Физические свойства дисперсных наполнителей

Введение наполнителей в полимеры приводит к появлению широкого спектра взаимодействий (от слабых физических до химических), возникающих на границе раздела полимер - наполнитель. Природа этих взаимодействий в значительной мере зависит от химии поверхности наполнителей. Соотношение различных типов взаимодействий, возникающих на границе раздела фаз, существенно влияет на механические, физико-химические, в том числе и термические, свойства полимеров и наполненной системы в целом. Очевидно, что химия поверхности дисперсных наполнителей - один из наиболее существенных факторов, влияющих на характер взаимодействия на границе раздела полимер - наполнитель и, следовательно, на свойства полимера. Химические свойства поверхности наполнителя и его состав особенно важны с точки зрения их влияния на термические свойства полимера и наполненной полимерной системы. [c.69]

Механические свойства коагуляционных дисперсных структур зависят от геометрии частиц, от свойств дисперсной фазы и дисперсионной среды, а также, в особенности, от характера взаимодействия между частицами. Модифицирование поверхности частиц, использование физической адсорбции поверхностно-активных веществ и хемосорбции является эффективным средством изменения механических свойств коагуляционных структур. При этом наибольшее повышение прочности достигается при некотором оптимальном соотношении энергий взаимодействия между частицами дисперсной фазы, молекулами дисперсионной среды и взаимодействия молекул дисперсионной среды с частицами дисперсной фазы. Такое оптимальное соотношение обычно достигается при частичной адсорбционной или химической лиофилизации поверхности дисперсной фазы, причем поверхность частиц принимает мозаичный характер, оказывается состоящей из лиофильных и лиофобных участков [38 Вопросы образования коагуляционных структур и влияния на их прочность адсорбционного и химического модифицирования имеют большое значение для теории и практики использования активных наполнителей в технологии полимеров, а также для разработки оптимальных приемов армирования пластиков волокнистыми дисперсными структурами. [c.23]

Физические свойства дисперсных наполнителей [c.94]

Рассмотрим кратко основные физические характеристики дисперсных наполнителей, к которым относятся форма, размер частиц и их распределение по размерам, удельная поверхность, характер упаковки частиц, оптические, теплофизические, физико-механические и электрические свойства. [c.94]

Рассмотренные выше основные положения были развиты для саженаполненных вулканизатов, но могут быть перенесены и на процессы упрочнения термо- и реактопластов дисперсными наполнителями с учетом их физического состояния и изменения механизма разрушения при переходе из высокоэластического состояния в стеклообразное. Кроме того, при рассмотрении прочности на полненных полимеров мы основывались главным образом на физико-химическом поведении наполненных полимеров и их вязкоупругих свойствах. Механические же свойства порошкообразных наполнителей, как правило,, не учитывались, за исключением учёта эффекта возникновения пространственной сетки частиц наполнителя, прочность которой не может быть сопоставлена с механической прочностью наполнителя. [c.173]

Введение наполнителя снижает стоимость изделия и повышает его механические свойства. Выбор наполнителя имеет весьма большое значение для механических и электрических свойств пресс-изделия, а также для его химической, водо- и теплостойкости. Эти свойства в значительной степени определяются химической природой наполнителя, его физическим строением и дисперсностью. Наполнители разделяются на органические и неорганические, а по физической структуре — на волокнистые и порошковые. [c.179]

Дисперсные неорганические наполнители характеризуются комплексом физических и химических свойств, которые не зависят от условий и целей их применения. Кроме того, дисперсные наполнители можно охарактеризовать (исходя из этих свойств) особенностями их влияния на свойства наполненных полимерных композиций, в том числе на их термическую и термоокислительную стабильность. [c.94]

Среди неорганических наполнителей, используемых в производстве резины, наиболее эффективными усилителями являются высокодисперсные кремнекислоты и их соли. Как и для других усиливающих наполнителей, степень дисперсности пигмента является наиболее важной характеристикой, по которой оценивается его усиливающее действие Обычно пигменты со среднечисленным размером частиц меньше 50 мк и (или) удельной поверхностью более 50 м г считаются усиливающими. Усиление эластомера, однако, преследует практические цели и может быть определено как улучшение одного или нескольких свойств его при введении какого-либо ингредиента, обеспечивающее большую применимость эластомера в данной области его использования . Такое определение усиления не ограничено физическими свойствами пигмента, а тесно связано с характеристиками вулканизата. [c.341]

Применение современных физических и физико-химических методов существенно расширило наше представление о природе ионного обмена и поверхностных явлений на дисперсных минералах, наметились пути регулирования их гидрофильности и адсорбционных свойств, что имеет большое значение для создания на основе дисперсных минералов новых адсорбентов, катализаторов, наполнителей строительных материалов и буровых растворов. [c.77]

Одним из наиболее важных применений электронной микроскопии в промышленности является определение степени дисперсности различных порошкообразных материалов, так как / некоторые физические и даже химические свойства последних зависят от размеров частиц. Много работ было проведенО с целью установления зависимости между дисперсностью материала и, например, кроющей способностью красителей или свойствами саж как наполнителей в резине. Из многочисленных способов препарирования порошкообразных материалов будут рассмотрены лишь наиболее часто применяемые на практике и перспективные. [c.70]

В 1950 г. состоялась Всесоюзная конференция по коллоидной химии, на которой большая часть докладов была посвящена проблеме структурно-механических свойств дисперсных систем. А. С. Колбанов-ская и П. А. Ребиндер определили мгновенный модуль упругости, модуль эластичности, истинную вязкость и вязкость эластичной деформации различных структур. Вместе с О. И. Лукьяновой они исследовали влияние добавок наполнителей и поверхностно-активных веществ на деформационные свойства растворов каучуков. Б, А, Догад-кин, М. И. Резниковский изучили роль межмолекулярных сил в механизме высокоэластичной деформации. Несколько работ по этому вопросу опубликовал Г. М. Бартенев. В 1950 г. Институт физической химии АН СССР выпустил сборник Новые методы физико-химических исследований поверхностных явлений , содержащий статью Б. В. Дерягина, П. А. Ребиндера Новые методы характеристики упруго-пластично-вязких свойств структурированных дисперсных систем и растворов высокополимеров . М. П. Воларович и М. Ф. Никитина исследовали вязкость дорожных битумов. Большое значение для развития физико-химической механики имел выход в свет статьи Н. В. Михайлова и П. А. Ребиндера Методы изучения структурно-механических свойств дисперсных систем . (Колл, ж., 1955, 17, 2, 105). [c.9]

Пасты из неорганических пигментов и наполнителей во многом близки по своим свойствам к глинистым пастам и керамическим массам, что обусловлено общностью их природы и, соответственно, поверхностными свойствами минеральных частиц. Однако но сравнению с керамическими массами пигментированные системы более сложны по составу и должны отвечать более жестким требованиям по основным физическим и коллоидно-химическим показателям (плотность, оптические параметры, дисперсность, совместимость компонентов, стабильность во времени, степень структурирования и прочности агрегатов). Различия между этими периодическими структурами становятся существенными, если дисперсионной средой будут высоковязкие жидкости, как это имеет место в масляных красках, резинах, битумах, деформационное поведение которых в больщой мере может определяться свойствами непрерывной фазы. Кроме этого, в таких композициях, как масляные краски, в качестве дисперсионной среды применяют смеси органических жидкостей (растворители и разбавители), в которых в растворенном состоянии находятся связующие вещества, диспергаторы, стабилизаторы, пластификаторы и другие, усложняющие систему и придающие ей ряд специфических свойств. [c.130]

В течение более 30 лет автор монографии развивает и пытается экспериментально подтвердить концепцию, согласно которой определяющую роль в свойствах ПКМ играют межфазные и поверхностные явления на границе раздела полимер-твердое тело. С нашей точки зрения, все последующее развитие физической химии наполненных полимеров подтверждает обоснованность этой концепции. Данная монография посвящена преимущественно анализу поверхностных и межфазных явлений в наполненных полимерных материалах и вкладу этих явлений в физико-механические свойства. Преимущество такого подхода, по нашему мнению, заключается в том, что общее физико-химическое описание применимо ко всем известным типам ПКМ - с дисперсными минеральными наполнителями, минеральными и органическими волокнистыми наполнителями, в которых в качестве матрицы используются и эластомеры, и термопласты, и реактопласты. Несмотря на то, что в разных случаях детали механизма усиления могут различаться, физико-химические принципы усиления, вытекающие из анализа межфазных явлений, справедливы во всех случаях. [c.5]

В результате наполнения получаются материалы, основные физические и механические свойства которых существенно отличаются от свойств матрицы. Прежде всего, наполнитель вводится с целью упрочнения матрицы, механизм которого зависит от типа наполнителя (дисперсный, волокнистый, тканый), их собственных свойств и химической природы поверхности. Под воздействием наполнителя происходят также изменения термических, электрических, теплофизических, фракционных и других свойств материала. [c.11]

НОГО каучука и полиизонрена к физическим и химическим свойствам дисперсных наполнителей, которые катализируют термоокислительную деструкцию эластомеров. [c.144]

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]

Эти химические процессы, протекающие на границе раздела, оказывают влияние на все физико-химические свойства полимеров, в том числе на их термическую и термоокислительную стабильность. Из изложенного следует, что химия поверхности наполнителей является одним из основных факторов, влияющих не только на их химическую, но и структурную, кинетическую и термодинамическую активность. Как показывает анализ структурной, кинетической, термодинамической и химической активности дисперсных наполнителей, это влияние не может быть всегда однозначно охарактеризовано даже для одной сравнительно простой системы полимер-наполнитель. Эта неоднозначность объективно связана с физическими и химическими характеристиками наполнителя и многофакторностью его влияния на свойства и структуру полимера на различных уровнях, а также свойств самого полимера на процессы взаимодействия с наполнителем. [c.103]

Полученные экспериментальные данные дали возможность сформулировать представления о межструктурном наполнении [383, 409]. В основу этих представлений было взято положение о том, что длина проходных цепей, связывающих различные надмолекулярные структуры, колеблется от сотен ангстремов до нескольких микрометров. Это означает, что частицы наполнителя, имеющие размер до 1 мкм, могут полностью располагаться в меж-структурных пространствах. Действительно, в проведенных расчетах было показано, что дисперсные наполнители концентрируются в неупорядоченных областях кристаллизующихся полимеров (преимущественно в межсферолитных областях) по границам сферолитов. Используя представления о межструктурном наполнении можно объяснить влияние малых добавок наполнителей на физические и механические свойства наполненных полимеров. При концентрировании наполнителя (преимущественно в межаруктурных областях) может также изменяться конформационный набор проходных цепей, влияя тем самым на их молекулярную подвижность и деформационные свойства. [c.162]

Наполнитель в сильной степени обусловливает и другие физикохимические свойства материала — его водостойкость и химстойкость, диэлектрические свойства, теплостойкость, твердость и т. д. Существенное значение имеет не только химическая, но и физическая структура напоДнителя, его анизотропность, дисперсность, ориентация, а также концентрация в (материале. В первом приближении, без учета ряда факторов, можно считать, что усиливающее действие наполнителя пропорционально активной (смачиваемой) поверхности его на единицу объема смолы. [c.422]

По влиянию на структуру и реологические свойства смазок нанолпители могут быть разделены на инертные и активные. Большинство используемых в смазках наполнителей инертны или незначительно влияют на процесс структурообразования вследствие низкой дисперсности. Среди активных наполнителей выделены группы физического и химического действия [3]. Для первой характерно равномерное повышение прочности (вязкости) смазок с увеличением содержания наполнителя (рис. 28) и неизменность структуры, для второй — резкое упрочнение или разупрочнение, обусловленное существенным изменением структуры смазок (рис. 29). [c.128]

Природные наполнители, полученные методом Мкгоп12ег>. при котором происходит нарушение когезии между частицами вещества, получили название микронизованных . Высокая дисперсность этих продуктов позволяет иногда улучшить некоторые физические и физико-химические свойства тертых белил и красок, в состав которых вводятся наполнители. Выпускаются микронизованные доломиты, тальки, слюды и асбест. [c.510]

Различают активные и неактивные наполнители. Активные наполнители характеризуются чрезвычайно малым размером частиц и боль- иой поверхностью. Они могут применяться благодаря чрезвычайно большой степени дисперсности лишь в умеренных дозах (до 70 вес. ч. па 100 вес. ч. каучука). Активные наполнители улучшают разрывную и структурную прочность, а также сопротивление истиранию вулканизата. Неактивные наполнители имеют малую степень дисперсности и ухудшают механические свойства вулканизата, в особенности, если они добавлены в больших количествах. Однако степень дисперсности сама по себе не является надежным критерием для разделения наполнителей на активные и неактивные, усиливающее действие возникает как результат совокупности физических и химических факторов. Резкого разделения обеих групп произвести иесозможио. [c.515]

Свободные макрорадикалы химически взаимодействуют с поверхностью наполнителя и образуют тем самым прочные соединения. Поэтому для наполненных высокополиме-ров значительное влияние на их прочность оказывают физико-химические свойства поверхности и структура наполнителя. Исследование влияния помола саж в шаровой мельнице на свойства бутилкаучука показало, что при длительном измельчении сажи испытывают значительные изменения физических и химических свойств. Форма частиц из сферической становится неправильной, с неровными К )аял1и, увеличивается дисперсность, уменьшается структурный фактор—сетчатость структуры, разрушаются агрегаты, уменьшается маслопоглощение, увеличивается плотность упаковки сажевых частиц. Подобные изменения наблюдаются и при вибропомоле саж. При вза- [c.289]