Наполнители и релаксация напряжений

Способность резиновых смесей к листованию зависит от их пластичности и способности к быстрой релаксации напряжения, Эти свойства зависят от температуры и состава резиновой смеси, от вида и количества каучука, мягчителей и наполнителей в ней. [c.283]

Таким образом, способность смоляных частиц деформироваться под действием напряжения приводит к распределению напряжения в вершине растущего очага разрушения и к увеличению его критического значения Процессу релаксации напряжения при усилении неорганическими наполнителями способствуют лишь гистерезисные свойства каучука и природа поверхностного взаимодействия, связанного с движением части молекул по поверхности наполнителя В вулканизате, усиленном полимерным наполнителем, уменьшению напряжения способствуют еще релаксационные процессы, происходящие в самой деформированной смоляной частице. [c.79]

Усиливающее действие наполнителя может также быть объяснено рассасыванием перенапряжения по краям микротрещины вследствие релаксации напряжений и перераспределения их на большое число центров прорастания трещин. Развивающаяся микротрещина, упираясь в частицу наполнителя, прекращает свой рост, который возобновляется только при дополнительном повышении напряжения. В результате возрастает среднее напряжение, необходимое для разрушения полимерного тела. [c.472]

В процессе формирования адгезионного контакта в соединяемых материалах возникают напряжения, вызванные усадкой слоя адгезива, различием в коэффициентах термического расширения и некоторыми другими причинами. В системах полимер — суб- страт для снижения остаточных напряжений в полимер вводят наполнители, изменяют режим формирования слоя адгезива, облегчают протекание процессов релаксации напряжений при помощи пластификаторов. [c.10]

Введение в бутадиенстирольный каучук наполнителей — сажи или окиси кремния — приводит к увеличению кажущейся степени сшивания, определяемой по изменению степени набухания и релаксации напряжений [179]. Тонкодисперсные порошки тяжелых металлов, использованные в качестве нанолнителей, нри облучении обусловливают увеличение числа вторичных электронов, образующихся в каучуке [183]. Добавки, ингибирующие радиационно-химические процессы, рассмотренные выше, обычно снижают степень радиационного сшивания в присутствии ароматических масел эти добавки уменьшают также и интенсивность процессов деструкции [183]. При облучении на воздухе интенсивность процессов деструкции несколько увеличивается, а процессов сшивания — снижается. При облучении нейтронами добавки нитрида бора или метилата лития увеличивают число образующихся поперечных связей за счет дополнительной ионизации по схеме п,а [184]. Бутадиенстирольный каучук в разбавленных растворах в толуоле под действием у-лучей деструктируется ( д = 300 эв) [185]. Эта величина хорошо совпадает с аналогичной величиной при облучении каучука в конденсированной фазе д = i n /( / ) == 18,5/0,07 = 260 эв, что может являться доказательством незначительного влияния характера окружающей среды на обмен энергии в облучаемом полимере. Желатинизация раствора сополимера в хлороформе при облучении наступает очень быстро и Е состав- [c.182]

Усиление каучука наполнителями обусловлено образованием упрочненных структур полимера вследствие адсорбции участков полимерных молекул на частицах наполнителя [50, 53, 54]. Наполненные каучуки более прочны и менее эластичны, чем ненаполненные. Активный наполнитель приводит к образованию в каучуке пространственной структуры, которая при достаточной степени наполнения пронизывает весь объем полимера. При этом важную роль в усилении полимера наполнителем играет природа поверхности и дисперсность частиц наполнителя. Наличие наполнителей в полимере усложняет процессы релаксации напряжения [55]. В связи с этим представляло интерес исследовать влияние природы поверхности и дисперсности частиц наполнителя на процессы релаксации напряжения в литьевых полиуретанах. [c.72]

Влияние дискретного наполнителя на прочность жесткоцепных полимеров м. б. объяснено с точки зрения статистич. теории распределения внутренних дефектов в твердом теле. Упрочняющее действие наполнителя связано с изменением условий перенапряжения на краях трещин, с релаксацией напряжений и перераспределением их на большее число центров прорастания микротрещин. Это должно увеличивать среднее напряжение, ведущее к разрушению тела. Микротрещина, развиваясь в наполненном полимере, может упереться в наполнитель и, следовательно, ее дальнейшее развитие будет требовать повышения напряжения. Чем больше концентрация наполнителя в полимере, тем больше создается препятствий для развития трещин благодаря этому тормозится процесс разрушения. Кроме того, в тонких слоях полимера, согласно статистич. теории прочности, число дефектов, приводящих к разрушению, должно быть меньше в определенных пределах увеличение прочности пропорционально уменьшению толщины слоя полимера. [c.164]

Введение наполнителя в резины на основе СКЭП не снижает скорости релаксации напряжения. [c.387]

Значительный интерес представляет влияние наполнителей на старение напряженных резин. Для них определяющим фактором старения является окисление, и наполнители в равной мере ускоряют этот процесс и химическую релаксацию. В качестве примера на рис. 6.16 представлены данные для резин на основе натурального каучука. Аналогичные зависимости получены для резин на основе бутадиен-стирольного каучука. На рис. 6.17 сопоставлено влияние различных антиоксидантов и канальной сажи на скорость химической релаксации напряжений. [c.241]

Наполнение обычно не влияет на Тс, однако переход в стеклообразное состояние расширяется, делается менее четким [55, 56]. Это происходит, по-видимому, в результате появления дополнительных релаксационных процессов, связанных с взаимодействием наполнителя и полимера. Вклад наполнения в релаксацию напряжения для резин на основе НК, СКС и ряда других каучуков был детально изучен в работах Г. М. Бартенева и Л. А. Вишницкой [5, 6]. Изменение вида релаксационного спектра под действием наполнения, появление дополнительных времен релаксации в области этого перехода было показано в работах Пэйна [44] и Г. М. Бартенева с сотр. [c.323]

Влияние наполнителей на ползучесть (явление, обратное релаксации напряжения) также представляет интерес. Нильсен [681] провел детальное исследование ползучести наполненного полиэтилена. В качестве наполнителей были использованы каолин и волластонит как исходные, так и обработанные силановым аппретом. Целью работы было ответить на вопрос, изменяются ли свойства системы под влиянием наполнителя на модуль образцов или наполнитель изменяет природу вязкоупругости системы. Как сообщалось ранее, наличие наполнителя, действительно, уменьшает ползучесть, причем относительный эффект практически не зависит от приложенного напряжения. Природа наполнителя и поверхностная обработка также важны. В экспериментах с постоянной объемной долей наполнителя (0,2) каолин оказался более эффективным, чем волластонит. Обработка поверхности наполнителя силаном приводит к уменьшению ползучести, особенно если образцы вымачивали в воде. [c.319]

Рис. 162. Влияние наполнителей на кинетику релаксации напряжения моносульфидного вулканизата НК при 90° С

Так называемая теория стесненных слоев постулирует, что передача усилия от низкомодульной матрицы к высокомодульным волокнам может быть равномерной и эффективной, если между ними находится межфазный слой с промежуточным модулем упругости [49]. Поскольку экспериментально показано, что частицы наполнителя могут изменять плотность упаковки макромолекул эластичного полимера и уменьшать их подвижность, а следовательно, изменять механические свойства полимера на расстояние до 150 нм от поверхности, эти представления кажутся многообещающими. Был сделан вывод, что аппреты способны уплотнять структуру полимера на границе раздела, оставаясь химически связанными с поверхностью стекла [39]. Однако эти представления трудно увязать с релаксацией напряжений в пограничной области прп компенсации термических усадок [29]. [c.46]

Влияние взаимодействия полимер — наполнитель. Для выявления роли взаимодействия полимер — наполнитель при термическом расширении наполненных полимеров и для исключения эффектов, обусловленных релаксацией напряжений и другими явлениями, рассмотрим в первую очередь тепловое расширение при кратковременном взаимодействии,/ т. е. начальные коэффициенты расширения. Для количественной оценки необходимо ввести коэффициент взаимодействия. В работе [11] был использован коэффициент а, являющийся отношением тангенса угла наклона экспериментальной зависимости ус от фр к тангенсу угла наклона этой же зависимости, рассчитанной с помощью простого правила смеси. В настоящем разделе используется коэффициент взаимодействия [c.269]

Теперь детализируем само представление о релаксационном спектре. Как мы уже отмечали, тепловое движение элементов структуры (релаксаторов) от самых мелких и подвижных (боковые и концевые группы в цепях или малые участки цепей и сегменты) до крупных (микроблоки, частицы активного наполнителя и т. д.) происходит либо путем перехода кинетических единиц из одного равновесного положения в соседнее (мелкие кинетические единицы и сегменты), либо путем распада и образования флуктуационных структур (микроблоки), либо путем отрыва стабильных коллоидных частиц друг от друга и их диффузии (частицы наполнителя, глобулы в расплавах и концентрированных растворах полимеров). Скорость указанных процессов зависит от сил взаимодействия между частицами, высоты потенциальных барьеров, разделяющих два соседних равновесия, размеров структурных элементов и температуры. Молекулярная подвижность таких кинетических единиц характеризуется временем оседлой жизни и собственно временем жизни флуктуационной структуры до ее распада. Характер теплового движения элементов структуры полимера сказывается на скорости деформации, скорости релаксации напряжения, на зависимости статического и динамического модулей упругости от температуры, времени наблюдения или частоты деформации, а также проявляется в механических потерях при деформировании материала. [c.76]

Если учесть, что уже при температурах 70—100°С имеет место химическая релаксация напряжения [61], то указанные эффекты могут свидетельствовать о на-, личии химических связей наполнитель — полимер. Образования таких связей следует ожидать, учитывая интенсивное механическое воздействие на эластомер и наполнитель при смешении, возникновение при этом свободных полимерных радикалов, механически активиро- [c.59]

Данные, представленные на рис. 5.13, свидетельствуют о наличии корреляции влияния наполнителя на коэффициент р и гистерезисные свойства резин. При возрастании гистерезиса коэффициент р уменьшается. Такая закономерность связана с тем, что, с одной стороны, увеличение гистерезисных потерь приводит к возрастанию коэффициента механической активации деструкции [26, 61], т. е. к интенсификации механохимических, в частности окислительных, процессов, с другой стороны, к уменьшению скорости роста усталостного дефекта в процессе циклического нагружения в результате большей релаксации напряжения и увеличения диаметра его вершины [91, 93—95, 102]. Каждый из указанных процессов приводит к уменьшению коэффициента р. [c.191]

Чем больше каучука содержится в резиновой смеси, тем больше величина усадки с повышением содержания наполнителей величина усадки резиновой смеси понижается. Наименьшую усадку имеют резиновые смеси на основе каучука СКБ с высокой пластичностью, порядка 0,50—0,60. Большая усадка (до 80%) может наблюдаться у малонаполненных смесей на основе хлоропренового каучука (наирита). Смеси с ламповой сажей обладают значительно меньшей усадкой по сравнению со смесями, содержащими газовую канальную сажу. С повышением температуры резиновой смеси релаксация напряжения ускоряется, величина эластического восстановления и усадка резиновой смеси по выходе с каландра уменьшаются и благодаря этому процесс каландрования облегчается. [c.285]

Было найдено, что полимерные системы без наполнителя в ре зультате термообработок могут подвергаться как уплотнению так и разрыхлению (плотность изменяется в пределах от 0,5 до 2%) в зависимости от природы пластификатора. При введении наполни теля в композиционные смеси средние плотности отвержденного по лимера не изменяются или в незначительной степени возрастают но не более чем на 0,5%. В то же время все образцы становятся структурно неоднородными, так что в образцах наблюдаются об ласти с плотностями на 5—6% более низкими, чем в исходном ма териале. Термообработка при температуре 80 С практически неизме няет средних плотностей, но приводит к выравниванию структуры плотности разрыхленных областей возрастают на 4—5%, по-видимому, вследствие релаксации напряжений. [c.171]

При малых деформациях спектр времен релаксации вулканизата с сажей, обладающей однородной поверхностью, сдвигается в область больших времен, а для актданой сажи с неоднородной поверхностью — резко падает в этой области. При больших деформациях (более 50%) спектр вулканизатов с активными сажами см.ещается в область больших времен релаксации тем больше, чем больше упрочняющее действие сажи. При деформациях более 50% увеличение высоты релаксационного спектра и смещение его в область больших времен при использовании активной сажи обусловлено возникновением упрочненных структур и наличием прочных связей полимер — наполнитель. Повышение температуры ускоряет релаксационные процессы и приводит ос разрушению слабых связей, вследствие чего уменьшается высота релаксационного спектра. Молекулярная теория, позволяющая описать релаксационные свойства наполненных эластомеров, была развита Сато Йосиясу [255]. На основе статистической теории высокоэластичности им выведены формулы для расчета релаксации напряжений, модуля- упругости и механических потерь наполненных полимеров. [c.138]

Однако для большинства резин пригодность уравнения Бики сомнительна [536]. Это связано с рядом допущений, положенных в основу предложенных уравнений, и прежде всего с пренебрежением возможностью существования упорядоченных областей вблизи частицы наполнителя, с различиями в деформируемости цепей в образце в целом и вблизи поверхности наполнителя и существованием вблизи поверхности наполнителя слоя полимера с более высокой концентрацией поперечных связей. При высоких удлине-ниях йод действием больших напряжений в наполненном каучуке происходят перемещения точек зацеплений, узлов сетки и частиц наполнителя. Поэтому в общем виде релаксация напряжений в наполненных резинах определяется процессами релаксации, связанными с отрывом цепей каучука от частиц наполнителя, и перегруппировкой частиц наполнителя, протекающей с очень малой скоростью [247]. [c.268]

Усиливаю1цее действие наполнителей тесно связано также с молекулярными движениями в полимерах [546]. Резкое, падение прочности наполненных каучуков при понижении температуры ниже 7 с по сравнению с ненаполненными связывается с невозможностью релаксации напряжений, возникающих ниже Тс вследствие разности термических коэффициентов расширения полимера и наполнителя. Это приводит к снижению адгезии, и, таким образом, в наполненных системах подвижность кинетических элементов влияет не только на деформационные процессы и развитие дефектов, но и на когезию. Поэтому температурная зависимость усиливающего действия и прочность наполненных систем на основе аморфных полимеров определяются подвижностью элементов системы независимо от того, является ли полимер эластомером или термопластом. Реализация подвижности приводит к повышению как прочности, так и эффектов усиления. [c.272]

В термо- и реактопластах усиливающее действие наполнителей также связано с их влиянием на ориентацию и переходом полимера в тонкие пленки на поверхности [2]. Наполненные пластики могут рассматриваться как слоистые системы, состоящие из непрерывной фазы — полимера, ориентированного и фиксированного в виде тонких слоев на поверхности частиц наполнителя, и чередующихся слоев, или частиц наполнителя. Поэтому прочность наполненных пластмасс возрастает с увеличением активной поверхности до определенного максимума, соответствующего предельно ориентированному слою связующего. Влияние наполнителя на прочность, как и в случае резин, описывается с помощью статистической теории распределения внутренних дефектов в твердом теле. Усиливающее действие связано с изменением перенапряжений в вершинах трещин, с релаксацией напряжений и перераспределением их на большее число центров прорастания микротрещин. Это должно увеличить среднее напряжение, обусловливающее разрушение тела. Микротрещина, развиваясь в наполненном полимере, может упереться в частицу наполнителя, и, следовательно, для ее дальнейшего развития требуется увеличение напряжения. Чем больше в полимере наполнителя, тем больше создается препятствий для развития трещин, вследствие чего происходит торможение процесса разрушения. Можно также полагать, что в тонких слоях полимеров согласно статистической теории прочности должно наблюдаться уменьшение числа дефектов, приводящих к разрушению, и увеличение прочности будет пропорционально уменьшению толщины слоя. Это предположение проверялось Рабиновичем [542] на примере тонких пленок бутварофенольной смолы, однако различий в механических свойствах пленок разной толщины им обнаружено не было. [c.273]

Описанные изменения свойств полимера на поверхности в результате взаимодействия с ней имеют существенное значение для понимания механизма усиления полимеров, в частности стеклянным волокном, где важную роль играет соотношение модулей упругости наполнителя и отвержденного связующего. Эффекты упрочнения обусловлены- не только высокими механическими показателями армирующего материала, не только изменением условий перераспределения напряжений в системе при деформации, но и изменением микрогетерогенности полимеров в тонких слоях на поверхности наполнителя вследствие ограничения их гибкости и из менения характера упаковки. Отсюда ясно что влияние прочности адгезионной связи наполнйтеля и полимера сказывается не только на условиях перераспределения напряжений в системе, но и на изменении свойств самого полимера. Можно считать, что адгезия, зависящая от свойств полимера, в свою очередь, оказывает влияние на его свойства. Увеличение прочности адгезионной связи приводит к более эффективному повышению жесткости цепей и способствует возрастанию рыхлости упаковки молекул в поверхностном слое. Более рыхлая упаковка молекул способствует релаксации напряжений при деформации. Это может иметь важное значение как фактор, изменяющий условия развития трещин в образце при его [c.281]

Усиливающее действие наполнителей может быть связано с изменением условий перенапряжений на краях микротрещин, а именно, с релаксацией напряжений и перераспределением их на ббльщее число центров прорастания микротрещин, что, естественно, должно увеличить среднее напряжение, ведущее к разрушению тела. [c.132]

Влияние наполнителей на скорость химической релаксации напряжения исследовалось на тиурамных вулканизатах НК. [c.308]

Для резин на основе водородсодержащих фторкаучуков — сополимеров ВФ с перфторированными мономерами—возможности участия ингредиентов в химических превращениях фторэластомеров возрастают вследствие их повышенной реакционной способности. Наполнители и агенты вулканизации в той или иной мере активируют отщепление галогенводородов, а акцепторы галогенводородов (оксиды и гидроксиды щелочноземельных металлов) нейтрализуют этот эффект. Пока не известны добавки, позволяющие полностью подавить отщепление галогенводородов при нагревании резин до 250—300 °С. Они лишь уменьшают их количество до уровня, соответствующего термическому распаду исходного фторкаучука. Наибольшее отщепление галогенводородов при термическом воздействии наблюдается для аминных вулканизатов сополимеров ВФ и ГФП (СКФ-26), оно значительно меньше для пероксидных и радиационных вулканизатов. Бнсфенольные вулканизаты по стойкости к термоокислительному старению превосходят аминные [201]. Это проявляется в значительно меньшей скорости релаксации напряжения вулканизатов на воздухе при 200°С, меньшем изменении физико-механических свойств при старении при-250°С. [c.193]

Смотреть страницы где упоминается термин Наполнители и релаксация напряжений: [c.34] [c.57] [c.127] [c.24] [c.138] [c.172] [c.182] [c.166] [c.32] [c.164] [c.286] [c.330] [c.140] [c.143] [c.275] [c.181] [c.256] [c.283] [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология