Влияние наполнителей на свойства эластомеров

ВЛИЯНИЕ наполнителей НА СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРОВ [c.44]

Известно, что система модификаторов адгезии, состоящая из резорцина, уротропина и высокодисперсной гидроокиси кремния, обеспечивает высокую прочность связи эластомера с химическими волокнами. Влияние системы модификаторов на механические свойства резин зависит не только от природы волокон, но и от фактора их формы. Это объясняют следующим. Прочность композиции пропорциональна фактору формы волокон. Если волокна очень длинные, суммарная поверхность контакта их с резиновой смесью весьма велика. Таким образом, волокна, длина и фактор формы которых выше критической, оказывают усиливающее действие на эластомер. Таково поведение полиамидных волокон в композициях. Существуют различные способы изготовления эластомерных композиций, наполненных волокнами смешение волокон с эластомерами в виде твердой фазы, жидкого каучука, водной дисперсии или раствора эластомера в органическом растворителе. Однако в производстве резиновых технических изделий жидкие композиции не получили широкого распространения. В основном изготовление и переработку резиновых смесей, содержащих волокнистые наполнители, ведут на обычном оборудовании резиновой промышленности — на вальцах, в резиносмесителях и экструдерах. [c.181]

Наиболее подробно роль взаимодействия в механизме усиления рассматривалась для наполненных резин [15, 4581- Установлено, что как физическое, так и химическое взаимодействие полимера с поверхностью частиц наполнителя играет важную роль в усилении. Однако вопрос о вкладе каждого механизма в усиление различных систем еще не может считаться решенным. Краусс [459] подробно рассмотрел, различные аспекты взаимодействия между эластомерами и усиливающими наполнителями, в частности вопрос о влиянии химических свойств поверхности сажевых частиц на усиление каучуков. Он установил, что характер взаимодействия сажи [c.251]

Базовое масло обычно подбирается по его вязкостно-температурным свойствам, окислительной стабильности, совместимости с эластомерами. Присадки в пластичных смазках компенсируют отрицательное влияние наполнителя, улучшают характеристики и придают смазке противозадирные свойства. Типичный пакет присадок включает антиокислители, ингибиторы ржавления, противозадирные и противоизносные компоненты, полимеры и твердые вещества. [c.177]

Частицы наполнителя могут агрегироваться в среде каучука с образованием структур наполнителя. Жесткость эластомера растет с увеличением концентрации в нем наполнителя. Это обстоятельство связывают с так называемым гидродинамическим эффектом, приводящим к увеличению деформации каучуковой матрицы в наполненном эластомере в сравнении с ненаполненным. Структура наполнителя, наряду с гидродинамическим эффектом, является основной причиной повышенной жесткости наполненных эластомеров, причем если структура наполнителя определяет механические свойства наполненных эластомеров при малых деформациях, то влияние гидродинамического фактора распространяется на всю область деформаций. [c.133]

Третья часть, состоящая из глав 10—12, посвящена исследованию свойств композиций, один из компонентов которых обычно является неполимерным. Рассмотрены два обширных класса композиций материалы, импрегнированные полимерами, такие как древесина и бетоны, а также пластики и эластомеры, усиленные волокнистыми или порошкообразными наполнителями. При рассмотрении любых композиций затрагиваются основные вопросы химии, материаловедения, а также инженерные аспекты их использования. Фазовые включения композиционных материалов, рассматриваемых в третьей части, хорошо сформированы и имеют большие размеры. Решающее влияние на свойства таких композиций оказывает взаимодействие компонентов на границе раздела фаз. [c.12]

В системах, представляющих собой резиновую матрицу, наполненную короткими хаотически распределенными отрезками волокон, обнаружена корреляция механических свойств и адгезионной прочности [69]. Сопротивление разрыву нетканых материалов [70] также возрастает с повышением адгезионной прочности. Разрушающее напряжение при растяжении полиэтилена, наполненного. асбестом, возрастает при модификации поверхности и повышении сродства неполярной матрицы к волокнам асбеста. В материалах, содержащих дисперсный наполнитель, прочное сцепление частиц с матрицей— необходимое условие проявления эффекта усиления. Имеется корреляция между прочностными свойствами эластомеров, содержащих наполнитель, и предельным напряжением сдвига в растворе полимера, содержащем дисперсию наполнителей [72—74]. Эта реологическая характеристика зависит от характера связи полимер-наполнитель, т. е. от адгезии. Еще одним доказательством влияния адгезии полимера к частицам наполнителя на прочностные свойства наполненной системы являются данные, приведенные в [75], где обнаружена корреляция усиливающихся свойств наполнителей с адгезией полимера к наполнителю. Прочность композиций, содержащих дисперсные наполнители, возрастает при усилении интенсивности молекулярного взаимодействия меж- [c.194]

В седьмом обзоре дан анализ влияния характеристик дисперсной фазы и системы каучук-наполнитель на упругие и прочностные свойства эластомеров. [c.4]

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НАПОЛНИТЕЛЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАПОЛНЕННЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ [c.133]

Усиление определяется количеством наполнителя, размерами и степенью агрегации частиц и химией поверхности наполнителя. В этой главе рассматривается влияние указанных характеристик на физические и механические свойства эластомеров. Рассмотрены также существующие термодинамические и вязкоупругие теории усиления. [c.253]

Анализ имеющихся литературных данных [59—61] позволяет заключить, что важным фактором при создании наполненных систем является адгезия эластомера и наполнителя. Наполнители оказывают существенное влияние на основные физико-химические свойства эластомеров— их прочностные характеристики, водостойкость, химическую стойкость, диэлектрическую проницаемость. Ферромагнитные наполнители, кроме того, приводят к появлению у эластомеров магнитных свойств. [c.47]

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ И СИСТЕМЫ КАУЧУК-НАПОЛНИТЕЛЬ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАПОЛНЕННЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ [c.131]

Введение любых наполнителей увеличивает жесткость эластомера, что вызывается повышением вязкости системы. Влияние наполнителя на механические свойства эластомера определяют следующие факторы [62, 63] [c.47]

Влияние структурных параметров наполнителя на механические свойства рези представляется в первом приближении ясным. Что касается связи неравновесных (вязкоупругих) свойств наполненных эластомеров с усиливающим действием наполнителя, а также представлений о молекулярном механизме усиления, то эти вопросы требуют как более детального теоретического рассмотрения, так и дальнейших экспериментальных исследований. [c.146]

Изложены основные достижения по исследованию влияния наполнителей на структуру и физико-химические свойства различного вида полиуретанов, относящихся к термопластам, эластомерам или термоэластопластам. [c.160]

Влияние продолжительности и температуры контакта эластомера с наполнителем на адгезию между компонентами и прочность наполненных систем. Положительное влияние увеличения температуры смешения и продолжительности контакта эластомера с поверхностью частиц наполнителя на физико-механические свойства наполненных резин широко известно [25, 26]. Однако в этих и других аналогичных работах наблюдаемое повышение эксплуатационных свойств резин не рассматривалось в прямой связи с повышением адгезии эластомера к частицам наполнителя. Кроме того, отсутствие методики непосредственной оценки адгезии эластомеров к порошкам исключало возможность прямого экспериментального определения характера зависимости физико-механических свойств наполненных резин от адгезионной прочности связи эластомера с поверхностью [c.340]

Влияние адгезии эластомера к наполнителю на свойства наполненных систем [c.340]

Приводится большой экспериментальный материал по использованию отходов теплоэнергетики, шламов, измельченных отработанных вулканизатов, их физико-химическим свойствам и оценивается эффективность их применения в резинах по сравнению с промышленными наполнителями эластомеров. Установлено влияние способа получения, измельченных вулканизатов, типов олигомеров, применяемых в качестве свя-зуюш,его, иа структуру и свойства полимерных систем с измельченными вулканизатами. [c.3]

Положительное влияние сажи, вводимой в полимер в больших количествах, чем другие пигменты и стабилизаторы, на механические свойства проявляется только в эластомерах, к которым можно отнести и сшитые полиолефины. Здесь сажа действует как усиливающий наполнитель. В несшитом ПЭВД с ростом содержания сажи снижается прочность при растяжении (рис. 3.31) . Однако в приведенном случае при содержании 25% сажи относительное удлинение при разрыве остается около 250%. [c.160]

В промышленности эластомеры используются в основном для производства шин, герметиков, антивибрационных прокладок, соединительных муфт, подошв и каблуков для ботинок, покрытий полов, как фрикционный материал, для производства фрикционных ремней и конвейеров, а также подшипников. Сами каучуки непригодны для использования. Их необходимо вулканизировать в присутствии усиливающих наполнителей и пластификаторов. Влияние состава резины на свойства изделий хорошо известно, а модифицирование с целью получения материалов, работающих при определенных условиях, является хорошо разработанным технологическим приемом. [c.400]

Таким образом, необходимо отметить, что хотя наполнители вводят во фторкаучуки в ограниченных количествах и влияние их на свойства резин выражено в меньшей степени, чем в случае углеводородных эластомеров, тем не менее с их помощью можно существенно модифицировать свойства полученных резин и решать разнообразные практические задачи. Ниже приведено несколько примеров. [c.104]

Сопоставление ряда зависимостей сопротивления разрушению от структуры материалов, полученных при определении хрупкой прочности, сопротивления коррозионному растрескиванию, разрезанию, подтверждает правильность указанного подхода и позволяет сравнительно рассмотреть те же аспекты этого вопроса, что и в отсутствие агрессивных воздействий, т. е. влияние на прочностные свойства типа каучука, наполнителей и морфологии эластомеров, [c.139]

Значительное место в производстве эластомеров занимают технологические способы, связанные с введением в полимерные материалы твердых порошкообразных наполнителей. В процессах смешения для систем вязкая жидкость — твердое тело наряду с равномерным распределением частиц по всему объему протекают стадии измельчения (или диспергирования) наполнителя в высоковязкой среде. На свойства конечного продукта большое влияние оказывают средний размер частиц диспергированного наполнителя и его дисперсный состав. Существование связи между работой вязкого трения и работой диспергирования позволяет дать оценку среднего размера диспергированного наполнителя [7, 8]. [c.8]

Помимо рассмотренного пути усиления эластомеров в них может иметь место и другой, менее эффективный путь, не связанный с развитием больших деформаций. Это — влияние наполнителя на структуру материала [95]. При образовании граничного слоя повышенной плотности, что может реализоваться в эластомерах [20] из-за большой гибкости их молекул, должно наблюдаться упрочнение аморфных эластомеров. Существование такого псевдозастеклованного слоя, обнаруживаемого по отсутствию аддитивности коэффициентов линейного расширения в системе полимер — наполнитель, предполагается на полистироле и асбесте в СКМС-30 [96]. На резинах, содержащих технический углерод, до 30%, как известно [97], такая аддитивность наблюдается введение технического углерода не влияет на резин, что позволяет предположить отсутствие заметного изменения механических свойств приграничных слоев полимера. С этим коррелируется отсутствие активности у некоторых типов технического углерода в резинах при малых деформациях. В кристаллизующихся эластомерах наполнители, промотируя кристаллизацию при малых деформациях (чего можно ожидать [98, с. 138 86]), также могут вызывать упрочнение в этих условиях. Вероятность проявления усиливающего действия наполнителей. в полимерах, находящихся В высокоэластическом состоянии, при их разрушении в условиях малых деформаций больше, чем для хрупкого состояния, так как в первом случае концентраторы напряжений играют значительно меньшую роль. Таким образом, отсутствие упрочняющего действия ряда активных наполнителей в эластомерах при малых деформациях или даже разупрочнение должно проявляться не всегда. [c.72]

Влияние усиливающих наполнителей (технический углерод, мелкодисперсный кремнезем) на свойства вулканизатов ХСКЭП подобно их влиянию на другие эластомеры (табл. 4.3). [c.198]

Как следует из рис. 1, увеличение размера частиц приводит к более существенным изменениям объема при растяжении наполненных эластомеров (пунктирные кривые со штрихом), что также свидетельствует в пользу концепции отрыва цепочек эластомера от поверхности наполнителя (слабоуси-ливающий наполнитель—полистирол). Однако данные Оберса [5], Гесса и Форда [7] и многие другие указывают на недостаточность одной концепции отрыва полимерных цепей от поверхности наполнителя для объяснения его влияния на прочностные свойства эластомера. [c.132]

Отсюда можно заключить [63], что изменение подвижности зависит от гибкости полимерных цепей. Можно полагать, что как большая жесткость, так и большая гибкость нивелируют влияние поверхности на изменение свойств. Так, в ряде случаев при исследовании методом ЯМР молекулярной подвижности каучуков, нацолненных сажей, и определении их температур переходов не были обнаружены изменения-подвижности и смещение максимумов релаксационных процессов, обусловленные наполнением [161, 207]. Мы считаем, как это было уже изложено выше при рассмотрении зависимости смещения 7 с от энергии когезии, что в этом и подобных случаях речь идет о системах с малыми энергиями когезии, вследствие чего дальнодействующее влияние поверхности не может проявиться. Из работ [227, 228] следует, что для других эластомеров влияние наполнителя на процессы релаксации уже может быть обнаружено. Все это показывает, что наиболее ярко влияние поверхности на молекулярную подвижность проявляется для цепей, гибкость которых занимает промежуточное положение между гибкостью каучуков и жесткоцепных полимеров, т. е. для термопластов. [c.127]

Существенное влияние на свойства фторкаучуков и резин на их сснове оказывают такие параметры их структуры, как молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение, разветвленность макромолекул, присутствие микрогеля. Фторэластоме-рь с низкой вязкостью обладают хорошей текучестью в процессах формования и шприцевания смеси на их основе легко диспергируются в растворителях даже при высоком содержании наполнителей, что чрезвычайно важно при изготовлении покрытий шпредингованием. Однако такие эластомеры могут прилипать к валкам в процессе смешения или каландрования, легко [c.38]

Большинство эластомеров, содержащих двойные связи, обладает значительной реакционной способностью, благодаря чему они претерпевают изменения в воздушной среде. Эти процессы особенно интенсивно протекают в напряженных резинах. В последнее время они привлекают усиленное внимание в связи с прогрессирующим загрязнением атмосферы промышленно-транспортными отходами и повышением ее химической реактивности за счет увеличения содержания озона, двуокиси азота, сернистого газа и других агрессивных компонентов. Несмотря на специфику разрушения резин при одновременном действии механического напряжения и среды оно позволяет выявить особенности влияния на этот процесс изменения структуры материала, вызванного деформацией, различными условиями ее образования, введением наполнителей и т. д., а также связь прочностных свойств с реологическими и другими характеристиками материала. При этом исключаются из рассмотрения случаи, когда материал перерождается под влиянием среды во всем объеме, как это, например, наблюдается при действии азотной кислоты на напряженную резину из бутилкаучука [1] или озона на резину из силоксанового каучука [2]. В этих случаях ввиду изменения химической структуры и всех свойств материала вряд ли имеет смысл говорить о зависимости сопротивления разрушению от исходной структуры материала и влияния на эту зависимость агрессивных воздействий. Такое сравнение (разумеется, с учетом специфики действия агрессивного агента) возможно для случаев локального разрушения, облегченного агрессивным агентом (коррозионное растрес- [c.132]

Физико-механические свойства полисилоксановых эластомеров, в особенноетй такие, как сопротивление разрыву, относительное удлинение, твердость и другие, во многом зависят от взаимодействия компонентов в системе полимер — наполнитель [542]. Однако несмотря на большое число исследований, посвященных влиянию наполнителя, в частности наиболее часто используемой тонкодисперсной кремневой кислоты, на физико-механические свойства силоксановых резин и ряд практически важных достижений в этой области, многое в данной проблеме остается неясным. [c.42]

Итак, реологические свойства эластомеров и смесей на их основ можно определять при помощи различных приборов. Рассмотренна теория, по-видимому, достаточно хорошо подтверждается эксперн ментальными кривыми течения эластомеров. Однако при предельны, значениях напряжения сдвига наблюдаются отклонения. Поэтом приложение изложенных реологических представлений к практик до сих пор остается, в основном, эмпирическим. Это обусловлен прежде всего сложностью технологических процессов переработка полимеров и требований, предъявляемых к любой резиновой смеси что обычно приводит к компромиссному выбору как состава смеси так и режима ее переработки. Например, исключается применени некоторых высокоактивных вулканизующих систем, так как он вызывают чрезмерное повышение вязкости. Точно также некоторы наполнители, оказывающие вредное влияние на вязкость, следуе применять в ограниченных количествах (даже если они необходим для получения изделий с определенными свойствами). [c.200]

Факторы, оказывающие влияние на усиление виниловыми наполнителями. Автором было проведено исследование образца поперечиосшитого винилового наполнителя, наиболее подходящего для усиления бутадиен-стирольных эластомеров. В ходе этого исследования было изучено влияние следующих свойств винилового наполнителя на усиление бутадиен-стирольного каучука размер коллоидных частиц содержание эмульгатора содержание агента поперечного сшивания содержание виниловой кислоты [c.435]

Вулканизаты ХСПЭ характеризуются рядом ценных свойств. Как уже отмечалось, они имеют высокую статическую прочность, в отсутствие усиливающих наполнителей. При повышении температуры прочность вулканизатов заметно уменьшается, что объясняется влиянием слабых вулканизационных связей, обусловленных взаимодействием по.ля рных продуктов превращения хлорсульфоновых групп (подвесок и поперечных связей). Ло сравнению с вулканизатами НК и ряда других эластомеров вулканиза-ты ХСПЭ более жестки, имеют меньшее относительное удлинение и большие остаточные дефор(Мации [3, 4]. Сопротивление раздиру сравнимо с сопротивлением раздиру вулканизатов других кау-чукав, но хуже, чем для НК- Оно улучшается три добавлении в смесь активных наполнителей. Для ХСПЭ марки А сопротивление раздиру резин, наполненных техническим углеродом ПМ-75,. составляет 60— 80 кН/м, а для ХСПЭ-40—70—(90 кН/м. [c.148]

Из минеральных наполнителей наилучшими для фторуглеродных эластомеров являются сульфат бария и фторид кальция [1, 103]. Подобно техническому углероду МТ, эти наполнители не образуют агломератов и довольно хорошо распределяются в каучуке, мало влияют на вязкость смесей, твердость и эластичность вулканизатов. Резины характеризуются высокой стойкостью к накоплению остаточной деформации сжатия при тепловом старении. Влияние диоксида кремния на свойства смесей и резин из фторкаучуков аналогично действйю полуусиливающего и усиливающего технического углерода повышаются вязкость и жесткость смесей, возрастает твердость и снижается эластичность резин. Тем не менее считается целесообразным [1, 102, [c.99]

Полидисперсность наполнителя оказывает заметное влияние на упругие и прочностные свойства наполненных эластомеров. Фаррис [6] показал, что модуль наполненного эластомера снижается при дополнительном введении неболь- [c.131]

Поскольку в рассмотренном выше механизме большая роль отводится связям между поверхностью частицы и полимером, то очевидно, что их исследование может дать дополнительную информацию о процессах, происходящих при усилении. Влияние структуры эластомера на усиление связано с эффектами. локализации напряжения, поскольку напряжение, возникающее на поверхности частиц наполнителя, является функцией упругих свойств материала. Этим объясняется то, что при равном числе сцеплений полимер — наполнитель и поперечных связей эффекты усиления различаются для разных каучуков. Преобладание физического взаимодействия между каучуком и сажей хорошо согласуется с механизмом выравнивания напряжений при растяжении. Более сильные взаимодей-стви я сделали бы невозможным отрыв цепей от частиц каучука. [c.266]

Мортон и др. [648, 649] и Краус и др. [499] проверили это предположение, введя полистирольный латекс в непрерывную матрицу бутадиен-стирольного эластомера. Эта система отличается высокой степенью несовместимости (см. разд. 2.5 и 3.2.1), между ее компонентами возможно образование только лопдоповских сил притяжения. В этих работах исследовано также влияние степени наполнения, кроме того, Мортон и др. исследовали влияние размера частиц наполнителя и прочности их связывания с матрицей. Наиболее важные результаты были получены при использовании полистирольных латексов с размером частиц 400—500 А. Краус и др. исследовали модули потерь и накопления, в то время как Мортон и др. исследовали предельные прочностные свойства . [c.274]

Исследований по полимеризационной активации наполнителей эластомеров очень мало. По-видимому, это связано с широким распространением такого универсального и высокоактивного наполнителя эластомеров, как технический углерод. Тем не менее, применительно к некоторым белым наполнителям такие исследования представляют несомненный интерес. Имеющиеся данные показывают, что путем полимеризационной модификации можно заметно улучшить свойства резин, наполненных каолином, мелом и др. Модификация каолина радиационной полимеризацией мономеров из паровой фазы заметно повышает модуль резин. Эффективными оказываются количества нанесенного полимера-модификатора порядка 1 монослоя (0,3% от массы каолина). Ниже приведены данные о влиянии полимеризационной модификации каолина (60% от массы каучука) на модуль при удлинении 300% резин (пероксидная вулканизация) на основе бутадиен-стирольного каучука СКМС-30 (числитель) и бутадиен-нитрильного СКН-26 (знаменатель) [c.171]