Физические состояния эластомеров

Рис. 2.2. Релаксационный модуль (1) и вязкоупругий спектр (2) в области различных физических состояний эластомера

Краткие сведения о свойствах макромолекул и физических состояниях эластомеров [c.8]

Физические состояния эластомеров [c.13]

Непосредственная связь этих параметров обусловлена единством механизма изменения свойств переходных и граничных слоев эластомеров, определяемого равнозначным влиянием изменения подвижности макромолекулярных цепей на указанные характеристики. Действительно, х линейно связан для нитрильных каучуков с величинами ко (рис. 38, в) и р (рис. 38,6). Отсюда следует, что абсолютное число межфазных связей представляет собой характеристику процесса образования адгезионных соединений, независимую от физического состояния эластомеров в переходных слоях. Так, зависимости на рис. 80,7 и 2, 81,6 и 7 экстремальны. Однако потенциальная способность адгезива к взаимодействию с субстратом не может не быть связана с этими состояниями (в частности, благодаря влиянию стерических факторов). Поэтому и для пленок эластомеров, сформированных в отсутствие субстрата, и для их граничных слоев, образовавшихся вследствие влияния субстрата, корреляции коэффициента упаковки с относительным числом межфазных связей строго линейны, как это следует из данных рис. 80,5. [c.161]

Стеклование эластомеров. Как уже указывалось, физические состояния полимеров носят релаксационный характер, соответственно переход полимеров в стеклообразное состояние имеет релаксационную, кинетическую природу. Экспериментально наблюдаемое значение Гс зависит от соотношения между скоростью молекулярных перегруппировок и скоростью охлаждения (нагревания) образца, либо частотой переменного механического поля. [c.43]

Глава 2 Физические состояния и свойства эластомеров 39 [c.749]

К эластомерам относятся каучуки и резины. Термином каучук принято обозначать эластомер, состоящий из длинных гибких макромолекул, которые могут перемещаться друг относительно друга при повышении температуры или при действии механических напряжений. Для каучуков характерно аморфное состояние, однако при охлаждении или при растяжении они способны кристаллизоваться. Рабочим физическим состоянием каучуков является высокоэластическое состояние (17.2.1). При этом, чем шире интервал эластичности АТ = Тт Тс, тем обширнее температурная область, в которой каучуки могут использоваться в качестве эластомера. [c.424]

Какое физическое состояние является для эластомеров рабочим [c.441]

Электрическая прочность полимеров при повышении температуры обычно уменьшается. При этом имеет значение, в каком физическом состоянии (стеклообразном или высокоэластическом) находится полимер при измерении его Ещ. Как видно из рис. 7.20, при низких температурах пр аморфного эластомера в три с лишним раза ниже, чем у кристаллического ПЭ. В то же время при высоких температурах (вблизи 400 К) эта физическая величина для полимеров обоих видов практически одинакова. Для полярных полимеров пр при низких температурах (вблизи 100 К) в несколько раз больше, чем у неполярных (рис. 7.21). При повышенных температурах (вблизи 400 К) это отличие существенно уменьшается. [c.207]

Каждое физическое состояние полимера имеет определенное значение для его переработки или применения. Если область Тс—Тхр является достаточно протяженной и включает комнатную температуру, то скорее всего этот полимер найдет применение как пластмасса. Если комнатная температура совпадает с областью Тт—Тс, то скорее всего этот полимер найдет применение в качестве эластомера. Такой подход к оценке применимости полимеров в качестве пластмассы или в качестве каучука является очень условным. Существенно здесь то, что никаких принципиальных различий между пластмассами и каучуками нет, за исключением того, что для первых температура стеклования оказывается, как правило, выще, а для вторых ниже комнатной. [c.103]

Кремнийорганические полимеры по физическому состоянию и свойствам можно разделить на три группы 1) жидкие вещества 2) эластомеры, переходящие в резиноподобные материалы 3) смолообразные вещества, превращающиеся в твердые и нерастворимые продукты. [c.268]

Контроль качества готовой продукции. Особенности определения летучих примесей, которые содержатся в эластомерах и латексах, связаны с гетерогенностью системы и физическим состоянием образца и сводятся к количественному вьщелению их из пробы. Выделение примесей может осуществляться как вне хроматографа, так и непосредственно в нем. В первом случае используют методы экстракции (для анализа малолетучих соединений типа полимеров и высокомолекулярных добавок), растворения с последующим осаждением полимера (вьщеление летучих соединений из растворимых образцов и анализ [c.48]

Полимеры могут существовать в аморфном или кристаллическом состояниях. Необходимое условие кристаллизации — регулярность достаточно длинных участков макромолекулы. В кристаллических полимерах возможно образование более сложных надмолекулярных структур, тип которых будет определять весь комплекс физико-механических и химических свойств полимера. Незакристаллизованные полимеры могут находиться в одном из трех физических состояний — стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем, причем в зависимости от ряда факторов возможен переход полимера из одного состояния в другое. Полимеры с низкой (ниже комнатной) температурой перехода из стеклообразного состояния в высокоэластическое называются эластомерами, с высокой — пластиками. [c.108]

В качестве пленкообразователей для лакокрасочных материалов обычно используют полимеры, находящиеся в стеклообразном состоянии, т. е. с температурой стеклования 50 С и выше. Полимеры с низкой температурой стеклования (ниже 0°С), при нормальной температуре пребывающие в высокоэластическом состоянии, называются эластомерами. Это чаще всего каучуки, которые в лакокрасочных материалах используются реже. Итак, физическое состояние полимера, его температура стеклования оказывает существенное влияние на растворение полимера и формирование покрытия из раствора. [c.185]

Реакции разрыва и сшивания цепей сопровождаются значительными изменениями физических свойств эластомеров. Изменения мягкости или твердости, прочности на разрыв, ударной прочности, прочности на раздир, стойкости к растрескиванию при изгибе, удлинения при разрыве и т. д. являются определенной, но в большинстве случаев неизвестной функцией степеней деструкции и сшивания . Все эти изменения свойств полимера позволяют получить представление только о суммарном эффекте указанных двух процессов, но ничего не говорят об их абсолютных скоростях. В некоторых случаях удается подавить сшивание и выделить процесс деструкции, удалив молекулы на значительные расстояния друг от друга, например проводя реакцию в растворе или даже в частично набухшем геле. Так, каучук GR-S, который структурируется и отверждается при нагревании или окислении в твердом состоянии, быстро деструктирует при аналогичной обработке в растворе [107, 108]. Однако экстраполяция результатов опытов в растворе к свойствам в твердом состоянии очень трудна. [c.167]

Изменение способности эластомеров к пластикации приводит к изменению и других свойств, зависящих от молекулярного веса (таких, как эластичность и твердость по Дефо), температуры перехода из одного физического состояния в другое, — температуры стеклования и Ти — температуры текучести. [c.53]

Известно, что изменение температуры приводит к изменению объема любого материала, а коэффициенты теплового расширения существенно зависят от физического состояния материала. Так, эластомеры в высокоэластическом состоянии (выше температуры стеклования) характеризуются весьма высокими значениями коэффициента объемного расширения Рх (5—12)-10 , 1/°С. Как и для всякого изотропного материала, коэффициент линейного расширения эластомеров а= 1/3 р. [c.179]

Эти теплофизические характеристики, как и коэффициент теплового расширения, зависят от физического состояния вещества, поэтому можно ожидать, что кристаллизация оказывает на них существенное влияние. Однако, если влияние кристаллизации на теплопроводность и температуропроводность эластомеров исследовано мало, то влияние кристаллизации на изменение теплоемкости хорошо известно . Как уже указывалось ранее (см. гл. П), метод измерения теплоемкости — один из наиболее распространенных для исследования кристаллизации и плавления (обычно исследуют теплоемкость при постоянном давлении Ср). Результаты измерения кинетики кристаллизации и Т л, полученные калориметрическим методом, неоднократно использовались при обсуждении закономерностей, связанных с кристаллизацией и плавлением ряда эластомеров и влиянием на них ингредиентов разного типа. По форме и положению эндотермических пиков плавления можно сделать заключение и о морфологии кристаллических образова- [c.185]

Представление о полимере на основании изучения его термомеханических свойств является существенно важным для практических задач его использования и переработки. Например, зная температуры переходов полимера и температурный интервал, при котором полимер находится в том или ином из его физических состояний, можно дать рекомендации для использования его как пластомера, или эластомера, определить температурные условия эксплуатационного использования изделий из данного полимера, наконец, установить оптимальные температурные условия переработки. [c.127]

Взаимодействие наполнителей с эластомерами в зависимости от физического состояния полимера можно исследовать при помощи адсорбции полимера из раствора, адсорбции полимера из твердой фазы или изучения свойств наполненных вулканизатов. Помимо этого для демонстрации вероятности некоторых реакций эластомеров с наполнителями довольно успешно использовались модельные системы. [c.124]

Кремнийорганические полимеры по физическому состоянию и свойствам можно разделить на три группы жидкие вешества, эластомеры, переходящие в резиноподобные вещества, и смолообразные вещества, превращающиеся в твердые неплавкие и нерастворимые продукты. Получение тех или иных продуктов зависит от химического состава исходных веществ и их функциональности. [c.238]

Так как подвижность структурных единиц полимера зависит от температуры, то один и тот же полимер при разных температурах может находиться в различных физических состояниях — стеклообразном — при низких температурах, высокоэластическом — при средних и вязкотекучем при повышенных температурах. Это удобно изображать термомеханической кривой (рис. 65). Для эластомеров характерен большой температурный интервал между их переходами в стекло- [c.169]

Второй, наиболее интересный период характеризуется интенсивным нарастанием т. Скорость изменения т и предельные значения Тпр, достигаемые системой на этом участке, зависят от физического состояния полимера, его фазовой структуры, количества полярных примесей. Как правило, скорость нарастания мутности уменьшается при переходе от эластомеров к стеклообразным линейным и пространственно-сшитым полимерам. Для гетерогенных полимер-полимерных композиций (рис. 6.17) изменение Т2 происходит в соответствии с аддитивным вкладом в регистрируемую величину от каждой фазы. [c.243]

Однако следует заметить, что различия между диффузией в подвижных жидкостях, аморфных эластомерах и твердых кристаллах в основном скорее количественные, чем качественные. Применимость фундаментальных уравнений и обобщенных моделей для дис узии не ограничивается рассмотрением физического состояния или степени упорядоченности среды. [c.243]

Здесь необходимо отметить, что ход кривой зависимости а — Г может резко измениться с понижением температуры в связи с переходом эластомера в другое физическое состояние. Так, на рис, 36 показано изменение хода кривой а — Т для вулканизованного натурального каучука при растяжении на 350% при достижении температуры —50° С, При этой температуре вулканизат начинает переходить в стеклообразное состояние, т. е, терять характерную для него растяжимость. Такое поведение соответствует поведению твердого тела, для которого член, связанный с внутренней энергией, преобладает. Участок кривой о — Г в области температур выше температуры стеклования характеризуется малым значением члена Зи/д ) . В этом можно убедиться, экстраполируя кривую о — Г до пересечения с осью ординат (при Т=0). [c.55]

Разумная граница между рекомендациями о применении того или иного метода может быть установлена исходя из физического состояния, в котором находится исследуемый материал. Так, для эластомеров весьма перспективным может быть динамический метод. Типичный и весьма показательный пример применения этого метода для исследования кинетики кристаллизации цыс-1,4-полибутадиена при растяжении показан на рис. 11.9 (по [12]). Из представленных данных хорошо видно, что скорость изменения модуля, по которой можно судить о кинетике процесса, в очень сильной степени зависит от относительной деформации полимера. [c.116]

В книгу введена гл. 3, которая знакомит читателя с такими основными понятиями физической химии эластомеров, как гибкость макромолекул, физические состояния эластомеров, высокоэластические деформации и др. Гл. 14, написанная 3. Н. Тарасовой, посвяшена окислению вулканизатов и призвана дать читателю представление о химических реакциях, протекающих в вулканизатах при эксплуатации. В связи с этим из нового издания исключен раздел Старение и утомление резин . [c.6]

Чем выше температура, тем отчетливее проявляются в полимерах релаксационные процессы. Поэтому интересно выяснить роль релаксацпоппых явлений в высокоэластическом состоянии полимера, в котором релаксационные свойства определяют многие физические процессы. Эластомеры — класс полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии в области температур, характерной для земных условий (от —60 до +50 °С), т. е. для естественных условий эксплуатации полимеров. Поэтому знание природы процессов разрушения эластомеров имеет и непосредственно практическую значимость. [c.219]

Нельсон К. В., Хабибуллоев X., Саидов Д. Исследование структуры и физических свойств эластомеров с повышенным уровнем локального межмолеку-лярного взаимодействия.— В кн. Фазово-агрегатное состояние и свойства эластомеров. М., 1982, с. 94—101. [c.528]

В. с. могут существовать в кристаллическом (см. Кристаллическое состояние) и аморфном (см. Аморфное состояние) состояниях. Необходимое условие кристаллизации — регулярность достаточно длинных участков макромолекулярной цепи. В кристаллич. полимерах возможно возникновение разнообразных кристаллич. форм (фибрилл, сферолитов, монокристаллов и др.), тип которых во многом определяет свойства полимерного материала (см. Модификация структурная). Не-закристаллизованные полимеры могут находиться в трех физич. состояних стеклообразном, высокоэластич. и вязкотекучем (см. Аморфное состояние, Физическое состояние). В. с. с низкой (ниже комнатной) темп-рой перехода из стеклообразного в высокоэластич. состояние наз. эластомерами, с высокой — пластикам и. Свойства отдельных В. с. определяются химич. составом, строением и взаимным расположением макромолекул (надмолекулярной структурой) в конденсированной фазе. В зависимости от этих факторов свойства В. с. могут меняться в очень широких пределах. Так, 1,4-цис-полибутадиеи, построенный из гибких углеводородных цепей, при темп-ре ок. 20°С представляет собой эластичный материал, к-рый при темп-ре <—90°С переходит в стеклообразное состояние, в то время как полиметилметакрилат, построенный из более жестких цепей, при теми-ре ок. 20°С — твердый стеклообразный продукт, переходящий в высокоэластич. состояние [c.275]

Коэффициент диффузии, как правило, возрастает с увеличением концентрации жидкости в резинах. Для большинства систем жидкость — эластомер диффузия может быть рассмотрена как условно-фиковская [8], т. е. подчиняющаяся закону Фика в котором D является функцией концентрации, а у поверхности полимера в течение всего времени эксперимента поддерживается постоянная концентрация диффундирующего вещества [59]. Степень увеличения D при набухании полимеров в растворителях зависит от исходного физического состояния полимера. Для эластомеров коэффициент диффз зии при набухании изменяется обычно в пределах одного порядка [60]. Некоторое исключение представляет полиизобутилен, при набухании которого D возрастает в 30— 40 раз [61], по-видимому, за счет более низкого начального значения. [c.355]

Эластомеры могут находиться в кристаллическом и трех некристаллических физических состояниях — стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем — определяемых характером релаксационных процессов [8, 12]. При этом следует иметь в виду, что так называемые кристаллические эластомеры никогда не бывают полностью закристаллизованными и содержат значительную часть некристаллической фазы. Наличие кристаллической фазы существенно изменяет реальный температурный диапазон высокоэлас-тичности [17]. [c.13]

В высокоэластическом состоянии свободные сегменты ответственны за быструю высокоэластическую деформацию, а связанные сегменты, входящие в мнкроблоки надмолекулярной структуры, за медленную высокоэластическую деформацию, наиболее полно проявляющуюся в процессах ползучести. Методами релаксационной спектрометрии могут быть определены подвижности и сделаны оценки размеров кинетических единиц для соответствующих процессов. Так, в частности, могут быть оценены размеры частиц активного наполнителя. Таким образом, методы релаксационной спектрометрии весьма эф ктивны при изучении физической структуры эластомеров. [c.100]

Теперь верне.мся к сравнению уравнения (7.27) с экспериментальными кривыми, полагая, что модуль 1 соответствует стеклообразному состоянию (для эластомеров Ео= =2-10 МПа). Модуль Е определен по наклону прямой БВ (рис. 7.7) и характеризует высокую эластичность сетки физических узлов эластомера. Для эластомера СКМС-30 при —46 °С 2=5,5 МПа, при —15 °С з=0,87 МПа, а [c.222]

Рассмотренные особенноети физических свойств - эластомеров, связанные с гибкостью их макромолекул, наличием высокоэласти-чеСкого состояния, большим вкладом энтропийного фактора в деформацию эластомеров, а также релаксационным характером действия нагрузки, позволяют объяснить и описать прочностные, эластические, усталостные и другие эксплуатационные свойства эластомеров и изделий на их основе [36—63]. [c.92]

Так как кинетической единицей многих процессов оказывается сегмент, то напрашивается вывод, что в процессах вязкоупругости, независимо от физического состояния, в котором находится полимер, кинетической единицей всегда является сегмент полимерной цепи. Это значит, что энергия активации всех процессов вязкоупругости должна быть одной и той же или близкой по величине. Это подтверждается нашими данными. Так, энергия активации процесса вынужденноэластической деформации практически совпадает с энергией активации структурного стеклования. Для СКС-30 последняя равна 13,8 ккал/моль, а для СКН-26 — 15,2 ккал1моль. Энергия активации вязкого течения этих эластомеров, определенная из уравнения вязкости Бартенева [c.78]

Возможность развития больших упругих деформаций представляет собой характерную особенность механических свойств полимеров в любых физических состояниях. Наиболее детально это явление изучено применительно к сшитым полимерам (резинам), находяшимся в высокоэластическом состоянии. Важнейшим фактом здесь оказалось установление энтропийной природы больших упругих деформаций, в связи с чем они получили особое название — высокоэластических деформаций. Согласно известным представлениям высокоэластические деформации связаны с изменением числа возможных конформаций участков цепей, заключенных между соседними сшивками. При этом предполагается, что не происходит никаких изменений внутренней энергии полимера. Экспериментальные исследования показали, что существуют реальные материалы, поведение которых м аксимально приближается к теоретически предсказываемому поведению идеального эластомера , у которого напряжения при деформации обусловлены только изменением энтропии структурной сетки. Однако даже среди типичных резин известны многочисленные более или менее сильные отклонения от идеального поведения, так что при деформировании определенную роль играют и энергетические эффекты. [c.106]

Найденные молекулярные характеристики адгезионного взаимодействия отражают главным образом процессы, происходящие в переходных слоях полимеров. Вместе с тем физические состояния последних не должны изменяться с ростом площади фактического контакта. Об этом свидетельствует изучение кинетики формирования системы бутадиеннитрильный эластомер (СКН-26)-стекло динамическим методом Мандельштама-Хайкина [642], результаты применения которого приведены на рис. 77. Молекулярный контакт оценивается изменением сдвига частот Дю, характеризующим упругие свойства переходных слоев, а число межфазных связей - уширением полосы пропускания А/, связанным с декрементом затухания возбужденных колебаний. В каждой из точек кинетической зависимости тангенс угла механических потерь Деэ/Д/ постоянен и не зависит от т, так что изменения в переходных слоях адгезива в процессе увеличения а отсутствуют. [c.157]

Образец полимера, очищенный от загрязнений, должен быть подвергнут строгому предварительному исследованию физических свойств. Внешний вид и качественная оценка некоторых физических характеристик дают полезные указания при идентификации. Следует установить физическое состояние, цвет, прозрачность и запах образца, определить, аморфно вещество или кристаллично. Такие критерии, как четкая точка плавления, резкая рентгенограмма, нерастворимость по крайней мере в некоторых обычных растворителях, высокая жесткость вместо высокой эластичности и уменьшение поперечного сечения при холодной вытяжке указывают по меньшей мере на частичную кристалличность полимера. Поверхностные дефекты или неоднородности часто можно легко обнаружить под микроскопом. Если возможно, то полимер нужно растянуть. Такие материалы, как поливинилацетат, полиакрилаты, каучук, эластомеры и пластифицированные термопластики, сильно растягиваются. Твердость можно оценить, царапая образец ногтем большого пальца или монетой. Часто полезно сравнить образец с известными полимерами. Так, полиметилметакрилат трудно поцарапать ногтем, а прозрачная ацетилцеллюлоза легко царапается. При падении полистирола издается своеобразный металлический звон подобным образом не ведут себя никакие другие пластики. [c.11]

Характер деформации макромолекул и всего макроскопического образца определяется физическим состоянием полимера. При растяжении аморфных нестеклообразных полимеров, имеющих свойства эластомеров, конфигурация деформированной макромолекулы определяется изменением углов внутреннего вращения, т. е. деформация полимерной макромолекулы развивается путем конформационных переходов, и только после полного завершения этого процесса начинается деформирование валентных углов и связей tS Щ. В то же время основной причиной механически активированного разрушения химической связи в свете совре- [c.77]

В зависимости от температуры полимерные материалы могут находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластиче-сксм и вязкотекучем. Полимеры, находящиеся при обычной температуре в стеклообразном состоянии, носят название пластических масс (пластмасс), в высокоэластическом — синтетических эластомеров (каучуков), в вязкотекучем состоянии — синтетических смол. [c.134]

В зависимости от содержания серы в составе полисульфидного-звена различают тетрасульфидные и дисульфидные полимеры. Физическое состояние полимера определяется как строением органического радикала, так и числом атомов серы в полисульфидном звене. Все тетрасульфидные полимеры, независимо от строениа органического радикала, каучукоподобны все полимеры с моно-сульфидными звеньями некаучукоподобны, порошкообразны. Дисульфидные полимеры обладают свойствами эластомеров, если в. органическом радикале содержится четыре и более атомов углерода. [c.437]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология