Изучение l взаимодействия полимер - наполнитель

Изучение взаимодействия полимер - наполнитель [c.475]

При изучении взаимодействия полимеров с неорганическими веществами используют пленки с соответствующим высокодисперсным наполнителем. Так, пленки, полученные из связующего, наполненного кварцевым песком, аэросилом, силикагелем, применяют для изучения взаимодействия полимеров с порошкообразными наполнителями. Подобные образцы пригодны и при исследовании взаимодействия связующего с волокнами в различных композиционных материалах, например в стеклопластиках, хотя в этом случае более целесообразно использовать стеклянную вату, поскольку этот материал ближе к реальному наполнителю [208]. [c.29]

Изучение взаимодействия полимеров с наполнителями необходимо для получения материалов с заранее заданными свойствами [158]. [c.31]

В работах [329, 330] приведены результаты изучения влияния большого числа различных наполнителей (графита, окислов титана и свинца и т. д.) и их концентрации на механические свойства облученного полиэтилена низкой и высокой плотности. Облучение осуществляли на воздухе потоком электронов с энергией 1 Мэв до доз от 5 до 100 Мрад. Установлено, что наиболее существенное изменение физико-механических свойств происходит в результате введения наполнителей в полиэтилен низкой плотности. Значительное изменение свойств объясняется образованием химических связей между молекулами полимера и поверхностью частиц наполнителя под воздействием излучения. В работе [331] показано, что химическое взаимодействие между наполнителем и полимером может наблюдаться и в процессе приготовления или переработки материала при повышенных температурах еще до начала облучения. В результате анализа ИК-спектров полиэтилена, наполненного двуокисью титана, высказано предположение о химическом взаимодействии наполнителя с полимером с образованием поверхностных соединений типа [c.114]

Приведенные в этом разделе данные показывают, что введение наполнителя существенно изменяет термомеханические характеристики полимера. Они определяются концентрацией и степенью дисперсности наполнителя, формой частиц и природой их поверхности. Изучение термомеханических свойств позволяет ясно представить те процессы, которые происходят при взаимодействии полимера и наполнителя, и их влияние на механические свойства наполненных полимеров. [c.159]

Поскольку изучению структуры и свойств полимерных смесей посвящено большое число работ [375, 376—380], мы здесь остановимся только на некоторых общих проблемах, касающихся взаимодействия полимера-матрицы с полимером-наполнителем, аналогичного взаимодействиям, рассмотренным в предыдущих главах. [c.197]

Закономерности адсорбционной активации минеральных дисперсных наполнителей были установлены путем изучения адсорбционного взаимодействия ПАВ и полимера с их поверхностью и его влияния на структурообразование в модельных системах (суспензиях наполнителей в растворах полимеров) и физико-механические свойства полимерных материалов (пленок, резин, клеевых соединений) [ —5]. [c.348]

Детальная разработка вопроса о структурообразовании в присутствии наполнителей была дана в работах Ребиндера и его школы [498—503]. В случае наполнения дисперсными наполнителями по мере увеличения содержания наполнителя или уменьшения размера его частиц непрерывно усиливается роль поверхностных явлений на границе раздела фаз, так как все большая часть вещества переходит Н состояние межфазного поверхностного слоя с особыми свойствами. Это — двумерное, или поверхностное состояние, активированное избытком свободной поверхностной энергии [503]. Все основные свойства дисперсных систем, как и взаимодействия соприкасающихся фаз, определяются молекулярно-поверхностными явлениями. Исследования дисперсных систем, содержащих наполнители, в том числе полимерных систем [504], позволили сформулировать ряд представлений о характере взаимодействия частиц наполнителя друг с другом и с дисперсионной средой — молекулами полимера, а следовательно, и о механизме действия активных наполнителей. Изучение процессов структурообразования на модельных системах, в частности на концентрированных суспензиях сажи в неполярной углеводородной среде [c.259]

Широкое применение для исследования процесса формирования полимерных покрытий нашел метод изучения кинетики нарастания и релаксации внутренних напряжений [70—84]. С помощью этого метода было изучено влияние различных физико-химических фак-горов на процесс формирования покрытий, таких как химический состав олигомеров, природа подложки, прочность взаимодействия на границе пленка — подложка и полимер — наполнитель, условий нанесения и формирования. [c.135]

С целью улучшения эксплуатационных свойств армированных покрытий был проведен комплекс исследований, направленных на изучение влияния различных физико-химических факторов (концентрации и природы поверхности волокнистых наполнителей, способа армирования, прочности взаимодействия на границе полимер-наполнитель, структуры волокна и др.) на процесс формирования армированных покрытий, внутренние напряжения и другие физико-механические показатели. [c.174]

Исследование адсорбции полимеров из растворов наиболее полно позволяет выяснить условия взаимодействия полимера и наполнителя (пигмента) в лакокрасочных системах растворного типа. При наполнении расплавов в процессе изготовления порошковых красок действие растворителя заменяется приложением сдвиговых усилий для обеспечения распределения. и наибольшего взаимодействия частиц наполнителя с полимером. Однако изучение адсорбции полимеров из их растворов в органических растворителях может дать косвенную характеристику их взаимодействия с пигментом и в расплаве. [c.39]

Световая микроскопия относится к визуальным методам, основанным на использовании электромагнитных колебаний с длиной волны, намного меньшей размеров изучаемого объекта. Применительно к полимерам метод позволяет определить размеры и форму надмолекулярных образований не менее 0,4 мкм, поскольку использует длину волны видимого света (0,4-0,8 мкм), и применяется для изучения морфологии поликристаллов, изучения толщины и поперечного сечения образцов. Этим методом можно изучать распределение концентрации и ориентацию наполнителя (в том числе, резины как наполнителя для других полимеров), взаимодействие между резиновой матрицей и наполнителем, исследовать поверхность резин. [c.195]

В литературе наибольшее внимание уделяется изучению адгезии между матрицей и наполнителем и взаимодействия на межфазной границе. Физико-химические процессы, протекающие при формировании структуры материала и ее изменении при эксплуатации изучены в значительно меньшей степени, хотя их влияние на свойства пластиков очень велико. В частности, со структурными изменениями связано влияние на свойства пластиков технологии их изготовления и изменение их характеристик при различных видах старения. Поэтому в данной главе мы сосредоточим внимание именно на структуре армированных материалов и ее влиянии на их свойства, а также приведем основные характеристики эпоксидных полимеров, применяемых для изготовления армированных пластиков. [c.208]

Таким образом, граница раздела оказывает двоякое влияние на процессы синтеза и структурообразования в трехмерных полимерах, увеличивая вероятность реакции обрыва на начальных стадиях реакции и затрудняя обрыв на более глубоких стадиях вследствие адсорбционного взаимодействия растущих цепей с поверхностью, которое, в свою очередь, влияет на скорость реакции и структуру сетки. В результате можно считать, что такая важная характеристика сетки, как эффективная плотность сшивки, учитывающая физические и химические узлы сетки, оказывается различной для случаев проведения реакции в присутствии и в отсутствие границы раздела с наполнителем. Это положение особенно хорошо иллюстрируется на примере изучения системы, в которой вклад физических узлов в эффективную густоту сетки очень велик по сравнению с вкладом химических узлов, а именно, на примере трехмерных полиуретанов [253]. [c.178]

Таким образом, из изложенного следует, что изучение набухания наполненных полимеров может дать ценную информацию об их структуре. Если при получении наполненного полимера, например при вулканизации, под влиянием наполнителя не происходит изменения числа химических связ Й, то по данным о набухании можно определить число дополнительных узлов в сетке полимера, образованных в результате физических взаимодействий макромолекул полимера с поверхностью наполнителя. Это дает возможность качественно судить о прочности адгезионных связей, поскольку теоретические уравнения для процесса набухания учитывают как химические, так и физические связи. [c.37]

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]

При стабилизации различных материалов на основе термостойких полимеров — полимерных покрытий, резин, клеев, армированных пластиков — исследователь сталкивается с большими трудностями. Это объясняется тем, что эти материалы в большинстве случаев помимо основного компонента — полимера содержат различные добавки — отвердители, наполнители, пигменты, пластификаторы и др. Характер взаимодействия этих компонентов между собой и с полимером при высоких температурах, как правило, не изучен достаточно подробно. Поэтому при введении стабилизатора, показавшего хорошие результаты в случае чистого полимера, могут выявляться неожиданные эффекты. Например, стабилизирующее действие может усилиться в результате синергизма, или наоборот снизиться из-за сильного катализирующего действия других компонентов смеси. [c.254]

Взаимодействие наполнителей с эластомерами в зависимости от физического состояния полимера можно исследовать при помощи адсорбции полимера из раствора, адсорбции полимера из твердой фазы или изучения свойств наполненных вулканизатов. Помимо этого для демонстрации вероятности некоторых реакций эластомеров с наполнителями довольно успешно использовались модельные системы. [c.124]

Наличие наполнителей существенно сказывается и на процессах формирования линейных полимеров, протекающих по механизму поликонденсации или полиприсоединения [353]. Это особенно четко было показано на примере изучения формирования линейных полиуретанов в присутствии аэросила, хлоридов магния и аммония [368, 369]. Так, при изучении процессов взаимодействия в растворе было установлено, что олигоэфиры в зависимости от их строения либо сильно адсорбируются на поверхности наполнителя, либо почти не [c.140]

Специальный цикл исследований был вьшолнен по изучению акцепторнокаталитической полиэтерификации в присутствии синтетических карбо- и гетероцепных полимеров-наполнителей [15-23]. При этом основывались на том, что полимерные матрицы могут воздействовать на реакционную систему или за счет химического взаимодействия с мономерами, изменяя их активность, или за счет физической адсорбции (селективной или неселективной), которая может влиять на результаты реакции, изменяя концентрацию сомономеров в растворе. С учетом этого в качестве полимерных матриц были выбраны, с одной стороны, такие потенциально химически активные полимеры, как полинафтоиленбензимидазол (ПНБИ), полифенилхиноксалин (ПФХО) и полиэтиленоксид (ПЭО), а с другой -химически инертные полистирольные сорбенты с высокой удельной поверхностью [c.307]

Для понимания процессов структурообразования в наполненных эластомерах важное значение имеют работы Киселева с сотр. [7—13]. В этих работах исследовалась природа и особенности энергетического взаимодействия активный наполнитель — полимер, адсорбционные явления. В области адсорбции внимание исследователей было направлено на изучение модельных систем например, изучалось взаимодействие низкоыолекулярных углеводородов с поверхностью технического углерода. Характер кислородных соединений на поверхности углеродных материалов был рассмотрен Дубининым [14]. [c.238]

Наполнение полимерного вещества, т. е. возникновение зоны межфазных взаимодействий между твердым телом и полимером, должно сопровождаться изменением термодинамического состояния всей системы в целом и полимерной матрицы. Эти процессы детально изучаются на модельных системах (например система типа твердое гело-раствор полимера), в которых происходит непосредственная адсорбция полимера на твердой поверхности (см. гл. 1). Однако изучение прямого взаимодействия частиц наполнителя с полимерной матрицей, которое осуществляется при их совмещении в том или ином технологическом процессе, не может быть изучено с помощью подходов, используемых при рассмотрении адсорбции. [c.121]

В монографии рассмотрены методы определения внутренних напряжений при формировании и старении полимерных покрытий, проведены анализ и обобщение результатов исследований по разработке физико-химических основ повышения долговечности полимерных покрытий из пленкообразующих различных классов путем снижения в них внутренних напряжений. При изучении особенностей формирования и старения покрытий нз мономерных и олигомерных систем, растворов, расплавов и дисперсий полимеров было установлено, что величина, кинетика нарастания и ре.ц ксации внутренних напряжений существенно зависят от степени незавершенности релаксационных процессов, обусловленной неоднородностью структуры покрытий, различной скоростью формирования отдельных слоев, прочностью адгезионного взаимодействия на границе полимер — подложка и полимер — наполнитель. [c.5]

Механизм усиления полимеров наполнителями изучен недостаточно и обычно свя1ывается с возникновением прочною ал1 езионного взаимодействия на границе полимер-наполнитель и ориентированным состоянием тонких полимерных пленок на границе раздела фаз. Поэтому дальнейшее изучение влияния наполнителей на процесс пленкообразования, структуру и свойства полиэфирных покрытий имеет большое научное и практическое значение. [c.163]

Подводя итоги исследований в области изучения механизма усиления и взаимодействия каучуков с термореактивными смолами, следует отметить, что выполненные до настоящего времени исследования не позволяют в полной мере сформулировать единую схему усиления каучуков смолами ввиду многообразия ло-тенциально возможных реакций взаимодействий каучуков и смол. Тем не менее можно отметить, что в большинстве случаев в результате совмещения каучуков с термореактивными смолами создается двухфазная система, в которой в основной массе каучука или модифицированного каучуко-смоляного полимера, полученного в результате химического взаимодействия каучука со смолой, диспергирована вторая фаза смоляных или каучуко-смоляных высокоорганизованных структур, служащая активным наполнителем каучуковой фазы и обеспечивающая усиление.аналогично случаю усиления каучука неорганическими наполнителями. [c.144]

Плотность упаковки макромолекул является одной нз важнейших структурных характеристик полимера, во многом определяющей его физико-химические и физико-механические свойства. Всякое изменение межмолекулярных взаимодействий в системе приводит к изменению плотности упаковки макромолекул, которая в зависимости от характера воздействия на полимер может изменяться в ту или другую сторону. Так, если полимер в результате воздействия на него переходит в неравновесное состояние, то процесс сопровождается увеличением свободной энергии к пдотность упаковки полимерных молекул в этом случае, как правило, уменьшается. Например, при ориентации полимеров плотность упаковки может как увеличиваться, так и уменьшаться [54, 55]. При получении полимерных пленок на подложке наблюдается плоскостная ориентация молекул в слое, прилегающем к подложке, приводящая к уменьшению плотности упаковки [56]. Эти исследования и результаты изучения влияния наполнителей на релаксационные свойства системы дают основание считать, что и в наполненных полимерах в результате адсорбции макромолекул на поверхнтети происходят изменения плотности упаковки. [c.17]

Следует иметь в виду, что все выводы о надмолекулярной структуре обычно делаются в результате изучения образцов, получаемых после травления их поверхности, при котором исчезают наименее упорядоченные области. Поэтому наблюдаемая в электронном микроскопе картина не дает полного представления о структуре полимера, поскольку не видна так называемая бесструктурная часть, играющая роль связующего по отношению к надмолекулярным образованиям [94], аналогично роли связующего в наполненных системах. Поэтому учет этой части является необходимым при оценке влияния надмолекулярных структур на физико-механические свойства и при оценке влияния наполнителя на структуру. На это обстоятельство обычно не обращают внимания, а сосредоточивают его исключительно на выявляемых структурах. Между тем бесструктурная часть обеспечивает равномерное распределение напряжений и сохранение монолитности материала. Поэтому для окончательного суждения о характере и роли надмолекулярных структур требуется оценка соотношения упорядоченных и неупорядоченных областей [94]. Очевидно, что и при рассмотрении взаимодействия аморфных полимеров с наполнителем следует учитывать эту микрогетер огенность структуры и селективное взаимодействие наполнителя с отдельными ее элементами. [c.49]

При изучении наполненной кварцевылг и стеклянным порошком эпоксидной смолы [111] было установлено, что с ростом концентрации наполнителя тепловые и упругие свойства наполненного полимера изменяются. При этом коэффициенты в уравнении Симхи — Бойера увеличиваются, что указывает на повышение доли свободного объема повышаются также температуры стеклования. Авторы работы [111 объясняют это тем, что молекулы связующего в адсорбционном слое не участвуют в реакции отверждения, в результате чего плотность этого слоя ниже плотности отвержденной смолы, а свойства более резко изменяются с температурой. Следовательно, изменение модуля упругости и термического коэффи циента расширения связано с различиями во взаимодействии ме жду звеньями сетки в связующем в присутствии наполнителя. Это взаимодействие было оценено по величине внутреннего давления Рвп = ТаЕ—Р (где — термический коэффициент расширения [c.58]

Вопрос о влиянии наполнителей на термомеханические свойства был детально изучен в ряде работ [279—281]. Так, при исследовании наполненных стеклянным порошком и стеклянными волокнами пленок полистирола, поливинилацетата, полиметилметакрилата и других полимеров были получены результаты, в основном аналогичные уже описанным. Установлено различие во влиянии порошкообразных и волокнистых наполнителей на температуры пере.ходов на термомеханических кривых волокнистый наполнитель уже при содержании 2,5% может изменять температуру размягчения полимера на десятки градусов, Гт при этом не меняется, в то время как при таких же концентрациях порошкообразный наполнитель оказывает сильное влияние- на Гт и незначительное— на температуру размягчения. Различия во влиянии наполнителей того и другого типа объясняются тем, что волокнистый наполнитель вследствие анизодиаметричности его частиц обладает гораздо большей склонностью к образованию собственных структур в среде полимера, чем порошкообразный. Это структурирование влияет на температуру размягчения и определяет во многом деформационное поведение композиции. При этом прочность структур зависит от прочности прослоек полимера между частицами, определяемой характером взаимодействия между полимером и поверхностью. [c.157]

При исследовании механизма усиливающего действия наполнителей в полимерах вопрос о влиянии надмолекулярных структур на свойства наполненных композиций прежде не рассматривался. Развитие представлений о надмолекулярной структуре полимеров и полученные нами данные о взаимодействии полимеров и наполнителей позволили прийти к заключению, что при изучении структуры и свойств наполненных полимеров следует рассматривать взаимйдействие с поверхностью полимера не отдельных макромолекул, а надмолекулярных структур различных типов. Взаимодействие с поверхностью наполнителя какой-либо одной молекулы, входящей в агрегат, приводит к связыванию поверхностью всех других входящих в него молекул. В результате этого взаимодействия происходит ограничение подвижности не только цепей, непосредственно контактирующих с поверхностью, но и всех других цепей, входящих в данный агрегат. Только при таком рассмотрении могут быть понятны заметные изменения свойств полимеров при введении в них небольших количеств наполнителей. С другой стороны, взаимодействие полимерных молекул с поверхностью уже в ходе формирования наполненного полимера должно приводить к [c.283]

Каолин кристаллизуется в моноклинной системе и дает тонкие пластинки — чешуйки, кремнекислородные тетраэдры которых образуют соли [81]. Тонкоизмельченный каолин имеет чешуйки толщиной 0,05 мкм и диаметром 0,3—0,4 ыкм [81], но чаще диаметр частиц колеблется от 1 до 10 мкм. Наличие гидроксильных групп на поверхности частиц каолина определяет усиливающие свойства этого наполнителя. Изучение ИК-спектров тонких срезов наполненных каолином каучуков [82] показывает изменение интенсивности полосы поглощения для группы ОН (3700 см ). Усиливающее действие каолина может быть существенно повышено модификацией его поверхностно-активными веществами [12—14, 123, 124, 83—85], которые должны вступать в химическое взаимодействие с поверхностью минерала. Например, такое поверхностно-активное вещество, как стеариновая кислота, адсорбируется на поверхности каолина только за счет межмолекулярных связей, и усиливающий эффект в данном случае отсутствует. В частности, не наблюдается структурообразовапия в модельных системах — суспензиях наполнителей в растворах изучаемых полимеров, а также не повышается сопротивление разрыву вулканизатов (рис. Х.7, а). Если модификатором является октадециламин (ОДА), химически взаимодействующий с поверхностью наполнителя, проявляется четко выраженный эффект усиления (рис. Х.7, а). Весьма любопытно, что замена каолина карбонатом кальция приводит к противоположному результату (рис. Х.7, б) в этом случае стеариновая кислота химически связывается с поверхностью наполнителя, образуя ориентированный адсорбционный слой стеарата кальция [12], а ОДА оказывается неспособным к химическому взаимодействию с этим наполнителем. [c.350]

Вследствие сложности экспериментальной техники и ограниченного набора ядер, способных к мессбауэров-скому взаимодействию, ядерную С. начали использовать для исследования полимеров лишь недавно. Метод м. б. использован для изучения химич. строения катализаторов и механизма инициирования при твердофазной полимеризации природы химич. связей мессба-уэровских ядер, входящих в макромолекулы поверхностных явлений на границе раздела полимер — субстрат, если в последнем имеются мессбауэровские ядра (напр., адгезии полимеров к субстратам, содержащим металлы) локальных магнитных полей вблизи атомов железа, входящего в виде малых примесей в состав природных полимеров (ДНК и ее комплексов с белками) свойств армированных пластиков, наполнитель к-рых одержит мессбауэровские ядра (напр., стеклопластиков, если в состав стекла входят атомы Sn или W). [c.235]

При изучении термической деструкции ПММА, полученного полимеризацией в присутствии небольших количеств [до 0,5%(масс.)] TiOj обнаружена [251] экстремальная зависимость скорости разложения полимера при различных температурах от содержания наполнителя. Максимум потери массы лежит в узком интервале концентраций TiOj ( 0,12%), что связано, по мнению авторов [251], с незначительной растворимостью наполнителя в мономере с образованием его комплекса с инициатором (дициклогексилпероксидикарбонатом). Такое взаимодействие влияет на молекулярные характеристики образующегося ПММА. В частности, зависимость его молекулярной массы от степени наполнения коррелирует с закономерностями раз- [c.148]

В этом исследовании было также обнаружено положительное влияние некоторых наполнителей (смесь СиО и РЬз04) на снижение трения и износа при скольжении наполненного политетрафторэтилена по стали и алюминию за счет повышения адгезии полимерной пленки, образующейся на контртеле. Однако механизм этого влияния не ясен и требует дальнейшего изучения. Более поздние исследования [6, с. 129—141] позволили предположить, что этот механизм основан на каталитическом влиянии меди на взаимодействие свинца с политетрафторэтиленом, приводящее к химическому связыванию пленки полимера с фосфатированной поверхностью контртела — стали. Чтобы выяснить, как происходит связывание, было изучено взаимодействие политетрафторэтилена с различными металлами (медь, свинец, серебро, цинк) и их окислами применяли сочетание дифференциальной сканирующей калориметрии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. [c.109]

Процесс анодного осаждения наполненных систем изучен в работах /12, 13/. Установлено, что пленкообразователь взаимодействует с поверхностью пигментов с образованием водородных. и химических связей. Для пигментирования в основном используют высокодисперсные инертные неорганические пигменты и наполнители. Особый интерес представляют в качестве наполнителей полимеры, например фторопласт /1.2/, гидрофобные олигомеры /14/. Введение порошкообразных фторопластов увеличивает рассеивающую способность водорастворимых лакокрасочных материалов. Гидрофобные олигомеры улучшают изолирующие и противокоррозионные свойства покрытий. Пигменты влияют на защитные свойства электроосажденных на аноде материалов. Как правило, они пассивируют поверхность подложек. Полимерные порошкообразные наполнители улучшают диэлектрические свойства покрытий, их износоустойчивость. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология