Ориентирующее действие наполнителя

Наибольший эффект упрочнения достигается в тех случаях, когда образуется мономолекулярная пленка, так как ориентирующее действие поверхности наполнителя быстро убывает с расстоянием и практически не распространяется дальше первого слоя макромолекул. Еслн имеется достаточное количество наполнителя, то между частицами его будет находиться предельно ориентированная бимолекулярная пленка. [c.472]

Вопрос об усилении полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, и усилении резин освещен в литературе достаточно подробно [277, 458, 530, 531]. Одной из наиболее существенных черт усиления каучуков сажей является способность сажи образовывать в полимерной среде цепочечные структуры. Это явление было подробно исследовано Догадкиным и сотр. для ряда наполненных каучуков [530, 531]. Ими было установлено, что чем больше степень структурирования, т. е. степень развития цепочечной структуры наполнителя тем сильнее проявляется эффект усиления. Образование цепочечных структур активного наполнителя в среде каучука связано с тем, что поверхность частиц активного наполнителя энергетически неодинакова. Энергия взаимодействия частиц наполнителя в местах их контакта больше, чем энергия взаимодействия на границе раздела каучук—наполнитель. Усиливающее действие цепочечных структур объясняется тем, что они являются той матрицей, на которой ориентируются молекулы каучука. Чем больше развита цепочечная структура, тем в большей степени сказывается ее ориентирующее действие на цепи каучука. Образование таких структур активного наполнителя является самостоятельным фактором усиления каучука, поскольку при разрушении резин, содержащих активные наполнители, плоскость разрыва пересекает более прочные связи между частицами наполнителя, что препятствует разрушению. [c.265]

Увеличение прочности компаундов происходит до определенной степени заполнения, выше которой наступает ослабление материала. Это связано с появлением в системе ослабленных участков во все возрастающем количестве- Такими участками являются межчастичные контакты, а при заполнениях сверх критического — микропустоты, усугубляющие падение прочности. Максимум на кривых прочность — заполнение соответствует содержанию наполнителя, при котором прирост прочности за счет ориентирующего действия поверхности частиц равен снижению ее в результате прогрессирующего увеличения дефектности связующего [9]. Баланс собственно усиливающего действия наполнителя tia связующее и ослабляющего [c.63]

В том случае, когда полимер смачивает наполнитель, хорошо распределен в нем или заранее ориентирован (слоистые пластики), прочность композиции по мере увеличения количества вводимого наполнителя повышается до определенного максимального предела, после чего она начинает уменьшаться. Это явление обусловлено происходящей ориентацией полярных групп полимера на границе раздела фаз в системе полимер — наполнитель . Согласно такому представлению максимум прочности будет достигнут, когда слой клея будет бимолекулярным и его макромолекулы будут полностью ориентированы своими полярными частями к наполнителю (максимум наполнения). Усиливающееся действие наполнителя тем больше, чем меньше силы когезии в полимере, препятствующие тонкому распределению наполнителя [4]. Однако технически трудно равномерно распределить огромный объем наполнителя в малом объеме связующего, поэтому степень наполнения практически ниже идеальной. Увеличение количества наполнителя выше максимальной ведет к потере прочности композиции, так как появляется много частиц наполнителя, вовсе не смоченных полимером. [c.61]

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]

Существуют нек-рые специфич. особенности в механизме упрочнения эластомеров и жесткоцепных линейных и сетчатых полимеров. В частности, существенное упрочнение эластомеров достигается при использовании высокодисперсных наполнителей, преимущественно сажи, прочные первичные агрегаты к-рой создают в среде эластомера цепочечные структуры (см. также Наполнители резин). Действие этих структур объясняется гл. обр. тем, что их элементы являются той матрицей, на к-рой ориентирована макромолекула. Чем больше развита цепочечная структура, тем в большей степени проявляется ее ориентирующее и упрочняющее действие. Образующиеся в ходе смешения хаО тич. связи каучук — наполнитель при деформации ПОД напряжением разрываются и вновь восстанавливаются в новых положениях, закрепляя на поверхности наполнителя макромолекулы каучука, частично ориеН тированные в направлении действия напряжений. В ре зультате происходит выравнивание местных перенапряжений. Чем выше прочность связи каучук — на- [c.163]

Так как жидкокристаллический расплав хорошо ориентируется в процессе переработки, свойства готового продукта могут быть высоко анизотропны, т. е. зависимы от направления приложения нагрузки. Качественно это можно увидеть по поверхности разрушения сформованной полиэфирной полоски, на которой отчетливо видны фибриллярные зазубрины, происхождение которых связано с высокой степенью молекулярной ориентации. Иногда она действует как армирующий наполнитель, подобно тому, как усиливает свойства обычных термопластов, например, стеклянное волокно. [c.173]

Другие виды ориентации армирующего наполнителя. Вклад волокон в жесткость и модуль упругости при растяжении значительно снижается, если не все волокна ориентированы в направлении действия напряжений. Формула для расчета модуля упругости при растяжении с учетом влияния ориентации волокон имеет следующий вид [c.185]

Наилучшей формой частиц наполнителя с точки зрения механических свойств резины является такая, при которой размеры частицы одинаковы по всем трем осям. Если один размер значительно больше другого (игольчатые частицы) или значительно меньше двух других (частицы чешуйчатой формы), то резиновая смесь приобретает сильно выраженную анизотропную структуру. При направленных механических воздействиях, например при.каландровании и шприцевании, частицы таких наполнителей ориентируются по большим осям в направлении действующей силы. Анизотропная структура остается почти неизменной и в резинах. [c.46]

Такое поведение наполнителей связано с тем, что при разрыве они или оказывают на эти каучуки слабое усиливающее действие, или вызывают разупрочнение, . так как сами ненаполненные эластомеры в данных условиях достаточно хорошо ориентируются или кристаллизуются и обладают высокой прочностью. При раздире условия ориентации для них ухудшаются, я наполнитель, способствуя развитию ориентации, в большей степени может проявить свое усиливающее действие. [c.85]

Поведение таких систем может рассматриваться как нулевое приближение для описания поведения кристаллических полимеров. В таких системах высокомодульный материал диспергирован в аморфной фазе (аналог неправильного, но еще полезного представления о кристаллических полимерах как о пироге с изюмом ), причем связь на границе каучук—наполнитель сравнительно невелика. Частицы наполнителя не деформируются и не ориентируются под действием напряжения подобно кристаллитам, но каучук отстает от частиц и образует вокруг них вакуоли. [c.327]

В гидрофобных полимерах, сорбирующих ограниченно малое количество воды, такое взаимодействие приводит к связыванию электролита, понижению его подвижности и торможению процесса переноса. В полярных полимерах, особенно при наличии гидрофильных наполнителей, вода ориентируется у полярных групп полимера или на поверхности гидрофильного наполнителя, образуя протяженные области, которые затрудняют свободный перенос молекул летучего электролита. К примеру, если коэффициенты проницаемости по отношению к воде полиэтилена и эпоксидной смолы являются величинами одного порядка, то значение коэффициента проницаемости для НС1 отвержденной эпоксидной смолы на два порядка меньше, чем полиэтилена. Значит, для защиты от действия водных растворов летучих электролитов более эффективными являются покрытия на основе полярных синтетических смол. Этим, кстати, и объясняется широкое применение покрытий на основе эпоксидных смол для защиты металлоконструкций на промышленных объектах. [c.37]

Глубина, на которую распространяется действие поверхностных сил, зависит от характера взаимодействия. Если взаимодействие обусловлено ван-дер-ваальсовыми силами, то толщина слоя ограничена 2—3 слоями ближайших соседей, так как эти силы убывают пропорционально примерно седьмой степени расстояния [1]. Однако процессы взаимодействия на границе раздела не ограничиваются ван-дер-ваальсовыми силами. Несимметричные полярные молекулы, к которым относятся как эпоксидные олигомеры, так и отвердители, ориентируются определенным образом под действием поверхностных сил [1], причем эта ориентация не ограничивается мономолекулярным слоем. Таким образом, поверхность оказывает ориентирующее действие уже на олигомерное связующее, причем можно ожидать, что с ростом молекулярной массы олигомера в ходе отверждения толщина ориентированного слоя будет возрастать. Количественную оценку глубины ориентирующего действия поверхности наполнителя в настоящее время нельзя сделать, но исходя из данных о размерах глобул в эпоксидных смолах (см. гл. 3), нельзя ожидать, что она будет более 1000 А. [c.89]

Инициированная адсорбция полимера с помощью адсорбционного слоя ПАВ объясняется нами развертыванием и ориентацией макромолекул полимера на по-лимерофилизованной поверхности наполнителя (пигмента) при наличии глобулярной структуры полимера в объеме раствора [80], что облегчает смачивание пигмента полимером и адсорбцию на свободных, незанятых ПАВ участках (при степени насыщения поверхности модификатором а<С1). Таким образом, обнаруженный эффект следует связывать также с ориентирующим действием на полимер лиофилизованной поверхности, способствующей по аналогии с сажей развертыванию [c.57]

Особую роль при формированйи мезофазы играют твердые частицы нерастворимые в пеке и в том числе, карбоидь [107]. Нерастворимые твердые частицы концентрируются на границе сфер при их росте. При бо/ ьшой их концентрации искажается форма мезофазных сфер. Если нерастворимые частицы имеют небольшие размеры, по-видимому, сравнимые с молекулами, то они могут попадать внутрь мезофазных сфер, которые при этом имеют много дефектов. При удалении карбоидов образование сфер происходит в более узком интервале температур и при более низкой температуре, а их размеры достигают значительной величины. Аналогично этому ведут себя нефтяные пеки, содержащие мало карбоидов [8, с. 165—169]. В присутствии частиц графита сферы мезофазы располагаются на частицах, причем, ароматические молекулы ориентированы преимущественно параллельно поверхности частиц. Ориентирующее, но более слабо выраженное действие, оказывают при развитии мезофазы и частицы других наполнителей. Действие поверхности наполнителя графитовой природы на ориентацию в мезофазе сказывается на очень большом расстоянии — до 50 мкм. [c.172]

Удовлетворительная прочность литых изделий из реактопластов была показана на различных композициях. Например, в работе Ротенпилера [И] было отмечено, что при переработке композиций с волокнистым наполнителем конструкцию литьевой формы и расположение литника необходимо выбирать таким образом, чтобы волокна в изделии ориентировались в направлении действия нагрузки. В табл. 5 приведены результаты сравнения свойств образцов, полученных прессованием и литьем под давлением [10]. Все приведенные свойства находятся в пределах предъявляемых требований. [c.55]

При получении антикоррозионных каучуковых составов большей частью ориентируются на те наполнители, которые обладают достаточной химической стойкостью против действия кислот и щелочей и обеспечивают хорошую укрыви-стость, например используют титановые, а не цинковые белила. [c.168]

Сущность действия указанных порошкообразных наполнителей в полиамидных композициях заключается в том, что благодаря слоистой структуре (графит, тальк, двусернистый молибден и др.) и легкой расщепляемости по плоскостям спайности в процессе трения чешуйки наполнители ориентируются под действием нормальных сил и образуют пленку на поверхности полимерного образца и контроля Ци]. Таким образом, создается условие самОсмазывання, при этом уменьшается адгезия полиамида к металлу, что имеет существенное значение для снижения коэффициента трения [12] и повышения износостойкости [c.95]

В настоящее время установлено, что свойства полимера могут изменяться под действием не только электрических, но и магнитных полей. Накоплен большой объем экспериментальных данных, свидетельствующих о влиянии магнитных полей на кинетику химических реакций, протекающих в полимерах, на структуру полимеров, их механические, электрические, оптические и другие свойства [14]. Изменение свойств полимера под действием магнитного поля обусловлено наличием анизотропии диамагнитной восприимчивости макромолекул, их фрагментов и ассоциатов [25]. Магнитное поле оказывает ориентирующее воздействие на сегментышакромолекул полимера, находящегося в вязкотекучем состоянии, а также на структурные элементы (домены), обладающие асимметричностью геометрических размеров [14]. Наличие в полимерном материале ферромагнитного наполнителя увеличивает зависимость его свойств от характеристик воздействующего на материал магнитного поля. В этом случае характер изменения свойств полимерного композита определяется дисперсностью и конфигурацией наполнителя, напряженностью магнитного поля и временем его действия [14]. [c.65]