Раздел J. Полимерные материалы

По влиянию на прочность полимеров наполнители можно разделить на две группы усилители, увеличивающие прочность полимерного материала, и инертные наполнители, не увеличивающие его прочность. Нередко наполнитель вводят не для изменения свойств материала в определенном направлении, а просто для снижения стоимости изделия. Многие наполнители применяют для придания материалу определенного свойства, например негорючести, термостойкости и т. д. [551 ]. Но в ряде случаев наполнители являются обязательными компонентами композиции, без которых невозможно обеспечить необходимую прочность изделия. Это особенно резко проявляется в производстве резиновых изделий из синтетического каучука. Как известно, прочность вулканизатов некристаллизующихся синтетических каучуков очень мала, если в сырую резиновую смесь не вводить активных наполнителей (в больщинстве случаев технического углерода). [c.214]

При исследовании тонких слоев полимеров, нанесенных на непрозрачные субстраты, например полимерных покрытий (лаков, красок, герметиков) на металлах, дереве, стекле или других материалах, а также наполненных полимерных композиций, не пропускающих ИК-лучи, используют спектральный метод нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) [34]. Метод основан на анализе спектрального состава луча, отраженного на границе раздела исследуемого материала и специального устройства - элемента НПВО. [c.232]

Взаимодействие полимерных молекул с твердыми телами приводит к существенному изменению всего комплекса их свойств. Это связано г тем, что адсорбционное взаимодействие на границе раздела уменьшает молекулярную подвижность цепей и в ходе формирования полимерного материала, и при его эксплуатации, а это приводит к изменению структуры граничного слоя, изменению температур, при которых в граничных слоях происходят термодинамические и структурные переходы, и к ряду сопутствующих явлений [ 18—21 ]. Между тем структура граничного слоя и условия ее формирования прежде всего зависят от характера адсорбции и определяются прежде всего структурой собственно адсорбционного слоя. Таким образом, проблема межмолекулярных взаимодействий в наполненных и армированных системах — это также проблема адсорбции. Следует отметить еще один аспект данной проблемы — влияние адсорбции на процессы синтеза высокомолекулярных соединений, протекающие на границе раздела фаз с твердыми телами [ 1 ]. Адсорбция растущих полимерных цепей переменного молекулярного веса и изменяющегося молекулярно-весового распределения существенным образом изменяет кинетические условия реакции, а в случае получения трехмерных пространственных сеток влияет также на их структуру 122, 23]. Следовательно, адсорбционные явления играют важную роль не только в процессах переработки или эксплуатации полимерных материалов, но и при их синтезе. [c.5]

Разработан новый метод производства полимолочной кислоты. По этому методу синтетический полимерный материал впервые производят из ежегодно возобновляемого растительного сырья - углеводов кукурузы. Процесс начинается с ферментативного расщепления декстрозы до молочной кислоты. Полученную кислоту очищают и конденсируют в непрерывном процессе до низкомолекулярного полимера (с молекулярной массой -5000). Этот полимер деполимеризуется в расплаве в присутствии октано-ата олова как катализатора. Полученные стереоизомерные лактиды разделяют, выделяя -лактид в качестве преобладающего компонента, и полиме-ризуют. Варьируя содержание О-лактида, контролируют физические свойства высокомолекулярного полимера (молекулярная масса от 60 ООО до 150 ООО). С учетом возврата молочной кислоты и лактида выход полимера, в целом, не ниже 90%. [c.305]

Отрицательные и положительные пластины разделены пленочным сепаратором. Блоки разноименных пластин, плотно прижатых друг к другу, помещают в прозрачный сосуд, изготовленный из полиамида или другого полимерного материала. В верхней части сосуда имеется отверстие для заливки электролита оно закрыто пробкой, снабженной клапаном для удаления газов. Устройство аккумулятора показано на рис. П1-9. [c.102]

Во многих случаях полимерный материал содержит два или более компонентов, и результирующий спектр является приблизительно суммой спектров составляющих гомополимеров. За некоторым исключением, невозможно с помощью одной ИК-спектроскопии обнаружить разницу между сополимерами и смесью гомополимеров. Слоистые полимерные пленки ведут себя в случае спектров пропускания как однородные фазы, но если методом НПВО исследуются обе стороны пленки по отдельности, то часто можно получить спектры отдельных компонентов. В случае смесей сополимеров, мешающих определению друг друга, спектр можно упростить посредством химического или физического разделения составных частей [52, 114]. Например, полиуретаны можно подвергнуть щелочному гидролизу и провести экстракционное фракционирование для последующей идентификации [60]. Не-отвержденные красители можно разделить экстракцией растворителем и центрифугированием, а отдельные компоненты исследовать согласно стандартным методикам. [c.201]

Технологию полимерных материалов можно условно разделить на три этапа. Первый этап — синтез самих полимерных веществ. Второй Этап — получение полимерного материала, так как полимеры в чистом виде почти не применяются, и при изготовлении материалов на их основе необходимо добавлять различные вспомогательные вещества (стабилизаторы, пластификаторы и т. д.). Третий этап—придание полимерному материалу определенной формы— превращение его в пленки, волокна, изделия. [c.10]

При достаточно низких температурах полимер данного строения характеризуется эффективным межмолекулярным взаимодействием. При этом прочность связей межмолекулярного взаимодействия, суммируясь по поверхности раздела структурных единиц, превышает прочность химических связей в элементе структуры. Разрушение в этих условиях сопровождается разрушением химических связей. При подборе полимерного материала, работающего в этих условиях, целесообразно использовать либо достаточно полярный материал с большим значением удельной когезионной энергии, либо сшитый материал, представляющий трехмерную сетку, состоящую из атомных групп, связанных ковалентной связью. Увеличение прочности достигается за счет синтеза материала с более прочными связями между атомными группировками. Естественно, что эксплуатация материала при достаточно низких температурах эквивалентна эксплуатации при больших скоростях нагружения. [c.296]

Адсорбционное взаимодействие на границе раздела фаз полимер — твердое тело, сказываясь на условиях формирования полимерного материала, приводит к изменению надмолекулярных структур граничных слоев и всей полимерной фазы в наполненной системе. В работе В. А. Каргина и Т. И. Соголовой [2561 показано, что введение в кристаллизующиеся полимеры твердых добавок позволяет регулировать размер и число сферолитов. Механизм действия добавок заключается в том, что на поверхности твердых частиц в результате адсорбции возникают упорядоченные области полимера, играющие роль центров кристаллизации. С другой стороны, Ю. М. Малинским [257, 2581 установлено ингибирующее влияние твердой поверхности на кристаллизацию полимеров в пристенных слоях. [c.172]

Однако до сих пор еще мало исследованы процессы структурообразования при полимеризации в присутствии наполнителей, т. е. одновременное влияние поверхности раздела на протекание процессов полимеризации и структурообразования. Между тем эта проблема особенно важна при получении армированных и наполненных полимеров, где процессы полимеризации и структурообразования протекают на границе раздела с твердой поверхностью. В ряде проведенных нами исследований [23, 240, 259] было изучено влияние твердой поверхности на процессы структурообразования при формировании полимерного материала из раствора или расплава и показано, что поверхность наполнителя оказывает существенное влияние на протекание этих процессов и свойства полимеров в граничных слоях. [c.175]

Специфические особенности адсорбции полимеров необходимо иметь в виду и при рассмотрении адгезии полимеров к твердым телам, в которой адсорбционные силы играют основную роль. Действительно, адгезионное взаимодействие на границе раздела полимер — твердое тело есть прежде всего адсорбционное взаимодействие между двумя телами. Адсорбция полимеров на поверхности твердого тела определяет особенности структуры граничного слоя, характер упаковки макромолекул в граничных слоях, а следовательно, подвижность цепей, их релаксационные и другие свойства. Адсорбция не только определяет конечные физико-химические и физико-механические свойства полимерных материалов, но и играет существенную роль в ходе формирования полимерного материала и при его переработке, когда эти процессы протекают в присутствии твердых тел иной природы — наполнителей, пигментов, на поверхности металлов, стекла и др. Первой стадией ряда технологических процессов — образования клеевых соединений, нанесения лакокрасочных покрытий — и является адсорбция полимеров на поверхности. Естественно поэтому, насколько важны исследования процессов адсорбции полимеров на твердых поверхностях. [c.11]

Труднее осуществить контроль за коррозионным разрушением неметаллических материалов, также широко применяемых на химических и нефтеперерабатывающих заводах. Доля неметаллических материалов в общем объеме конструкционных материалов для аппаратов и трубопроводов постоянно увеличивается. Механизм разрушения полимерных материалов отличается от коррозии металлов и изучен недостаточно. Трудность заключается в том, что коррозионный износ таких материалов начинается не только с поверхности раздела фаз, как у металлов полимер набухает и быстро растворяется. Эти процессы за счет диффузии распространяются в глубь полимерного материала. [c.71]

Адсорбционное взаимодействие полимерных молекул с твердыми телами на границе раздела уменьшает подвижность цепей и в процессе формирования полимерного материала, и при его эксплуатации, что приводит к изменению структуры граничного слоя, изменению температур, при которых в граничных слоях происходят термодинамические и структурные переходы, и к ряду сопутствующих явлений. [c.12]

Изложенные в предыдущих разделах выводы полностью игнорируют эластические свойства полимерного материала. Поэтому с их позиций соверщенно невозможно объяснять ряд эффектов, наблюдающихся при вальцевании реальных полимеров. В особенности это касается вальцевания каучуков и резиновых смесей. Гидродинамическая теория вальцевания вязкоэластичной жидкости, предложенная То китой и Уайтом [18], в какой-то мере восполняет этот пробел. Ниже изложены основные положения этой теории. [c.387]

Процессы передачи энергии и зарядов приводят к локализации поглощенной энергии преимущественно на химических группах с низколежащими электронными состояниями или обладающих значительным сродством к электрону или протону, а также на различного рода дефектах полимерного материала (границы раздела фаз, микропустоты, микротрещины, примесные молекулы и др.). [c.292]

Светостабилизаторы — стабилизаторы, обеспечивающие стойкость полимера к действию светового излучения, Светостабилизаторы разделяются на УФ-абсорберы — неокрашенные светостабилизаторы, поглощающие в УФ-части спектра, и светостабилизаторы, защищающие полимерный материал путем физического или химического гашения электронно-возбужденных состояний хромофорных групп, содержащихся в полимере. [c.432]

Свойства наполненного полимерного материала определяются свойствами полимерной матрицы и наполнителя, характером распределения последнего, природой взаимодействия на границе раздела полимер — наполнитель. Материалы с жидкими и газообразными наполнителями, как правило, изотропны с твердыми наполнителями — изотропны или анизотропны в зависимости от вида наполнителя и характера его распределения. Свойства наполненного полимерного материала существенно зависят также от дисперсности и формы частиц наполнителя, степени и условий Н., фазового или физич. состояния полимера, природы его звеньев, частоты пространственной сетки. Деление наполнителей на активные (упрочняющие, усиливающие) и неактивные (инертные) в известной мере условно, поскольку, улучшая какую-либо характеристику системы, наполнитель может ухудшать др. ее свойства. Напр., большинство саж повышает одновременно прочность и модуль (жесткость) резин, однако увеличение жесткости во многих случаях нежелательно. Кроме того, активность наполнителя проявляется только при его определенном содержании в системе. [c.162]

В каждом из перечисленных технологических способов производства выдувной упаковки в той или иной степени заложены основные элементы экструзии с раздувом, которые можно разделить на несколько технологических операций получение расплава полимерного материала формование полимерной заготовки формование изделий раздувом в форме извлечение изделия из формы отделка готовых изделий (удаление облоя) как в самой форме, так и вне ее. Каждая технологическая операция имеет свои особенности в зависимости от перерабатываемого полимерного материала, конструктивных особенностей отдельных узлов оборудования и характера изготовляемых изделий. [c.92]

Нестабильности типа резонанса вытяжки , которые возникают при формовании из волокон из расплава (раздел 8.4.2), также встречается при экструзии пленки с отливкой [45,46]. Этот эффект чувствителен к реологическим характеристикам растягиваемого потока, то есть опосредованно зависит от молекулярно-массового распределения и степени ветвления длинных цепей. Высокие скорости деформирования и деформационное упрочнение подавляют резонанс вытяжки. Следует отметить, что этот эффект выражен сильнее при широком молекулярно-массовом распределении полимерного материала. [c.198]

В разделе Юв мы рассматривали плотность полимерного материала внутри пространства, занимаемого гибкой полимерной цепью. [c.396]

Технологию полимерных материалов можно условно разделить на три этапа. Первый этап — это синтез самих полимеров, второй — получение полимерного материала, т. е. материала, который кроме полимера содержит добавки различных вспомогательных веществ — стабилизаторов, пластификаторов и др., третий этап — придание полимерному материалу определенной формы — превращение его в пленки, волокна, изделия. Формование изделия это не просто придание ему формы — это создание определенной структуры, обеспечивающей оптимальное качество. Все эти этапы требуют знания физической химии полимеров. [c.9]

Полимерные композиции могут быть разделены на два вида, отличающихся по своей структуре материалы микроскопически однородные, состоящие только из полимерного вещества, и материалы микроскопически неоднородные, состоящие не только из полимерного вещества, но и из диспергированных или ориентированных в нем инородных частиц или слоев наполнителя. Если наполнитель в такой же степени полярен, как и полимер (полимер смачивает наполнитель), то он может оказать усиливающее действие на прочностные характеристики полимерного материала при определенной степени наполнения. Этот эффект наблюдается у различного типа термореактивных смол и у некоторых термопластичных материалов. Усиливающее действие наполнителя особенно отчетливо проявляется, когда наполнитель обладает упорядоченной структурой, например в слоистых пластиках. [c.59]

Для напыления полимерных материалов используют аппарат (рис. 10), разделенный на две части горизонтальной пористой перегородкой. К нижней камере подведен сжатый воздух или инертный газ верхняя часть (рабочая камера) может быть открытой. На пористую перегородку насыпается мелкодисперсный порошок полимерного материала. Под действием воздушного газового потока, который, пройдя через перегородку, разделяется па 62 [c.62]

При таком замысле круг рассматриваемых вопросов оказался настолько большим, что мы сочли целесообразным разделить весь материал на три части и издать его в виде трех отдельных монографий. Две из них уже вышли в свет — Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров (М., Химия , 1978) и Химия и технология газонаполненных высокополимеров (М., Наука , 1979). Настоящая книга завершает, таким образом, задуманную нами серию монографий. Особо подчеркнем, что эти книги — не справочники по технологии, рецептурам и свойствам монографии задуманы и их следует рассматривать как введение в науку о полимерных пенах. [c.5]

Ниже рассматривается так называемая диффузионная сварка, различные варианты которой широко используются в упаковочных автоматах. Под термином сварка в данном случае понимается соединение двух поверхностей полимерного материала за счет взаимной диффузии компонентов под действием тепла и давления, при котором полностью или почти полностью исчезает граница раздела между контактирующими поверхностями. [c.122]

Температура стеклования разделяет два физических состояния материала И30ЛЯ1ЩИ, что фиксируется на графике изломом прямой линии на два участка. В стеклообразной области полимерного материала вследствие заторможенности теплового движения макромолекул преобладает упругая деформация, пропорциональная возникающему двулучепрелом-лению. Эффект, вносимый упругой деформацией в общее значение Ди, всегда является положительной величиной. [c.32]

Период эксплуатации полимерного материала можно разделить на две части. В первой части, которую можно назвать периодом надежной эксплуатации, свойства полимерного материала, изменяющиеся со временем, все еще остаются в таких пределах, что материал способен вьщерживать нормальные эксплуатационные и экстремальные нагрузки. Во второй части он все еще способен вьщерживать нормальные эксплуатационные нагрузки, но выходит из строя при экстремальных нагрузках. В этом периоде материал ненадежен, хотя на внешнем его виде это может никак не отражаться. К концу второго периода полимерные материалы разрушаются и при отсутствии внешних воздействий. [c.99]

При проникании жидких сред в некоторые полимерные материалы иногда наблюдают границу раздела между слоем полимера, в который проникла среда, и сухим полимером. Чаще используют индикаторный способ определения концентрации диффундирующей среды, причем индикатор вводят в образец до или после проникновения в него среды, что позволяет определить глубину проникиовения среды в полимерный материал. [c.55]

При использовании дисперсных наполнителей и рубленого волокна осн. способ произ-ва Н.п.-мех. смешение наполнителя с расплавом илн р-ром полимера, форполи-мера, олигомера или мономера. Для этой цели используют смесители разл. конструкции и вальцы. Непрерывные волокнистые заготовки пропитывают полимерным связующим. Подробнее см. в ст. Полимерных материалов переработка. Для улучшения пропитки волокнистых наполнителей связующим, повышения степени диспергирования частиц наполнителя в матрице и увеличения прочности адгезионного контакта на границе раздела фаз наполнитель-матрица используют разл. методы модификации пов-сти наполнителей, а также метод полимеризагрли на наполнителях. Газонаполненные материалы получают вспениванием с помощью спец. агентов (порообразователей) или мех. вспениванием жидких композиций, напр, латексов. Пенистая структура полимерного материала фиксируется охлаждением композиции ниже т-ры стеклования полимера, отверждением или вулканизацией (см. подробнее в ст. Пенопласты, Пенопласты интегральные. Пористая резина). Жидкие наполнители механически эмульгируют в связующем, послед, превращение к-рого в матрицу Н.п. происходит без разрушения первонач. структуры эмульсии. [c.168]

Напопненные пластифицированшле ПВХ материалы. Наполнители в зависимости от их действия на пластифицированные ПВХ материалы можно разделить на активные, т.е. улучшающие определенный комплекс свойств, и неактивные - разбавители, используемые для снижения стоимости полимерного материала без значительного ухудшения его технологических и эксплуатационных характеристик. [c.195]

Фильтры из пористого полиэтилена. Физико-химические свойства полиэтилена рассмотрены в разделе 1.3. Фильтры из этого полимерного материала можно легко получить в любой лаборатории в нужной для фильтрования форме. В частности, для получения пластинки полиэтиленовый порошок смешивают с хлоридом натрия в соотношении 1 4 по массе, и смесь помещают между двумя чашками Петри, как это показано на рис. 4, а. Слой 1 смеси между чашками 2 должен иметь толщину 1-2 мм. В таком виде чашки с порошком вьщерживают в сушильном шкафу при 130-150 °С. После охлаждения спекшуюся массу промывают теплой водой для удаления Na l. Аналогичным образом изготавливают и воронки из пористого полиэтилена. В качестве форм применяют две стеклянные воронки (рис. 4, б). [c.33]

В отличие от систем, наполненных или армированных минеральным наполнителем, в системах, армированных полимерными наполнителями, характер изменения морфологии связующего определяется возможностью диффузии связующего на границе раздела в дефектные области армирующего полимерного материала. При изучении [100] системы на основе эпоксидной смолы или анилино-фенолоформальдегидной смолы, армированной вискозными или капроновыми волокнами, было найдено, что при введении волокна на электронно-микроскопических снимках обнаруживаются две зоны собственно связующее и волокно с типичной морфологией ориентированного состояния (ламеллярные паракристаллы). Четкая граница раздела фаз отсутствует, хотя и имеется четкий оптический контраст, обусловленный структурной неоднородностью наполнителя, кристаллические элементы которого остаются без изменений. Для связуюп1его, находящегося в контакте с волокном, характерна более однородная и состоящая из более мелких, образований структура. Это связано с тем, что влияние поверхности на релаксационные процессы препятствует агрегации структурных элементов связующего в более крупные образования. Вместе с тем в случае полимерного наполнителя связующее оказывает влияние на морфологию наполнителя. [c.52]

Радиометрический анализ. Этот анализ можно разделить на две группы. К одной группе относятся методы оценки радиоактивности проникающих жидкостей, например электролита с мечеными атомами, который, проникая через полимерный материал, увеличивает радиоактивность поглотителя, обычно воды [31 ], и методы разделения полимерной ме 1браной растворов одного и того же вещества равных концентраций, один из которых содержит радиоактивную добавку. О проницаемости судят по нарастанию активности во втором растворе [32]. [c.197]

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]

Выше было показано, что холодная вытяжка всегда приводит к фибриллизации полимера. Это означает, что в процессе холодной вытяжки происходит диспергирование полимерного материала на мельчайшие (коллоидных размеров) агрегаты ориентированных полимерных цепей. Между этими агрегатами-фибриллами существуют реальные границы раздела, свидетельствующие об их фазовом характере. Таким образом, фибриллизацию полимера следует рассматривать как процесс фазового разделения, а фибриллизованный материал — как типичную коллоидную систему, обладающую высокоразвитой поверхностью. Однако полимер, подвергнутый холодной вытяжке, имеет монолитную структуру. По-видимому, возникающий в зоне переходного слоя (см. рис. 1.5,6) ансамбль фибриллярных агрегатов имеет столь высокий избыток поверхностной энергии, что система немедленно коагулирует. Если это действительно так, то предотвратив каким-либо образом коагуляцию фибрилл в процессе холодной вытяжки, можно получить материал с большой свободной поверхностью. [c.20]

В работе [128] предложен механизм низкотемпературной усадки стеклообразных полимеров, деформированных в ААС. При удалении адсорбционно-активной среды из образца после его деформации по методу, описанному выше, стеклообразный полимер приобретает структуру (рис. 3.4, а), характерной особенностью которой является наличие специфических микротрещин с высокоразвитой поверхностью. При формировании структуры этих микротрещин в образце запасаются значительные внутренние напряжения. Избыток свободной энергии на межфазных поверхностях раздела делает такую систему термодинамически неустойчивой. Однако при комнатной температуре эта система агрегативно устойчива вследствие значительной жесткости полимерного материала, расположенного между микротрещинами, препятствующего дальнейшей коагуляции высокодисперсного материала микротрешин. [c.74]

К валковым смесительным машинам относятся вальцы и краскотер ки Несмотря на конструктивную простоту вальцов, теория вальцевания реальных нолимерных материалов до сих пор не разработана. Попытки создания упрощенных теорий на основани] отождествления условий переработки полимерных материалов с пластическим течением твердого тeлa или вязкой ньютоновской жидкости не дали исчерпывающих результатов. Использование критериальных зависимостей 2, хотя и полезно для решения производственных задач, но не позволяет описать особенности поведения полимерного материала при вальцевании. В этом плане наибольшие возможности обеспечивает гидродина мическая теория вальцевания, основанная на допущении о ньютоновском поведении мате-риала . Из нее следует, что, хотя при вальцевании материала в нем возникают значительные сдвиговые деформации, они не оказывают удавлетворительного смешивающего действия (так как все линии тока замкнуты), но способствуют возникновению ориентации поверхностей раздела в гетерогенной системе и молекулярной ориентации (каландровый эффект), которые особенно проявляются при равенстве окружных скоростей валков. Устранение явлений ориен- [c.273]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология