Особенности взаимодействия полимерных связующих с полимерными наполнителями

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ С ПОЛИМЕРНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ [c.196]

В принципе, все изложенные в предыдущих главах физико-химические подходы к наполнению справедливы и для полимеров, наполненных полимерными наполнителями, поскольку во всех случаях одним из основных факторов, определяющих физико-механические свойства, является наличие границы раздела наполнитель- матрица. Особенности полимер-полимерных систем заключаются прежде всего в том, что адгезионные явления на границе раздела двух полимерных фаз существенно отличны от явлений на границе полимер-твердое тело (с высокой поверхностной энергией). Полимеры-наполнители и полимерные среды (или связующие), как и все полимерные системы, характеризуются низкими значениями поверхностной энергии, и поэтому смачивание поверхности наполнителя полимерным связующим может быть неполным. В результате этого условия контакта частиц со связующим при формировании системы оказываются хуже, чем в системах с наполнителем, имеющим высокую поверхностную энергию. Это не означает, разумеется, отсутствия адсорбционного взаимодействия и адгезии на границе раздела фаз. [c.196]

Другой особенностью взаимодействия, особенно при получении смесей полимеров, является возможность образования химических связей между поверхностью полимерного наполнителя и связующего вследствие протекания процессов механодеструкции при смешении или передачи цепи на полимерный наполнитель при полимеризации либо участия функциональных групп наполнителя в процессах сшивания или вулканизации. [c.197]

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]

Механизм разрушения органоволокнитов при действии внешних нагрузок почти не изучен. Принимая во внимание рассмотренные выше особенности состава и структуры этих материалов, а также резко выраженную анизотропию свойств самого волокна, можно полагать, что распределение напряжений между компонентами, их деформация, зарождение и рост микродефектов, приводящих к разрушению, существенно отличаются от таковых в известных композиционных материалах. Полимерная природа наполнителя и сложный комплекс физико-химических взаимодействий связующего с волокном в органоволокнитах обусловливают необходимость оценки механических свойств компонентов непосредственно в композиции [43, с. 42]. [c.278]

Аналогичный эффект послойной упорядоченности и различной плотности упаковки структурных элементов, обусловленный ориентацией их в пограничном слое, имеет место при формировании полимерных покрытий на различных подложках. Образование упорядоченных надмолекулярных структур в олигомерах на границе полимер — наполнитель и полимер — подложка увеличивает скорость полимеризации и тем больше, чем меньше толщина покрытий. Об этом свидетельствуют кинетические данные об изменении внутренних напряжений и теплофизических параметров при формировании покрытий различной толщины (рис. 1.24). Это связано с особенностями полимеризация в присутствии ориентированных упорядоченных структур. При взаимодействии пленкообразующего с твердой поверхностью в результате образования ориентированных упорядоченных структур условия полимеризации вблизи твердой поверхности должны отличаться от условий в объеме. С образованием ориентированных слоев из молекул мономеров связывается увеличение скорости полимеризации мономе- [c.42]

Другой особенностью взаимодействия, особенно при полученин смесей полимеров, является возможность образования химических связей между поверхностью полимерного наполнителя и связующего вследствие протекания либо процессов механодеструкции при смешении, либо передачи цепи на полимерный наполнитель при [c.197]

Адсорбция полимеров на границе раздела фаз с твердым телом играет важную роль в усиливающем действии наполнителей, адгезии, склеивании и т. п. Адсорбционное взаимодействие является одним из важнейших факторов, определяющих свойства наполненных и армированных полимеров, свойства клеевых прослоек, адгезию полимеров и др. Рассмотренные в предыдущих главах основные закономерности адсорбционных процессов показывают, что при адсорбции полимера на твердой поверхности происходят изменения конформации макромолекул, которые определяют структуру адсорбционных слоев и ее отличия от структуры полимера в растворе или в массе. Совершенно очевидно, что многие особенности структуры адсорбционных слоев, получаемых при адсорбции полимеров на твердой поверхности из жидкой фазы, должны сохраняться и в таких системах, в которых адсорбционное взаимодействие полимера с твердой поверхностью реализуется в отсутствие растворителя, т. е. во всех практически важных системах (армированных и наполненных пластиках, покрытиях, клеях и т. п.). Для понимания свойств систем и нахождения путей их регулирования крайне важно знать структуру адсорбционных слоев в таких гетерогенных полимерных материалах. Между тем адсорбционные методы, позволяя выявить ряд существенных черт взаимодействия полимеров с твердыми поверхностями и поведения полимеров на границе раздела, не могут дать полных сведений о структуре граничных слоев в полимерных материалах. Это связано с тем, что адсорбционные взаимодействия в растворе не идентичны таковым в отсутствие растворителя. Последнее обстоятельство обусловлено отличием конформаций макромолекулярных цепей в растворе от конформаций в высокоэластическом, стеклообразном или кристаллпческо.м и вязкотекучем состояниях. [c.153]

Полиуретаны благодаря большому разнообразию их химического строения представляют весьма обширный класс полимеров, которые по свойствам можно отнести к различным видам полимерных материалов — термопластов, эластомеров, тер-моэластопластов [1—4]. Особенностью структуры полиуретанов является наличие у них плотной сетки физических связей, которая для полиуретанов на основе олигоэфирогликолей (эластомеров и термоэластопластов) легко может перестраиваться в результате термических и механических воздействий [2]. Фактически имеет место своеобразное самоусиление полиуретанов сеткой физических связей, узлами которой являются полярные группы цепи, способные к специфическому взаимодействию. Именно это обстоятельство, по-видимому, создало мнение о том, что нет практической целесообразности в физической модификации (усилении) полиуретанов путем введения в них наполнителей. Отсюда и весьма скудные по сравнению с другими полимерами сведения о свойствах наполненных полиуретанов. Что касается вообще проблемы наполнения полимеров, то к настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал о структуре, физико-химических и физико-механических свойствах наполненных полимеров [5—10]. Определенный вклад в проблему наполненных полимеров вносят и имеющиеся сведения об особенностях структуры и свойств наполненных полиуретанов. Вызвано это тем, что в зависимости от химического строения полиуретаны могут обладать различной гибкостью цепи и отдельные их представители являются удобными моделями для выяснения влияния границы раздела с твердым телом на свойства различных видов полимерных материалов. Вместе с тем полиуретаны, как и другие полимеры, также могут входить в состав гетерогенных полимерных материалов, содержащих твердые компоненты (наполнители, пигменты и т. д.), в связи с чем вопрос исследования свойств наполненных полиуретанов представляет и самостоятельный интерес. [c.84]

Механизм действия наполнителя до сих пор не вполне ясен. Взаимодействие между иолисилоксаном и активным кремнеземным наполнителем связано со структурой наполнителя, природой его поверхности, в особенности с числом и типом присутствующих в нем реакционноспособных групп, подобных гидроксилу, так же как и с другими возможными факторами, пока еще не установленными. Усиление полимера может включать разрыв полимерной цепи наполнителем, конденсацию силанольных грунн наполнителя с такими же группами полимера, силы Ван-дер-Ваальса или, возможно, и другие факторы. Взаимодействие полимер — наполнитель может быть сильным и быстрым настолько, что полезное время жизни в условиях хранения сырых материалов на складе может быть очень коротким из-за старения. Свойства резины появляются до завершения вулканизации. [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология