Упругие свойства эластомеров

Было показано, что характер частотной зависимости вязко-упругих свойств эластомеров определяется величиной их средней [c.88]

Температурная зависимость вязко-упругих свойств эластомеров хорошо описывается полуэмпирическим уравнением Вильямса — Ландела — Ферри 1 . Оказалось, что с помощью этого же уравнения можно удовлетворительно описать экспериментально найденную зависимость температуры минимума Г1 натурального каучука от рабочей частоты. [c.247]

При больших растяжениях, когда макромолекулы уже сравнительно сильно выпрямлены, дальнейшее растяжение неизбежно должно вызывать изменение расстояний между атомами в молекулах, и поэтому упругие свойства эластомеров должны приближаться к свойствам твердых тел (это действительно происходит, но теория деформации полимеров при таких больших растяжениях пока не разработана). [c.253]

Упругие свойства эластомеров [c.58]

Одной из важнейших операций переработки резиновых смесей является шприцевание. При прохождении резиновой смеси через мундштук шприц-машины упругие свойства эластомера вызывают усадку шприцованного изделия (уменьшение длины и увеличение диаметра). Эти свойства особенно резко выражены, а следовательно. [c.281]

Упругое поведение ЖК эластомеров в изотропном состоянии также определяется всеми указанными выше факторами. Однако в ЖК состоянии упругие свойства эластомеров зависят прежде всего от взаимосвязи ЖК порядка со свойствами сетки. Вследствие ЖК упорядочения факторы, оказывающие влияние на упругость эластомеров, действуют по-разному в различных направлениях. Следовательно, величины модулей упругости в ЖК состоянии зависят от направления деформации, т. е. имеют тензорный характер. [c.382]

Упругие свойства эластомеров, как уже сказано, свя- [c.16]

В истории развития физикохимии полимеров самым крупным достижением является безусловно создание представлений о существовании длинных цепных макромолекул, обладающих гибкостью. Именно эти представления позволили применить к анализу деформационных свойств эластомеров законы статистической термодинамики и благодаря этому установить количественную связь между структурой макромолекулярного клубка и механическими свойствами полимера. Установление наиболее простой зависимости возможно лишь для идеально-упругого эластомера, для которого значение fu пренебрежимо мало и деформация осуществляется настолько медленно, что каждый раз успевает возникнуть равновесное значение деформации при данной величине действующего напряжения. [c.111]

Многообразие эластомеров и волокнистых наполнителей открывает широкие возможности направленного регулирования свойств резин. Благодаря усилению волокнами в резинах сочетаются эластические свойства эластомеров с упругостью и высокой прочностью волокна. Применение волокон позволяет также добиться значительного повышения работоспособности РТИ, особенно в условиях гидроабразивного износа. [c.12]

При изучении степени вулканизации динамическими механическими методами, описывающими свойства эластомеров комплексным модулем сдвига G = G + G", где G и G" - модуль упругости и модуль потерь, построение графической зависимости log G от log со (й) - угловая частота) при различных температурах позволяет оценить степень вулканизации и в соответствии с уравнением Аррениуса энергию активации процесса. Так, энергия активации для бутадиен-стирольного каучука, цис-полибутадиена и их смеси (70/30) находится в пределах от 5,9 до 14,7 кДж/моль, что соответствует энергии диссоциации связей между агрегатами технического углерода [20]. [c.509]

По своим механическим свойствам эластомеры обнаруживают черты твердых и жидких тел, т. е. упругих и вязкотекучих, но в то же время и качественно отличаются от них. Как известно, в идеально упругих твердых телах напряжение пропорционально соответствующей деформации, развивающейся мгновенно, и не зависит от скорости приложения напряжения. В вязких жидкостях напряжение определяется скоростью деформации и не зависит от ее величины. В эластомерах же напряжение зависит и от величины и от скорости деформации. Эта особенность может быть определена как вязкоупругое и высокоэластическое поведение материалов. [c.14]

Таким образом, одной из главных особенностей механических свойств эластомеров, общей для каучуков и резин и отличающей их от упругих твердых тел, является существенная зависимость напряжения от времени действия силы или скорости деформации, т. е. известное явление релаксации напряжения или деформации. Зависимость напряжение—деформация носит сложный релаксационный характер. В свою очередь релаксационные свойства зависят от тем- [c.14]

Вязкоупругость — комбинация элементарных реологических свойств эластомеров — упругости и вязкости. [c.68]

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

Основная особенность рассмотренной модели заключается в том, что упругие свойства изолированных полимерных цепей оказываются полностью обусловленными тепловым движением. Растягивая каучук, мы совершаем работу только по преодолению теплового движения, и вытянутый эластомер сокращается только потому, что броуновское движение стремится дезориентировать звенья вытянутых макромолекул. [c.78]

Прочность является весьма сложной функцией упругих и релаксационных свойств полимерной системы [2, 88, 92, 93]. Заметим, что сами эти параметры непрерывно меняются в процессе деформирования, поскольку при этом непрерывно меняется структура деформируемого полимера. Концентрация узлов сетки в значительной мере определяет как упругие, так и релаксационные свойства эластомеров, их способность к структурным перестройкам при деформировании, и в конечном счете прочностные свойства эластомеров. Хотя полная количественная теория процесса деформирования и разрушения эластомеров пока еще не создана, качественная картина явления достаточно ясна, чтобы представить влияние рассмотренных выше факторов на процесс разрушения эластомера и его предельные прочностные характеристики. Кратко рассмотрим этот вопрос. [c.221]

Механические свойства каучуков и резин резко отличают их от всех других материалов. Это прежде всего способность к большим обратимым деформациям при сравнительно небольших значениях модуля упругости, проявляющаяся в широком температурном интервале, включающем и комнатную температуру. Именно эти уникальные особенности механических свойств резин и определяют их практическое применение и то огромное значение, которое имеет резина для современного машиностроения и других отраслей техники. Механические свойства эластомеров подробно рассмотрены в ряде монографий и учебных пособий [c.7]

Способность восстанавливать первоначальные размеры после деформации (восстанавливаемость) — одна из важных характеристик релаксационных свойств эластомеров. Она характеризует упругое последействие образцов и меру сохранения эластических свойств резин в условиях эксплуатации. Наиболее распространенный способ [c.190]

Рассмотренные зависимости носят общий характер, они отражают влияние всех переменных, за исключением текстуры поверхности. От упругих и вязкоупругих свойств эластомера зависит как эластогидродинамическое число, так и обобщенный коэффициент трения. Все это значительно улучшает теорию Зоммерфельда, разработанную для подшипников. [c.160]

У эластомеров вязкости и времена релаксации>Я-процессов отличаются существенно (на один порядок величины). В низкотемпературной части высокоэластического плато значения вязкостей щ и Пз настолько возрастают, что деформации этих элементов можно рассматривать как чисто упругие (рис. 5.1, б). В высокотемпературной части высокоэластического плато вязкость г)з еще достаточно велика, а вязкость T]i уже столь мала, что соответствующий элемент полностью выключается (рис. 5.1, е). Наконец, при дальнейшем повышении температуры можно пренебречь и вязкостью т]2 и поэтому вязкость т)з т) определяет реологические свойства эластомера. Модель на рис. 5.1, г относится к вязкотекучему состоянию эластомера. [c.159]

Подтверждением хороших эксплуатационных свойств полиуретанов является их широкое применение в качестве облицовки насосов для перекачки суспензий, материала для мембран (рис. 70), гидравлических уплотнений. Ведущая роль этих эластомеров (особенно в машиностроении) определяется их стойкостью к старению в сочетании с хорошей теплостойкостью при длительном воздействии температуры до 80 °С и кратковременном до 110 °С. Низкий коэффициент трения, высокая стойкость к механическим нагрузкам и превосходная износостойкость являются еще одной предпосылкой их широкого использования для изготовления деталей различных подшипников, валов и массивных автомобильных шин. Разработка пористых урета-новых эластомеров существенно расширила комплекс эксплуатационных свойств резин. Они применяются в индустрии в виде эластичных хорошо деформируемых защитных материалов, к тому же стойких к износу и старению, а также к действию масел, жиров и топлива. Идеальные упругие свойства позволили использовать их для изготовления ударопоглощающих элементов (рис. 71) и рессор, работающих в режимах сжатия и сжатия-растяжения. Малое поперечное расширение при сжатии до 80% от первоначальной толщины, а также небольшая длина рабочего элемента по- [c.104]

Упругие свойства ЖК эластомеров имеют особое значение. Сначала кратко рассмотрим основные физические параметры, определяющие механическое поведение обычных каучуков, а затем обсудим некоторые аспекты упругости ЖК эластомеров в жидкокристаллическом состоянии. [c.381]

Изучение различных факторов, определяющих упругие свойства ЖК эластомеров, предоставляет широкое поле для экспериментальных исследований. Описанные ниже эксперименты дают первые представления об особенностях механического поведения гребнеобразных ЖК эластомеров. [c.383]

Упругие свойства ЖК эластомеров в ЖК фазе сильно зависят от времени. Частотная зависимость модуля упругости [22] определяет шкалу времени, на которой происходит переориентация мезогенных групп, индуцированная механической деформацией. Время, необходимое для переориентации в механическом поле, на порядок меньше, чем при нарушении ориентации за счет выключения поля. Подобным же образом проявляют себя ориентационные процессы в электрическом и магнитном полях. Развивая эту аналогию, можно утверждать, что увеличение механического напряжения должно снижать время переориентации. Однако, когда речь идет о кинетике молекулярной переориентации мезогенных боковых групп, следует всегда помнить о свойствах полимерной цепи особенно о способности к стеклованию. [c.386]

Хрупкость полностью аморфного полимера может быть снижена добавлением к нему эластомерного материала. Введенный в полимер эластомер улучшает его упругие свойства, уменьшая таким образом его хрупкость. Например, в результате полимеризации стирольного мономера, содержащего растворенный в нем бутадиеновый каучук, удается получить полистирольный материал, обладающий хорошей прочностью и ударопрочными свойствами. [c.335]

Отличительным свойством каучукоподобных материалов, или эластомеров, позволяющим выделить их в особый класс соединений, является их высокоэластичность, т. е. способность к большим обратимым деформациям при малом модуле упругости. Именно это свойство определяет в первую очередь техническую ценность каучукоподобных материалов. [c.18]

Однако, исследования ЯМР и диффузии газов, поставленные с целью измерения подвижности полимерных цепей в наполненных эластомерах, пока не дают четкого ответа на этот вопрос. Другой подход к объяснению особенностей вязко-упругих свойств эластомеров, содержащих усиливающие наполнители, был предложен Данненбергом [57]. Он основан на представлении о скольжении полимерных цепей по ювёрхностгПШ [c.141]

В настоящее время считается общепризнанным, что вязко-упругие свойства полимеров целиком зависят от их релаксационного спектра [19]. С другой стороны, релаксационный спектр линейных полимеров однозначно связан с характером их ММР. Отсюда вытекает важный принцип молекулярного подхода к оценке технологических свойств резиновых смесей — технологические свойства резиновых смесей на основе непластицирую-щихся каучуков практически полностью определяются молекулярно-массовым распределением исходного полимера, т. е. в первом приближении, ето средней молекулярной массой и индексом поли-дисперсности, М /М . К этой группе каучуков относятся титановый цис-полибутадиен (СКД), двойной сополимер этилена с пропиленом (СКЭП), гранс-полипентенамер (ТПП), а также полимеры литиевой полимеризации и некоторые другие эластомеры. [c.79]

Релаксационные процессы в полимерах определяют их вязко-упругие свойства и влияют на прочностные свойства этих материалов. Влияние релаксационных процессов на разрушение полимеров в высокоэластическом состоянии более существенно, чем в твердом [63]. В связи с этим понять природу процессов разрушения эластомеров и физический смысл наблюдаемых закономерностей можно на пути выяснения прежде всего фундаментального вопроса о взаимосвязи релаксационных процессов с процессом разрушения. Решение этого вопроса было осуществлено в работах [12.17 12.19], где проведены широкие исследования температурной зависимости комплекса характеристик релаксации напряжения, вязкости, процессов разрушения (долговечности и разрывного напряжения). Для исследований были выбраны несшитые и сшитые неполярные эластомеры бутадиен-стирольный СКС-30 (Гс = —58° С) и бутадиен-метилстирольный СКМС-10 (Гс=—72°С), а также полярные бутадиен-нитрильные эластомеры. Условия опытов охватывали широкий диапазон напряжений и деформаций растяжения и сдвига (несколько порядков величины). Исследования физических свойств проводились для каждого эластомера на образцах, полученных при одних и тех же технических режимах приготовления образцов (переработка и вулканизация). [c.341]

Фторированные полимеры нового типа получены группой английских исследователей [76]. Трифторнитрозометан сополимеризовали с тетрафтор-этиленом по месту двойной связи N =0. При 80° С получался циклический содимер (оксазетидин), но при 0° С образуются сополимеры, представляющие собой в зависимости от степени полимеризации масла, консистентные смазки и твердые воски. При —20° С образуется сополимер с соотношением компонентов 1 1, обладающий всеми свойствами эластомера. Он обнаруживает высокую термическую стойкость при 200° С в присутствии воздуха и сохраняет упругие свойства при —30° С. Молекулярный вес этого полимера лежит в пределах 150000—200000 он растворим во фторированных углеводородах. [c.212]

В зависимости от способа полимеризации образуется полимер разного стереоизомерного состава. Структура полипропилена может быть нескольких типов (изотактическая, синдиотактическая, атактическая и стереоблочная). Различие между указанными струк-1урами молекулярной цепи обусловливается неодинаковым положением метильной группы у третичного атома углерода. Изотактический и синдиотактический полимеры имеют совершенно регулярно построенные цепи, располагающиеся вдоль винтовой оси (спирали). Структуру называют изотактической, если все метильные группы находятся по одну сторону от воображаемой плоскости главной цепи. Структура с регулярно чередующимся расположением метильных групп по разные стороны главной цепи называется синдиотактической, а структура со стерически нерегулярной последовательностью метпльных групп — атактической. Стереоизомеры различаются между собой по свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный продукт с высокой текучестью, стереоблокполимеры обнаруживают уже некоторую прочность, хотя и они обладают свойствами эластомеров. Изотактический полипропилен — вязкий продукт с высоким модулем упругости. Более подробно эти вопросы рассматриваются в гл. 4. [c.50]

Обзор по механизмам упрочнения и воздействиям, оказываемым широким набором наполнителей на физические свойства эластомеров, дополненный 47 библиографическими ссылками, был опубликован Смитом [566а]. Салвадор [5666] исследовал эффекты замещения некоторой доли углеродной сажи на кремнезем в природном каучуке. Полное замещение дает более низкие свойства, но при соблюдении соотношения 155102 35С наблюдалось усиление величин относительного разрывного удлинения и раздира, а также термического старения, однако при этом понизились модуль и упругость материала. [c.809]

Следует еще раз подчеркнуть, что линейные соотношения в законах Гука и Ньютона приближенно справедливы лишь при малых деформациях или скоростях деформаций соответственно. Кроме того, реальные реологические среды, и прежде всего эластомеры, обладают и вязкими, и упругими свойствами в различных сочетаниях. Поэтому для описания деформационного поведения эластомеров необходимо рассмотреть основные положения линейной и нелинейной теории вязкоупругости. [c.17]

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]

Блейк и Сампсон изучили влияние структуры диизоцианатов на свойства эластомеров, отвержденных диамином, причем они использовали методы, сходные с методами Пиготта и др. Эластомеры получали из полиэтиленадипината с молекулярным весом 2000 и различных диизоцианатов при соотношении изоцианат—полиэфир, равном 3, с отвердителем 3,3 -дихлор-4,4 -диаминодифенилметаном (табл. 83). Так же, как и эластомеры, полученные Байером (см. например, табл. 76), эти эластомеры обладали более высокими модулем упругости, прочностью на раздир (а часто и более высокой прочностью при растяжении) и более низким удлинением, чем соответствующие отвержденные гликолем эластомеры, исследованные Пиготтом (см. табл. 78). Помимо этого было обнаружено, что наличие метильных групп в изоцианате, видимо, оказывает на свойства эластомеров, отвержденных аминами, меньшее влияние, чем на свойства эластомеров, отвержденных гликолем (см. табл. 78). [c.358]

Новый и необычный ряд полимеров был получен в результате гомо-и сополимеризации тиокарбонилфторида FaS и родственных ему соединений [79—81]. Некоторые из них обладали свойствами эластомеров. Среди других высокомолекулярный полимер F S представлял собой твердый, очень упругий эластомер даже в том случае, когда он не был вулканизован. Сополимеризация тиокарбонилфторида с 3-бутенилацетатом с последующим метанолизом дает эластомер с боковыми гидроксильными группами, которые образуют участки для вулканизации диизоцианатами. [c.259]

Чувствительность раздира наполненных эластомеров (из-за эффектов ориентации) к предыстории образца основана на весьма сложном явлении, в котором, несомненно, существенную роль играют вязко-упругие свойства вулканизатов с их зависимостью от времени, температуры, скорости и величины деформации. Возможно, что эффекты ориентации имеют значение и для механизма истирания. Однако их значение в микроразрушениях при истирании оценить весьма сложно, так как при истирании сложные распределения напряжений в микрообластях быстро сменяют друг друга. По-видимому, о каком-либо детальном анализе роли анизотропных эффектов раздира в истирании не может быть и речи. В связи с беспорядочным приложением силы можно ожидать разрушения в наиболее слабых областях поэтому влияние направленных эффектов раздира усиленных эластомеров на сопротивление истиранию вряд ли может быть действительно благотворным. Более вероятно, что их влияние вредно, но не слишком заметно при высоком сопротивлении раздиру, обусловленном усилением. Хотя анизотропный раздир весьма характерен для усиления, все же не вполне ясно, насколько это явление положительно. [c.48]

Принято считать, что отклонения от уравнения (1.2) связаны с экспериментальными артефактами, и поэтому член Сг в формуле (1.3) должен обращаться в нуль, например, при проведении эксперимента в строго равновесных условиях. Формально в пользу этого предположения свидетельствуют близкие к нулю значения Сг для сеток, полученных вулканизацией в растворе, хотя это может быть связано, естественно, не только с более быстрым наступлением равновесия благодаря понижению вязкости среды, но и с необратимым разрущением исходной микрогетерогенной структуры расплава. В то же время для всех эластомеров, полученных путем сшивания в ненабухшем состоянии, наблюдаются Сг > 0. Иначе говоря, применимость уравнения (1.3) для описания упругих свойств реальных сеток имеет более фундаментальные причины. [c.35]

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]

Особым качеством этилеп-винилацетатпых сополимеров является то, что они дают возможность за счет варьирования содержания винилацетата получать полимерные продукты как с упругими свойствами, так и ценные эластомеры. У эластомерных типов можно указать, наряду с уже упомянутой устойчивостью к озону и влиянию атмосферных условий, также на высокую термостабнльность вулканизата. Практический интерес представляет хорошая совместимость с другими эластомерами. По-видимому, сополимеры должны иайти себе применение для изготовления электрических кабелей, покрытий, белых шин, профилей и других технических и медицинских изделий. [c.509]

Для ЖК эластомеров выше Гпр справедливы те же соотношения напряжение — деформация, что и для обычных каучуков. Поскольку в ЖК состоянии ЖК порядок связан со свойствами сетки, при расчете свободной энергии деформации начинают с рассмотрения анизотропии сеток. Следовательно, как конфор-мационные свойства цепей, так и энергетические взаимодействия следует рассматривать с учетом направления. Это предполагает использование для описания упругих свойств статистики анизотропных цепей и анизотропного вклада флуктуационных узлов и зацеплений. Как показал Де Жен для ЖК полимеров с мезогенными группами в основных цепях [32], скольжение зацеалений осуществляется преимущественно в направлении, параллельном предпочтительному, и ограничено в перпендикулярном ему направлении. Это применимо и к гребнеобразным ЖК эластомерам. В последнем случае необходимо учитывать влияние боковых групп на скольжение цепей. Как было рас- [c.382]

Учение о равновесных механических свойствах высокополимеров основано главным образом на опыте изучения резин — типичных эластомеров, образованных слабосшитыми линейными или мало разветвленными высокополимерами. Основной теоретической концепцией, которой последние годы руководствовались при изучении природы упругости высокомолекулярных соединений этого класса, является статистическая теория молекулярных сеток. При помощи этой теории удалось достаточно полно раскрыть и интерпретировать природу упругости типичных эластомеров — резин и увязать между собой целый ряд эмпирических соотношений, касающихся упругости резин, соподчинен-ность которых была далеко не ясна. Она привела к более углубленной постановке экспериментальных исследований. Ее развитие натолкнуло на ряд новых физических проблем, таких, как гибкость молекулярных цепей, микроброуновское движение полимолекул, строение сшитых полимеров и т. п. [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология