Взаимодействие полимеров с минеральными наполнителями

При механическом смешении полимеров с наполнителями (технический углерод, минеральные наполнители) полимерные свободные радикалы взаимодействуют с активными участками поверхности частиц наполнителя, что может привести к образованию химической связи полимер — наполнитель. Так, при смешении [c.253]

Введение дисперсных минеральных наполнителей в полимеры приводит к существенным изменениям физико-химических и механических свойств получаемых композиционных материалов, что обусловлено изменением подвижности макромолекул в граничных слоях, ориентирующим влияние поверхности наполнителя, различными видами взаимодействия полимеров с ней, а также влиянием наполнителей на химическое строение и структуру полимеров, образующихся в их присутствии при отверждении и полимеризации мономеров или олигомеров. Перечисленные факторы, безусловно, оказывают также существенное влияние на процессы термической и термоокислительной деструкции наполненных полимеров и, следовательно, на их термостойкость. Таким образом, результаты и закономерности, полученные при исследовании деструкции ненаполненных полимеров, не могут быть полностью перенесены на композиционные полимерные материалы. [c.4]

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]

При рассмотрении релаксационных свойств полимеров, напол-.ненных минеральными наполнителями, нами было установлено существование суперпозиции данных о концентрации наполнителя. Преимущество такого подхода заключается в том, что он основан на общих теоретических положениях и не связан с выбором какой-либо определенной модели структуры композиционного материала и с необходимостью специального учета взаимодействия на границе раздела фаз и существования переходных слоев. В работе [c.228]

При усилении каучуков термопластами и термореактивными смолами, как и при использовании минеральных наполнителей, важными факторами, определяющими усиление, являются адгезия на границе раздела двух фаз, свойства и структура переходного слоя. Разрушение наполненных термопластами каучуков [375] может происходить по межфазной границе. Общим для минеральных и полимерных наполнителей является то, что существование жестких частиц препятствует разрушению, увеличивая путь разрастания трещины, и способствует передаче напряжений от одной частицы к другой. Эффект усиления зависит от размера частиц. В случае полимерных наполнителей также возможно образование структур в результате взаимодействия частиц друг с другом, однако роль их в усилении еще не выяснена. При достаточной адгезии на границе раздела фаз разрушение наполненного полимера может сопровождаться деформацией частиц полимерного наполнителя, как показано на рис. VI. 2 [375]. Способность частиц полимерного наполнителя деформироваться приводит к перераспределению напряжений в вершине растущего очага разрушения-. В вулканизатах, усиленных полимерным наполнителем, уменьшению напряжения [c.277]

Взаимодействие полимеров с минеральными наполнителями [c.346]

Если адгезия на границе раздела фаз ограничивает набухание, наклон линии, представляющей концентрационную зависимость этой величины, будет отрицательным, в отсутствии же адгезии наклон будет положительным или нулевым. Положительный наклон может быть связан с наличием пустот, которые заполняются в процессе набухания жидкостью.. Примеры поведения сеток в присутствии сажи и минерального наполнителя, не взаимодействующего с полимером, приведены на рис. 1. [c.115]

Для увеличения числа радикалов на поверхности углерода и повышения степени прививки полимеров кроме модификации поверхности пероксидами могут быть использованы и другие приемы, например вибропомол углерода в среде виниловых мономеров. Дополнительные поверхностные радикалы появляются в данном случае за счет разрыва связей С—С. Активация поверхности осуш,ествляется также у- и УФ-облучением. Степень прививки полимеров к углеродным материалам, как в случае минеральных наполнителей, повышается при использовании полифункциональных мономеров и инициаторов, взаимодействие которых с поверхностными группами углерода обеспечивает химическую связь поверхность— полимер. [c.253]

Концентрированные растворы полимеров по реологическим свойствам аналогичны структурированным дисперсиям и для них обнаруживается зависимость вязкости от градиента напряжения сдвига. Наиболее полно реологические свойства структурированных систем характеризуются начальной предельной вязкостью, соответствующей течению в практически неразрушенной структуре (т. е. вязкости при очень малых скоростях сдвига), и минимальной вязкостью, при которой наблюдается течение растворов с практически разрушенной структурой. Усиление структурно-механических свойств растворов полимеров может быть осуществлено введением минеральных наполнителей с высокой степенью дисперсности, способных взаимодействовать с полимером и участвовать в формировании пространственной сетки [165]. Минимальная [c.157]

Механизм взаимодействия наполнителя с олигомером до сих пор не выяснен. Предполагают, что органический наполнитель вступает в химическое взаимодействие с полимером, например целлюлоза и лигнин, входящие в состав древесной муки. Минеральный наполнитель лишь обволакивается олигомером. Кроме того, введение минерального наполнителя позволяет применять более высокие температуры в процессе переработки пресс-порошков, тогда как древесная мука при температуре выше 200°С разлагается, что резко ухудшает качество изделий. Поэтому на практике сочетают наполнители разны. типов, чтобы получить материалы, обладающие определенным комплексом свойств. [c.282]

Наконец, следует упомянуть о наполненных и армированных полимерах. Так как в последующем речь будет идти лишь о наполненных каучуках или резинах, то в двух словах охарактеризуем их НМО. Наполнитель (минеральные частицы, сажа и т. п.) может активно, вплоть до образования ковалентных связей, или пассивно взаимодействовать с полимерной матрицей. [c.46]

Изменение свойств происходит в результате того, что при введении полимеров в битуме происходит формирование конденсационно-коагуляционной структуры. Коагуляционная структура — структура, возникающая вследствие ван-дер-ваальсового взаимодействия между частицами твердой фазы битума (эти связи обычно непрочные). Конденсационная сетка образуется в результате взаимодействия свободных-полимерных радикалов системы (эти связи обычно прочные). Поэтому битумно-полимерные материалы, имеющие конденсационно-коагуляционную структуру, по сравнению с битумно-минеральными материалами, имеющими коагуляционную структуру, обладают большой прочностью и пластичностью прн меньшей степени заполнения битума наполнителем. Для получения [c.164]

Введение минеральных порошкообразных наполнителей в армированные покрытия вызывает дополнительное нарастание внутренних напряжений в случае прочного взаимодействия на границе полимер — наполнитель [27], хотя при этом наблюдается уменьшение усадки покрытий. [c.53]

Можно предположить, что избыточное поглощение газа наполненными полимерами обусловлено как адсорбционными процессами на поверхности частиц наполнителя, так и механическим захватом пузырьков газа в виде аэрофлокул прилипающих к поверхности частиц, аналогично тому, как это имеет место при флотации Отдельные участки на поверхности частиц наполнителя, например сажи, неравноценны по своей физической и химической природе, что обусловливает различную сорбционную способность этих участков Опыты по сорбции бутена на саже позволили установить, что наибольшее выделение тепла происходит при заполнении лишь 40% поверхности сажевых частиц монослоем молекул бутена Возможность адсорбции газа на участках поверхности частиц наполнителя, не смоченных полимером, подтверждается в некоторых случаях высокой теплотой сорбции газа, зависящей от степени дисперсности наполнителя а также наличием адсорбционно-связанного газа на поверхности минеральных частиц до введения их в полимер В других случаях, например при введении инертных наполнителей — мела или барита, вероятность адсорбции невелика и большие значения коэффициентов сорбции, по-видимому, обусловлены присутствием механически захваченного при изготовлении смеси газа, пузырьки которого сохраняются в резине за счет фиксации ее структуры при вулканизации. Известно, что удаление газов из резиновых смесей в процессе вулканизации или путем предварительного вакуумирования минеральных наполнителей улучшает взаимодействие наполнителя с каучуком и повышает показатели механических свойств резин [c.195]

В качестве наполнителей эластомеров и пластмасс иногда при-меняют минеральные вещества белую сажу, аэросил, кварцевый песок, стеклянный порошок, каолин, тальк, бентрнит, слюду. Наличие гидроксильных групп на поверхности перечисленных субстратов определяет особенности процессов, протек ающих на границе раздела. Необходимо напомнить, что связь 81—О в перечисленных минералах сильно поляризована. Поэтому взаимодействие полимеров с данными субстратами нельзя объяснить только реакциями функциональных групп. Мы уже отмечали это выше и считаем необходимым подчеркнуть опять, что поверхность субстрата может оказаться активной даже и по отношению к иперт- [c.346]

Введение в полимеры пластификаторов способствует повыпдению Г. вследствие уменьшения межмолекуляр-пого взаимодействия и повышения гибкости макромолекул. Введение минеральных наполнителей (до 20% по объему) способствует снижению Г. Наиболее эффективны в JTOM отношении активные наполнители и наполнители с пластинчатой формой частиц. [c.293]

По мнению авторов [75—77, 83], усиление резин, содержащих полимеризационно-способные соединения, обусловлено микро-гетерогенным распределением поперечных связей большое число химических связей между частицами жесткого полимера и каучуком и меньшая степень сшивания каучуковой матрицы увеличивают возможность ориентации активных цепей каучука при деформировании. Допускается также адсорбционное взаимодействие на граиице между жесткими привитыми частицами непредельного соединения и минеральными наполнителями или окислами металлов [51, 67, 84, 85]. [c.32]

Основным материалом, определяющим свойства Р., является каучук. Содержание его в Р. может составлять 10—98%. Свойства каучуков общего и специальпого назначения и Р. на их основе приведены в табл. 1 и 2. Для изготовления изделий, эксплуатируемых при 150 — 180°, применяют Р. из бутилкаучука или сополимера этилена и пропилена. Такая Р. обладает также высокой озоностойкостью и стойкостью к действию агрессивных сред. На основе каучуков с малым межмолекулярным взаимодействием (низкой плотностью энергии когезии) и гибкой молекулярной цепочкой изготовляют морозостойкую Р. Для создания термостойкой Р. наибольший интерес из каучуков с углеродным скелетам представляют фторсодержащие полимеры, к-рые наполняют силикатами или баритами и вулканизуют облучением илп перекисями в сочетании с диаминами. Для работы при 300° и выше перспективна Р. на основе элементоорганич. каучуков (кремнийорганич. и алюмоорга-пич.), наполненная специально обработанной окисью кремния, а также Р. из неорганич. полимеров с гибкими цепями (тина. полифосфорнитрилхлорида). Р., содержащие минеральные наполнители, являются хорошими диэлектриками. Вводя в каучук высокоструктурную, типа ацетиленовой, сажу (свыше 50 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука), можно получить токопроводящие резины. Для получения Р., годной для защиты ог облучения, наиболее целесообразно использовать фторсодержащие и бутадиен-нитрильный каучуки в этом случае наполнителями служат окись свинца или барит. Для уменьшения стоимости в нек-рых Р. часть каучука заменяется на регенерат (см. Резины регенерация). [c.303]

Установленные А. Б. Таубман и С. Н. Толстой - закономерности адсорбционной модификации минеральных пигментов и наполнителей позволяют обоснованно устанавливать оптимальные условия модификации твердой дисперсной фазы. Эти условия сводятся к необходимости неполного насыщения поверхности пигмента прочно связанным с ней и не вытесняемым полимером хемосорб-ционным слоем, что обусловливает повышение дисперсности пигмента и возможность более полного взаимодействия полимера с поверхностью пигмента. Это, в свою очередь, способствует возникновению в наполненных (пигментированных) системах (покрытиях) наиболее развитых структур наполнитель—полимер, что приводит к улучшению физнко-механических и защитных свойств покрытий, а также к интенсификации процесса диспергирования и повышению стабильности эмалей. [c.121]

Модификация поверхности минерального наполнителя, приводящая к ее огранофилизации, ведет к изменению межмолекулярного взаимодействия на границе наполнитель - полимер, которое в значительной степени предопределяет комплекс физикохимических и механических свойств, наполненной системы [1. [c.154]

Представляло интерес использовать в качестве модификатора поверхности асбеста полимер - кремнийорганическую жидкость ГКЖ-94, которая благодаря наличию реакционноспособных групп в состоянии вступать в химическое взаимодействие с обрабатываемой поверхностью и находит применение для гид-рофобизации тканей и некоторых минеральных наполнителей [5 - б]. Легче при более мягких условиях происходит процесс взаимодействия ГКЖ-94 с гидрофобизируемой поверхностью в присутствии отвердителя - тетрабутоксититана 5]. Поэтому в данной работе было исследовано влияние модификации поверхности асбеста ГКЖ-94 и системой КГЖ-94 + тетрабутоксити-тан на прочностные свойства асбонаполненного полиэтилена. [c.154]

При обычной физической адсорбции полимеров можно интуитивно предположить, что в данном гомологическом ряду преимущественно адсорбируются образцы с более высокой молекулярной массой. Специфическая адсорбция может нарушить влияние молекулярной массы. Типичным примером является преимущественная адсорбция низкомолекулярных полимеров с более высокой полярностью, таких, как фталевые полуэфиры, входящие в состав жирных алкидов. Уолбридж и др. [111] показали, что адсорбция этих продуктов может быть объяснена с точки зрения кислотно-основного взаимодействия, в котором основаниями являются поверхность TiOg и металл сиккатива. Они установили, что общее поведение системы при флокуляции — дефлокуляции зависит от порядка введения сиккатива и димерной жирной кислоты в обычную белую эмаль на основе жирного алкида, а также от относительной силы кислоты и возможности образования необратимых связей карбоксильных групп с поверхностью пигмента, что, в свою очередь, зависит от температуры дисперсии. Поверхность различных пигментов может связывать кислоты (или основания) подобно ионообменным смолам. Соломон и др. [112] исследовали кислотные центры на поверхности минеральных наполнителей и пришли к выводу, что они сравнимы по силе с кислотными центрами катализаторов крекинга . Наличие подобных центров, которые проявляются при действии тепла, оказывает очень сильное влияние на химические реакции в поли- мерных соединениях, особенно в неполярных средах. [c.163]

Образование химических связей между поверхностью наполнителя и полимером возможно и при использовании дисперсных на-полиителей, обработанных аппретами. Так, методом ИК-спектроскопии была обнаружена прививка полиэтилена на кварцевый наполнитель, обработанный у минопропилтриэтоксисиланом [488]. Возможность образования между минеральными дисперсными наполнителями и некоторыми полимерами водородных, ионных и координационных связей была установлена методом ИК-спектроскопии по смещению полос поглощения групп КН, СО и ОН полимеров [489]. Аппретирование дисперсных наполнителей влияет и на структурообразование, например ПЭ [487]. Химическое взаимодействие смолы с аппретом, который уже связан химическими связями с поверхностью волокна, может способствовать также улучшению совместимости компонентов в наполненной системе [490]. [c.257]

В общем виде можно выделить два принципиально различных случая структурообразования в наполненных полимерных растворах 1) в истинных растворах возникает коагуляционная тиксо-тропная структура из частиц наполнителя при этом адсорбционные слои полимера ослабляют контактные взаимодействия и структуру 2) в метастабильных, пересыщенных растворах, претерпе-ваюших микрорасслоение, возникает комплексная минерально-полимерная структура, в которой контакты между частицами наполнителя образованы полимерными прослойками такие структуры нетиксотропны, так как их деформация связана с необратимым [c.264]

В наполненных полимерных материалах (в том числе и лакокрасочных, в которых пигменты по существу являются наполнителями) возникают структуры, прочность и характер которых определяются взаимодействием частиц твердой фазы с компонентами окружающей среды и в первую очередь с полимером [1]. Такое взаимодействие мо кет изменяться и регулироваться с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ), используемых в качестве модификаторов поверхности минеральных наполнитед[ей и пигментов путем создания на ней ориентированного адсорбционного полимерофильного слоя. Исследование процессов структурообразования в полимерах и его закономерностей позволяет обоснованно определять оптимальные условия изготовления материалов с заданной дисперсной структурой и улучшенными свойствами. [c.348]