]

Характер двойного лучепреломления, присущий каучуку, обладающему кристаллической структурой, показан на рис. 1. Фотография снята с образца, исследованного между скрещенными николями. Светлые пятна соответствуют кристаллическим участкам, темные — аморфным. Смит и Сайлор [125] опубликовали описа- [c.91]

Интерпретация двойного лучепреломления растянутого каучука еще более затруднена. Здесь приходится учитывать совмещение оптического лучепреломления, возникающего вследствие напряжения, с двойным лучепреломлением, связанным непосредственно с кристаллической структурой [143]. Тибодо и Мак-Ферсон [130], например, наблюдали эффект двойного лучепреломления при растяжении, полученный в значительной степени даже при отсутствии каких-либо явлений кристаллизации. Оптический же крип , появляющийся у образцов при нарастающих удлинениях, должен быть отнесен за счет повышения эффекта кристаллизации. [c.92]

В ранних работах [49, 85, 102, 150] исследование двойного лучепреломления применялось для изучения условий кристаллообразования у растянутого каучука. Тиссен с сотрудниками [84, 133, 142] проводил параллельное изучение полимера методами двойного лучепреломления и рентгено-структурного анализа, а Трилор [135] сопоставлял двойное лучепреломление с измерением удельных объемов. [c.92]

Кирщ [84], изучая двойное лучепреломление и остаточное удлинение, показал, что истинное течение вулканизованного каучука начинается только при температуре 80°С и выше. Им также было отмечено, что кривые крипа изменяются вследствие кристаллизации полимера. Он построил кривые зависимости увеличении удлинения образца, находящегося при постоянной нагрузке в течение 50 час., от изменения напряжения. При этом обнаружился двойной максимум, который Кирш объяснил возникновением кристаллической фазы. Образующиеся кристаллы придают каучуку жесткость и даже уменьшают остаточную после снятия нагрузки деформацию. [c.108]

Кристаллы, образовавшиеся при значительном растяжении, не расплавляются полностью даже при температуре 100°С, как это показывают исследования изменения плотности каучука, измеренные Гольтом и МакФерсоном [71], и рентгенографические исследования Фильда. Кирш [84], исходя из определений двойного лучепреломления, считает высшим пределом плавления 140°С. [c.117]

Благодаря тому что растягивающие усилия способствуют кристаллизации, заметная степень кристалличности возникает при таких температурах деформации, при которых в нерастянутом состоянии образец никогда не кристаллизуется. Так, например, показано, что возникновение двойного лучепреломления при деформации невулканизованного каучука замедляется с повышением температуры. Однако при достижении больших удлинений [c.201]

И не является более обратимым, охлаждение при сжатии оказывается большим, чем тепловыделение при растяжении. Этот очень большой тепловой эффект соответствует скрытой теплоте кристаллизации, которая накладывается на нормальный эффект, получающийся благодаря изменению конфигурационной энтропии. Более сильный эффект при сокращении объясняется запаздыванием во времени кристаллизационных процессов, что Дарт, Энтони и Гут, действительно, в состоянии были обнаружить термически. Подобные явления, связанные с кристаллизацией, были обнаружены на других свойствах, например в двойном лучепреломлении. Эти эффекты будут обсуждаться дальше. Неопрен (полихлорбутадиен), который также кристаллизуется при растяжении, дает кривую, довольно сходную с кривой натурального каучука, но в этом случае кривая сокращения лежит ниже кривой растяжения. Это зависит, вероятно, от большого развития релаксационных процессов в таком каучуке. [c.42]

В отличие от кристаллических материалов такие вешества, как стекло или каучук, атомная структура которых более или менее нерегулярна, имеют, как и следует ожидать, нормальные изотропные физические свойства. Но если такие материалы деформировать, их структурная однородность нарушается, они перестают быть изотропными и начинают проявлять свойства, в некоторых отношениях сходные со свойствами кристалла низкой симметрии. В частности, они обнаруживают двойное лучепреломление, которое является довольно чувствительным индикаторо.м структурной асимметрии, обусловленной деформацией. [c.124]

Чтобы понять действие компенсатора, необходимо кратко рассмотреть явление интерференции в веществах с двойным лучепреломлением. Пусть ОР (фиг. 57) представляет плоскость электрического вектора падающей волны, и пусть ОА и ОВ будут направлениями главных растяжений в каучуке, соответствующими главным показателям преломления п и пг. Падающая волна амплитуды ОР может быть разложена на две составляюшд1е волны [c.126]

Теория двойного лучепреломления Куна и Грюна. Теоретическое рассмотрение зависимости между деформацией и двойным лучепреломлением в каучуке было проведено KynOiM и Грюном [80], которые исходили из статистической теории, обсужденной в гл. IV и VI. Они рассматривают сначала оптические свойства изолированной длинноцепочечной молекулы, которая для удобства теоретического анализа считается, как и раньше, цепью одиночных, беспорядочно соединенных звеньев. Единственные дополнительные характеристики, которые необходимо было ввести, связаны с оптическими свойствами звеньев цепи. Они представлены в теории Куна и Грюна двумя поляризуемостями oTi и Й2, соответственно параллельному и перпендикулярному направлениям относительно звена. [c.129]

Действие набухания. Нетрудно распространить теорию на случай каучука, набухшего в растворителе. Для этого допускается, что растворитель оптически нейтрален и изотропен, даже если каучук деформирован. Поэтому считается, что растворитель влияет на оптические свойства только косвенно, через изменение средней величины растяжения цепи. недеформированном состоянии среднее растяжение цепи I/"г- принимается пропорциональным линейным размерам набухшего каучука, т. е. 1/Уг , где V,. —объемная концентрация каучука в смеси. Для сетки с N цепями, занимающей единичный объем в ненабухшем состоянии, эффект поляризуемости состоит тогда просто в том, чтобы заменить r в формуле (8.14) с пР на пР1иг Множитель V,- должен быть введен также при определении удельной поляризуемости для набухшего состояния. Таким образом, выражение (8.17) для двойного лучепреломления примет вид [c.135]

Интересно сравнить эти результаты с соответствующими кривыми для некристаллизующегося каучука. На фиг. 61 представлены кривые напряжения и двойного лучепреломления для такого каучука, а ямснко бутздисн-стирольного (Ох -5), вулканизованного с 2% серы в присутствии ускорителя. Эти данные взяты из неопубликованной работы автора. Гистерезисные петли определенно отсутствуют несмотря на существование несравненно большей релаксации, соотношение напряжение — двойное лучепреломление находится в хорошем согласии с теорией. [c.138]