Действие на полимеры физически активных сред

Пятая отличительная особенность растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды состоит в том, что оно является чисто физическим процессом, при котором не происходит никаких химических изменений в полимере, т. е. отличается от окислительного или электромеханического растрескивания напряженных полимеров, сопровождающегося их химическим разрушением. Далее, растрескивание при одновременном действии напряжения и окружающей среды не связано ни с набуханием, ни с другим, подобным ему механическим ослаблением материала. В связи с этим имеется некоторое различие между растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ и разрушением под действием растворителей, подобных бензолу или толуолу. Последний при соответствующем нагревании растворяет многие полиэтилены, а при комнатной температуре полимеры с большим молекулярным весом могут ограниченно набухать в нем > Такое набухание приводит к уменьшению прочности изделий, по крайней мере, в поверхностных слоях , возможно происходящему из-за влияния на рассматриваемый процесс когезионного взаимодействия между макромолекулами . Конечно, в этих условиях материал легко разрывается под напряжением. Так как физическая природа полимера при действии растворителя изменяется, такой тип разрушения отличается от разрушения напряженного материала под влиянием поверхностноактивного вещества или спирта, которые на ненапряженный полимер практически не действуют. Полярные жидкости (такие, как спирты) не только не вызывают набухания полиэтилена, но и осаждают его из растворов даже при повышенных температурах. Это и вынуждает различать растрескивание под действием растворителей и растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностноактивных веществ . [c.335]

ДЕЙСТВИЕ НА ПОЛИМЕРЫ ФИЗИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СРЕД [c.10]

При действии на полимеры физически активных сред (и в первую очередь органических растворителей) может происходить их набухание, предельным случаем которого является растворение полимера. При набухании в фи. [c.11]

При действии на полимеры физически активных агрессивных сред протекают процессы адсорбции и сорбции агрессивной среды. [c.10]

В отличие от физически активных сред химически активные агрессивные среды при контакте с полимерным материалом вызывают необратимые изменения химической структуры полимеров. Совокупность химических процессов, приводящих под действием агрессивных сред к изменениям химической структуры полимера, его молекулярной массы, называют химической деструкцией [7, с. 10]. [c.12]

Как физически, так и химически активные среды оказывают влияние на ползучесть полимеров под нафузкой. Под действием химически активных сред может происходить деструкция полимеров, причём ползучесть иногда мало отличается от ползучести в физически активных средах, например, в воде, но долговечность резко снижается. Снижение долговечности происходит по более сложным законам, чем при испытаниях в воздухе. [c.117]

С другой стороны, присутствие очень активной среды может привести к столь быстрому развитию одной или нескольких трещин большого размера и более опасных что разрастание остальных не произойдет. Вследствие необратимости коррозионного растрескивания действие физически активных сред на напряженные полимеры также необратимо в отличие от их обратимого действия на ненапряженные полимеры. [c.72]

Физически активные среды вызывают в основном обратимые изменения полимера, не сопровождающиеся разрушением химических связей. К таким средам относятся обычно химически инертные углеводороды и некоторые их производные, используемые в качестве растворителей, масел, топлив, гидротормозных жидкостей, хладоагентов, пропеллентов и т. п. В реальных условиях действие таких жидкостей часто сопровождается и необратимыми процессами, например вымыванием составных частей полимерного материала (пластификаторы, стабилизаторы и др.). Активность физически агрессивных сред при условии, что действие их не осложнено образованием водородных связей и диполь-дипольными взаимодействиями между средой и полимером, определяется значениями параметров растворимости полимера и среды. Наиболее интенсивное взаимодействие между ними наблюдается при близких значениях параметров растворимости среды и полимера (при минимальном значении константы Хаггинса). [c.106]

Давление. С увеличением давления резко снижается прочность полимеров в физически активных средах вследствие увеличения скорости диффузии жидкой фазы через пористую структуру микро-трещин и диссоциации кластеров воды на отдельные молекулы, действующие более эффективно на рост микротрещин [20]. [c.235]

При действии механических нагрузок ползучесть полимерных изделий в физически активных средах изменяется по сравнению с ползучестью на воздухе в результате протекания следующих процессов адсорбции компонентов агрессивной среды, приводящей к понижению поверхностной энергии на границе полимер—среда сорбции компонентов агрессивной среды, приводящей к набуханию [c.253]

Агрессивное воздействие физически активных сред, особенно ПАВ, наиболее эффективно проявляется на напряженно-деформированном материале. При совместном воздействии на полимеры механических напряжений и сред, к действию которых ненапряженный материал химически инертен, весьма часто наблюдается активизация химического взаимодействия, так называемые механохимические явления. В реальных условиях иногда затруднительно отделить физическое и химическое воздействия (в этом некоторая условность деления сред на физически и химически активные). Чаще приходится говорить о физико-химических процессах. Это создает определенные методические и экспериментальные проблемы, особенно при исследовании взаимодействия напряженно-деформированных материалов со средами. [c.17]

Значительная часть монографии посвящена вопросам разрушения (растрескивания) и долговечности высокоэластических материалов в различных химически и физически агрессивных средах. Учет действия среды на прочностные свойства полимеров необходим как потому, что в обычных условиях следы химически активных примесей в атмосферном воздухе оказывают существенное влияние на эти свойства, так и в связи с расширением областей использования полимерных материалов в различных агрессивных средах. [c.8]

При динамическом знакопеременном нагружении ПВХ в физически активном пластификаторе дибутилфталате II формально возрастает с увеличением о. В данном случае, очевидно, происходит пластификация поверхности образцов, подвергающихся двухстороннему изгибу. В результате реальное напряжение, действующее на образец, может быть значительно меньше измеряемого. Указанные характеристические зависимости и (ст) дают представление об активности среды по отношению к полимеру. [c.184]

Физической основой высокодисперсного ориентированного состояния полимеров является наличие высокоразвитой свободной поверхности, а весь комплекс свойств полимера, деформированного в адсорбционно-активных средах, в значительной мере есть результат действия поверхностных сил, стремящихся сократить эту поверхность. В этом аспекте проблема исследования структуры и свойств полимеров, деформированных в жидких средах, тесно смыкается с более общей проблемой — исследованием влияния жидких сред на механические свойства твердых тел. [c.5]

В отсутствие химического взаимодействия со средой при наличии достаточно больших напряжений растрескивание и разрыв полимеров сопровождаются разрушением как химических, так и физических связей. Однако в присутствии химически активной среды помимо процессов, сопровождаюш,ихся разрывом химических связей, идут реакции присоединения, замеш,ения и другие, не вызывающие деструкции молекул полимера. Поэтому не во всех случаях одновременное воздействие химически активной среды и напряжения вызывает растрескивание полимера. Если происходит очень интенсивное взаимодействие полимера со средой, сопровождающееся полным химическим перерождением материала (например, действие концентрированной азотной кислоты на НК), на его поверхности образуется совершенно разрушенный (порошкообразный или липкий) слой. При действии на напряженные резины из НК и СКБ брома, иода, соляной и серной кислот, фтористого водорода сопровождающемся, как известно, реакциями присоединения, замещения и циклизации, на поверхности образуется жесткий слой без трещин, который сморщивается после снятия с образцов напряжения (рис. IV.5). [c.94]

В зависимости от условий эксплуатации один из этих факторов может стать превалирующим. Так, в случае приложения больших напряжений при разрыве, при действии концентраторов напряжений главную роль играют процессы физического (механического) разрушения без активного воздействия окружающей среды. При длительном воздействии небольших напряжений в статических условиях, при многократных деформациях, износе, особенно в присутствии активной среды, существенными становятся процессы взаимодействия эластомера в первую очередь с кислородом, озоном, влагой воздуха или со специфической средой, в которой он эксплуатируется. Это взаимодействие активируется наложенным напряжением как за счет увеличения вероятности процессов деструкции полимера, так и, в меньшей степени (из-за малого действующего напряжения), за счет снижения энергии активации реакции. Образующиеся при интенсивном механическом воздействии (утомление, износ) свободные полимерные радикалы участвуют во вторичных процессах, которые могут усугублять разрушение. [c.221]

При изучении структурных перестроек, происходящих в аморфных и кристаллических полимерах при вытяжке в жидкой среде, установлено проникание значительных количеств физически активной жидкости в полимерную матрицу. Существенное снижение усилий, необходимых для вытяжки полимерных пленок в жидкой среде по сравнению с газовой средой, указывает на активное участие жидкости в разрушении структуры полимера при деформировании. Жидкость внедряется в структурные дефекты полимерной матрицы капиллярными потоками и подобно клину расщепляет исходную структуру пленок (см. разд. 1.1.2). Расклинивающее действие жидкости, постулированное в [12] при рассмотрении процессов разрушения аморфных полимерных стекол и использованное нами при анализе механизма разрыхление полимеров, до настоящего времени не обосновано физически и поэтому не используется при описании эффекта поглощения жидкости деформируемыми полимерными пленками. [c.57]

Теоретически прочность определяется наиболее слабыми связями внутри тела. Однако практически на нее оказывают влияние наличие неоднородностей, характер физической (надмолекулярной) структуры (исключая молекулярную ориентацию), наличие молекулярной ориентации, релаксационные свойства, воздействия внешней среды (химические и энергетические). Хрупкое разрушение материалов, т. е. разрушение при очень малых упругих деформациях и, следовательно, в отсутствие остаточных деформаций, имеет место, когда скорость воздействия силы превышает скорость релаксации элементов материала, по которым идет разрушение, т. е. релаксационные свойства полимера в этих условиях мало проявляются. Хрупкое разрушение эластомеров обычно происходит либо при низких температурах, либо при очень быстрых силовых воздействиях, либо при действии концентраторов напряжения. В этих условиях снижается роль активных жидких и газообразных сред как вследствие уменьшения релаксационной способности полимера, затруднения диффузии из-за резкого снижения молекулярной подвижности при низких температурах, так и из-за кратковременности процесса разрушения при быстрых воздействиях. [c.13]

ЗИН на основе ХСПЭ, СКФ-32 и СКФ-26 действие перекиси водорода физически агрессивно, и значение коэффициентов проницаемости по достижении равновесного состояния не изменяется во времени. Концентрированная азотная кислота для резин на основе фторкаучуков тоже является физически агрессивным агентом, так как коэффициент проницаемости при достижении равновесия не изменяется во времени. Диффундирующий агент способен вызвать разрушение резины не только из-за реакции с каучуком, но также и за счет химического взаимодействия с пластификатором или наполнителем. Поэтому в целом химическая стойкость резин зависит прежде всего от природы полимера, наполнителя и пластификатора. В связи с этим при разработке новых марок резин для эксплуатации в агрессивной среде необходимо для снижения диффузии вводить в состав резины активные сажи с развитой первичной структурой и высокой удельной поверхностью, а также пластинчатые наполнители (слюда). В качестве мягчителей рекомендуются различные полимерные смолы. [c.197]

Таким образом, живые иммобилизованные клетки являются активными и стабильно действующими системами. Очевидно, что при наличии подходящего носителя, т.>е. носителя с хорошими физическими и механическими свойствами, клетки микроорганизмов могут нормально размножаться внутри полимера и частично в среде, окружающей носитель. Следовательно, такая система состоит из иммобилизованных и свободных клеток. [c.234]

К настоящему времени более изучено воздействие физически активных сред. Физически активные среды могут как адсорбироваться на поверхности, так и сорбироваться объёмом полимерного материала. Адсорбция компонентов коррозионной среды приводит к изменению поверхностной энергии на фанице раздела фаз полимер - среда. К поверхностно - активным веществам (ПАВ) относят большинство органических растворимых в воде соединений кислоты, их соли, спирты, эфиры, амины, белки, большинство водных растворов сильных электролитов. Основные представления о механизме действия ПАВ на прочность твёрдых тел были даны Ребиндером. ПАВ, уменьшая свободную поверхностную энергию на фанице раздела фаз полимер - среда, облегчают зарождение и развитие поверхностных дефектов. Молекулы ПАВ проникают в устья микротрещин и действуют расклиниваюгце. Адсорбционный эффект может быть выявлен в чистом виде для полимеров, которые практически не набухают в физически активных средах (например, полистирол в водных растворах спиртов). [c.111]

Вытяжка в жидкости. Жидкие среды по природе воздействия на полимерные тела, обусловливающего разрыхление структуры и изменение механических свойств, принято разделять на химически и физически активные [38]. Однако применительно к механическим свойствам полимеров это деление условно, так как химическй активные жидкости нередко одновременно оказывают интенсивное физическое воздействие на полимеры, и выделение вклада химических процессов в изменение механических свойств весьма затруднительно. Физическое взаимодействие полимеров с жидкими средами в чистом виде (без химических реакций) наиболее часто встречается на практике и используется в технологии пе еработки полимеров. К физически активным жидкостным средам относят жидкости, вызывающие набухание или растворение полимеров в свободном, ненапряженном состоянии, а также жидкости, воздействующие на полимер только в процессе механической деформации. Последние оказывают особенно интенсивное разрыхляющее действие на структуру пленок из кристаллических полимеров и поэтому являются наиболее перспективными в прикладном отношении. Практически химически инертные жидкие [c.19]

Действие физически активной жидкой среды на процесс одноосной вытяжки пленок количественно отражается деформационными кривыми и определяется условиями проведения вытяжки. Выявлено два крайних типа изменения деформационных свойств пленок под влиянием физически активной жидкой среды. Первый условно назван облегчением деформации и сводится к снижению предела вынужденной высокоэластичности, напряжения стационарного развития шейки и разрушающего напряжения без существенного увеличения относительного удлинения при разрыве пленки. Первый тип проявляется при вытяжке фторлона Ф-42 в ароматических углеводородах и полиэтилена в н-алканах (рис. 1.8). Второй тип, названный сверхрастяжимостью , проявляется при вытяжке пленок фторлона Ф-32, Ф-ЗМ и изотактического полипропилена в н-алканах и ароматических углеводородах соответственно. Сверхрастяжимость сопровождается всеми признаками облегчения деформации пленок, но дополнительно характеризуется увеличением относительного удлинения при разрыве на сотни процентов (см. рис. 1.8). Применение новых терминов для обозначения. изменения механических свойств пленок в жидкой среде представляется нам целесообразным для более краткого последующе-го изложения экспериментальных эффектов и для выделения существенных различий в процессах деформации кристаллических и аморфных полимеров. [c.20]

В физико-химической механике сформировалось три основных подхода к вопросу о природе влияния физически активных жидкостей на процессы деформирования и разрушения полимеров ,адсорбционный, локально-пластификационный и ликвокинетический. Наибольшее распространение получил адсорбционный подход [61,62], согласно которому активность жидкой среды по отношению к деформируемому полимеру определяется способностью молекул жидкости адсорбироваться на вновь образующихся поверхностях растягиваемого полимерного тела в микро рещинах и снижать их поверхностную энергию. Сущность локально-пластификационного подхода заключается в постулировании определяющего влияния локальной пластификации или растворения микрозоны в вершине растущей трещины (дефекта) жидкой средой на механические свойства полимерного тела [12, 63]. Поскольку в отсутствие растягивающих напряжений пластифицирующее или растворяющее действие физически активных жидкрстей не столь велико (особенно в случае застеклованных полимеров), локальная и эффективная пластификация вершины микротрещины [c.43]

В табл. VIII.З и УП1.4 приведены значения /о, у и То при действии на различные полимеры физически и химически активных сред. [c.248]

Следует отметить, что наибольший сдвиг спектров времен физической релаксации в сторону больших значений наблюдается для полиуретана с активной сажей ПМ-75, что связано с ориентирующим действием сажевой структурной сетки и образованием упрочненных структур полимера. В то же время этот полиуретан имеет наименьшее значение условно-равновесного модуля Ет среди всех исследованных наполненных нолиуретанов. Даже для полиуретана с менее активной сажей ПМ-15 Еоз существенно выше, чем в случае полиуретана с сажей ПМ-75. Этот факт может быть объяснен только образованием наиболее дефектной сетки полимера при наполнении сажей ПМ-75. Известно, что поверхность сажи ПМ-75 энергетически неоднородна, богата различными функциональными группировками, и сажа является катализатором многих химических реакций [50]. [c.74]

При физическом действии воды и водных растворов на нолимеры существенным является величина поверхностного натяжения среды. Уменьшение его в присутствии поверхностно-активных веществ, например детергентов, облегчает смачивание поверхности полимера и усиливает действие среды. Увеличение новерхностпого натяжения в присутствии солей сопровождается ослаблением этого действия. Поведение полимеров (пластических масс и каучуков) в среде детергентов в большинстве случаев аналогично их поведению в воде . В указанных средах при повышенной температуре [c.27]

Эластомеры могут подвергаться воздействию высокого гидростатического давления в процессе их переработки и эксплуатации (например, при уплотнении газовых и жидких сред). Подробно влияние давления на свойства полимеров рассмотрено в работе [458], в которой, однако, основной материал относится к жестким полимерам. Автор обращает внимание на характерную особенность полимерных материалов — относительно низкие значения модуля объемного сжатия и модуля упругости при рдстяжении, вследствие чего внешнее давление существенно влияет на изменение расстояния между структурными элементами, на взаимодействие между ними и, следовательно, на все физико-механические свойства полимеров. Таким образом, очевидно, что увеличение гидростатического давления должно приводить к возрастанию модуля упругости, улучшению прочностных свойств и к замедлению релаксационных процессов в полимерах. Наряду с физическими процессами, происходящими при действии высокого давления, в эластомерах развиваются и химические процессы. При небольших давлениях (до 1 кбара) протекают процессы с участием активных компонентов окружающей среды (кислород воздуха), при больших давлениях (свыше 3—5 кбар) в инертной среде могут протекать реакции в самих макромолекулах и между ними. [c.227]