Релаксационные свойства каучука резины

Релаксационные свойства каучуков и резин непосредственно связаны с энергией ван-дер-ваальсового взаимодействия между звеньями цепных молекул точнее, они зависят от соотношения этой энергии и энергии теплового движения звеньев. Релаксационный процесс протекает тем быстрее, чем слабее межмолекулярное взаимодействие и чем энергичнее тепловое движение, т. е. чем выше температура. Последнее обстоятельство обусловливает резкую зависимость всего комплекса механических свойств каучуков и резин от температуры. [c.12]

Таким образом, одной из главных особенностей механических свойств эластомеров, общей для каучуков и резин и отличающей их от упругих твердых тел, является существенная зависимость напряжения от времени действия силы или скорости деформации, т. е. известное явление релаксации напряжения или деформации. Зависимость напряжение—деформация носит сложный релаксационный характер. В свою очередь релаксационные свойства зависят от тем- [c.14]

Причины этих явлений разбираются в различных теориях усиления резин, в большинстве которых рассматривается главным образом влияние наполнителей на деформационные и релаксационные свойства резин с точки зрения природы связей, возникающих между частицами наполнителя и макромолекулами каучука. В этих теориях рассматривается не прочность материала как таковая, а прочность структур, например прочность связей каучук—наполнитель и влияние ее на деформационные свойства и течение каучукоподобных полимеров - . [c.194]

Специальные принципы конструирования резиновых деталей учитывают релаксационные, деформационно-прочностные, теплофизические и другие особенности резины, а также зависимость свойств резины от свойств каучука, являющегося ее основой. [c.20]

Релаксационные свойства эластомеров зависят от соотношения энергии взаимодействия между структурными элементами полимера и энергии теплового движения этих элементов. Изменение температуры приводит к соответствующему изменению энергии теплового движения, что обусловливает зависимость механических свойств каучуков и резин от температуры. [c.9]

Влияние связанного каучука на напряжение при заданном удлинении сильно зависит от природы полимера и сажи. Наличие связанного каучука в количествах, обычных для смесей из натурального и синтетических каучуков, можно рассматривать как доказательство сильного взаимодействия между полимером и сажей, что обычно признается одним из необходимых условий усиления. Хотя наличие таких количеств связанного каучука считается положительным фактором, увеличение их выше этого уровня обычно ухудшает упруго-релаксационные свойства резины. Так, например, содержание связанного каучука можно увеличить путем повышения содержания кислорода в саже или, наоборот, уменьшить удалением кислорода из сажи термообработкой. В первом случае возрастает количество связанного каучука, но одновременно снижается напряжение при заданном удлинении, очевидно, в результате адсорбции сажами с высоким содержанием кислорода компонентов вулканизующих систем и связанного с этим ингибирования поперечного сшивания в процессе вулканизации. Содержание кислорода в сажах было небольшим, а количество связанного каучука возрастало с увеличением удельной поверхности сажи, как обычно. Однако параллельно этому росту уменьшалось напряжение при заданном удлинении резин на основе натурального каучука. Термообработка, которой подвергались образцы этих саж, проводилась при температурах, не вызывающих ослабления их усиливающих свойств. При более высоких температурах сажи графитируются, что сопровождается резким падением как содержания связанного каучука, тан и напряжения при заданном удлинении (см. табл. 12.6). [c.290]

В состав многих смесей, применяющихся для изготовления резиновых технических изделий, помимо сажи входят и другие наполнители. Общепризнано, что для активации вулканизации смесей из бутадиен-стирольных каучуков требуется не менее 12 сажевой поверхности на 1 г углеводорода каучука. Сажи необходимы также для облегчения переработки резиновых смесей. В табл. 12.7 и 12.7А приведены данные, показывающие, каким образом комбинацией сажи с каолином и (или) мелом можно получать резины, имеющие заданные свойства Сажа вводилась в смесь в виде саженаполненного каучука БСК 1605, содержащего 50 вес. ч. сажи РЕР на 100 вес. ч. бутадиен-стирольного каучука холодной полимеризации, введенной в латекс до его коагуляции. Мел использовался в основном как инертный наполнитель. Однако введение каолина в маточную смесь, содержащую сажу РЕР, давало вулканизаты с хорошими упруго-релаксационными свойствами без значительного понижения предела прочности при растяжении. В такие сильно наполненные смеси обычно вводят большие количества мягчителей с целью достижения удовлетворительных технологических свойств и твердости. [c.307]

Физико-механические свойства серных и смоляных резин на основе бутадиенстирольного каучука с различными модулями жесткости приведены в табл. 4. При повышении степени вулканизации не только сохраняются отмеченные выше преимущества смоляных резин по теплостойкости, износу, усталостным и релаксационным свойствам, но и существенно улучшаются эластические свойства, особенно в условиях по- [c.82]

Мы говорили о термодинамических, равновесных свойствах полимеров. Основные закономерности, выражающие зависимость механических свойств полимерных материалов от временного режима их эксплуатации, были установлены А. П. Александровым и Ю. С. Лазуркиным [ ] и П. П. Кобеко и Е. В. Кувшинским[ ]. Александров и Лазуркин подробно исследовали поведение каучука (резины) при циклических деформациях различной частоты и установили релаксационный характер деформации. Полная деформация может быть расчленена на ряд составляющих различной природы [ ]. Ее можно выразить формулой [c.13]

Механические свойства кристалло-аморфных полимеров во многом определяются долей и релаксационным состоянием-аморфных областей. Если степень кристалличности велика (как в полиэтилене), кристаллические области доминируют, и хотя-аморфные области находятся при комнатной температуре в высокоэластическом состоянии, полимер в целом проявляет механические свойства твердого пластика. С другой стороны, в большинстве кристаллизующихся каучуков, обладающих низкой степенью кристалличности, цепи между кристаллитами достаточно длинны, чтобы в полной мере проявилась высокоэластичность, предопределяющая технические применения каучуков и резин. [c.330]

При введении в каучуки ферритового наполнителя образуются неоднородные системы с существенно измененными диэлектрическими свойствами. На рис. 5.5 представлена зависимость диэлектрической проницаемости вулканизатов магнитномягких резин на основе ряда каучуков от содержания ферритового наполнителя Ф1. Как видно из рисунка, у ненаполненных вулканизатов на основе неполярных каучуков значение е лежит в пределах 2—3, что обусловливается в основном упругой электронной поляризацией. В связи с тем, что смещение электронов и ионов под действием электрического поля происходит весьма быстро (за время порядка 10 5 и 10 з с соответственно), то при всех радиотехнических частотах этот вид поляризации успевает полностью установиться за время много меньше полупериода приложенного поля, поэтому при этих частотах не возникает диэлектрических потерь, обусловленных упругими видами поляризации [136]. В вулканизатах, имеющих полярные группы, диэлектрическая проницаемость определяется в основном дипольно-релаксационной поляризацией, а значение е лежит в пределах 10—12. [c.123]

Исследование высокоэластической деформации каучука и резины, как обратимого изотропного процесса при малых скоростях деформации, приводит к установлению зависимости напряжений и деформации в так называемых равновесных условиях, когда за время деформации успевают пройти основные релаксационные процессы. В реальных же условиях, вследствие релаксационной способности высокомолекулярных материалов, проявляется то или иное из названных выше физических состояний, как следствие соотношения между временем действия внешних сил и временем, необходимым для достижения равновесия их с внутренними силами, и сказываются несовершенною упругостью резин. Изучение термодинамической и кинетической сущности высокоэластической деформации, проведенное в СССР А. П. Александровым, П. П. Кобеко, Я. И. Френкелем, В. А. Каргиным, Б. А. Догадкиным и продолжаемое другими исследователями, внесло значительную ясность в освещение явлений, происходящих при деформации резин. Успехи этих работ, а также исследования механических свойств резиновых и текстильных изделий дают широкую основу для создания учения о прочности и сопротивлении как высокоэластических, так и структурных материалов и изделий из них. Практическим следствием является возможность осуществления рациональных инженерных расчетов в области и резино-текстильных конструкций. [c.247]

Общие закономерности упругих, релаксационных и прочностных свойств будут рассмотрены в связи с конкретными методами их определения. Здесь, однако, уместно остановиться еще на некоторых особенностях механического поведения каучуков и резин, играющих существенную роль при оценке этих материалов и при проведении соответствующих механических испытаний. [c.12]

Структура и релаксационные свойства резин — саженаполнен-ных вулканизатов каучуков — еще сложнее. Деформационные свойства саженаполненных резин могут быть описаны моделью, в котЬрой каучуковая часть резины состоит из двух составляющих мягкой и твердой (см. гл. I). Мягкая составляющая по структуре идентична ненаполненному сшитому каучуку, структура которого рассматривается как состоящая из упорядоченной и неупорядоченной частей. Первая представляет собой совокупность элементов надмолекулярной структуры — упорядоченных микроблоков, связанных в единую пространственную структуру с неупорядоченной частью и состоящих из свободных полимерных цепей и сегментов. Вторая представляет собой объем связанного, т. е. адсорбированного на частицах наполнителя, слоя каучука. Этот адсорбированный слой каучука менее эластичен, чем каучук в мягкой составляющей. В целом сажекаучуковая часть резины состоит из частиц наполнителя, образующих макросетчатую пространственную структуру, и твердой составляющей каучука, связанной с частицами наполнителя. Подвижности сегментов, находящихся в адсорбированном слое каучука, соответствует на рис. II. 14 а -процесс. В ненаполненной резине а -процесс не наблюдается. Более медленные процессы релаксации ф и б объясняются подвижностью самих частиц сажи и химических узлов сетки резины. [c.100]

Химич. С. резин осуществляется с помощью сшивающих (присадочных) агентов — перекисей, диаминов, диазосоединений и др., способных быстро реагировать с функциональными группами макромолекул каучука (двойными связями, водородом а-мстиленовых Г1)упп и др.). На соединяемые поверхности наносят обычно р-ры этих агентов в инертных (ацетон, хлороформ) и,пи активных (напр., стирол) растворителях. Благодаря этому достигается более равномерное распределение сшивающего агента и упрощается ого дозирование. Резины из хлоропренового каучука, содержащего в макромолекуле подвижные атомы хлора, могут свариваться без применения сшивающих агентов. Важное значение при С. резин имеет подготовка соединяемых поверхностей, в частности очистка их от ингибиторов и др. ингредиентов, мигрирующих на поверхпость резины ири ее хранении. Темп-ра химич. С. резин определяется реакционной способностью сшивающих агентов. Давление С., зависящее от упруго-релаксационных свойств материала и от количества летучих продуктов в зоне соединения, составляет 1,0—2,5 Мн/м (10—-25 кгс/см ). Продолжительность процесса изменяется в тех л е пределах, что и при С. реактопластов. [c.191]

Аналогично действие введенных в каучук полярных групп. Так, карбоксилатный каучук СКН-26-1, вулканизованный окисью магния, слабо или совсем не растрескивается под действием кислот, несмотря на сильную деструкцию, о которой свидетельствует резкое увеличение скорости ползучести нагруженного образца. Одной из причин замедления озонного растрескивания резин при переходе от НК к хлоропреповому каучуку также, по-видимому, является уменьшение подвижности молекул. Вследствие сильной зависимости способности к растрескиванию от релаксационных свойств температура существенно влияет на этот процесс (гл. VI.4.2). Например, это подтверждается тем, что скорость разрастания озонной трещины в зависимости от температуры в области, не слишком отдаленной от Гс, подчиняется уравнению Вильямса — Ланделла — Ферри как в случае БСК, когда скорость изменяется сравнительно мало, так и для бутилкаучука, когда скорость изменяется на несколько порядков [c.90]

Практическая значимость исследований релаксационных процессов в резинах обусловлена необходимостью надежной герметизации различных соединений резиновыми прокладками, в условиях статического сжатия за счет сохранения контактного давления. Ниже подробно рассмотрены методы исследования процессов окислительного старения каучуков и резин и методьЕ прогнозирования изменения свойств резиновых технических изделий. [c.63]

В связи с большой ролью микроблоков надмолекулярной структуры и активного наполнителя в резинах необходимо подчеркнуть коллоидно-химический аспект релаксационных процессов в этих материалах. Важным обстоятельством является то, что протекание медленных релаксационных процессов и процессов разрушения каучуков и резин определяется не только их молекулярной структу-)ой, но и различными коллоидно-дисперсными структу-эами, играющими особо важную роль в этих процессах. Три этом ответственными за эксплуатационные свойства технических резин являются, по-видимому, именно медленные релаксационные процессы, связанные с молекулярной подвижностью коллоидных и квазиколлоидных структур (микроблоки различной природы, макросетки, структуры каучук — технический углерод) и с химической релаксацией. [c.100]

Высокоэластический модуль резины Е, определяемый комплексом релаксационных свойств, состоит из двух частей Е оо рЗВ" новесной и El — неравновесной, соответственно определяющих доли высокоэластических сил и внутреннего трения в сопротивлении резины деформированию. Равновесный модуль Е зависит, главным образом, от степени поперечного сшивания молекул (вулканизации). Неравновесная часть модуля Ei существенно зависит от числа полярных групп в цепи каучука и количества активного наполнителя, т. е. от характера и величины межмолекулярного взаимодействия. [c.16]

Методы определения морозостойкости резин по /Г, и позволяют определить изменение релаксационных характеристик некристаллизующихся резин при понижении температуры и не пригодны для оценки низкотемпературных свойств кристаллизующихся резин, так как не учитывают развития процесса кристаллизации во времени. Это мояшо проиллюстрировать на примере вулка-визатов каучука СКТФВ-803. Согласно техническим условиям на этот каучук Ка его стандартных вулканизатов должен быть равен 1,0 при —75 °С. [c.11]

В настоящее время нет общепринятых рекомендаций по количественному описанию релаксационных свойств резины. В качестве первого, хотя и весьма грубого, приближения и здесь может быть применен модельный метод, использованный уже выше при описании упруго-вязких свойств каучуков и сырых резиновых с.месей. [c.101]

Структура каучуков с ОЭА принципиально отлична от структуры саженаполненных систем Для модифицированных вулканизатов характерно пониженное сопротивление раздиру, более низкие модули при растяжении, меньшее снижение их после первого цикла растяжения, низкие гистерезисные потери, большая скорость релаксационных процессов но сравнению с саженаполненными вулкани-затами (при одинаковом объемном содержании сажи и ОЭА в смеси). Ускорение релаксационных процессов и снижение гистерезисных потерь в таких вулканизатах связывают с низким потенциальным барьером вращения полиэфирных поперечных связей. Изменяя химическую природу олигомера, можно регулировать усталостные свойства резин. [c.249]

В заключение укажем, что релаксационные явления играют огромную роль при деформации каучука. Особенно сильно они выражены при температурах ниже О, когда время релаксации резины сравнимо с длительностью обычных воздействий на резиновые детали. Пренебрежение влиянием времени на измеряемые механические свойства часто привадит к совершенно ошиботым зак тючениям. Именно в этом причина хорошо известных расхождений между лабораторными механическими характеристиками резин и их эксплоатационными свойствами. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология