Действие на эластомеры

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]

Процесс релаксации напряжения в эластомерах, в частности в резинах, связан с протеканием в них как физических, так и химических процессов (см. 2 гл. П). Физическая релаксация объясняется перегруппировкой различных структурных элементов, выведенных из состояния равновесия внешними силами, и происходящими в поле действия межмолекулярных сил. Процессы ориентации свобо)1ных сегментов определяют быструю стадию физической релаксации, протекающую при обычных температурах практически мгновенно. Именно подвижность свободных сегментов ответственна за основной процесс стеклования, которому соответствует а-процесс в уже знакомом нам (гл. I) спектре времен релаксации, приведенном на рис. П. 14 для резин из диметилстирольного каучука при 20°С. Медленная стадия физической релаксации связана с молекулярной подвижностью сегментов, входящих в элементы надмолекулярной структуры с временами релаксации, находящимися в пределах 10 —10 с (при 20 °С). Это как раз сегменты с максимальной взаимной корреляцией движений. В зависимости от размеров и типа упорядоченных микрообластей, [c.99]

ДЕЙСТВИЕ ЭЛАСТОМЕРОВ НА БИТУМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ [c.217]

Связь между своеобразной структурой эластомеров и их способностью к необычайно большим обратимым деформациям очевидна. Качественно она может быть описана следующим образом. Под действием внешних сил, например, растяжения, молекулярные цепи могут разворачиваться, принимая менее свернутые конфигурации, частично ориентированные в направлении оси растяжения. Стремление молекулярных цепей перестроиться таким образом, чтобы принять свои первоначальные конфигурации, обусловленное уменьшением энтропии вытянутых, частично упорядоченных состояний цепи, приводит к возникновению упругой возвращающей силы. [c.18]

Как уже указывалось выше, макромолекулы в конденсированном аморфном состоянии имеют клубкообразную конфигурацию, характеризующуюся тем, что расстояние между двумя любыми точками цепи, разделенными не слишком малым числом атомов, много меньше контурной длины отрезка цепи между этими точками. Если к таким точкам приложить деформирующее усилие, то отрезок цепи между ними сможет растянуться до размеров, намного превышающих исходное расстояние между рассматриваемыми точками. Так как растяжение цепи сопровождается уменьшением энтропии, то после снятия нагрузки цепь вернется в свое исходное клубкообразное состояние. Этот же механизм действует и в том случае, если имеется совокупность цепей, связанных в сетку. Именно этим обусловлена способность эластомеров к большим обратимым деформациям. [c.48]

По расчетам, в условиях налоговой системы средства, направляемые на потребление, по сравнению с действующими условиями на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности уменьшаются почти на 100 млн. руб., или на 17% (с 588 млн. до 488,5 млн. руб.) синтетического каучука и эластомеров — на 28 млн. руб., или на 12,3% (с 225 млн. до 197 млн. руб.) шинной — на 45 млн. руб., или 12,4% (с 362,4 млн. до 317,4 млн. руб.). В расчете на одного работающего среднемесячный фонд по- [c.138]

Процесс набухания может вызывать необратимые изменения механических свойств эластомеров за счет ослабления межмолекулярных связей. При малой степени набухания преобладает положительное влияние гибкости цепей, способствующее ориентации, и прочность повышается. Если же эффект повышения гибкости цепей незначителен, то превалирует понижение прочности. Долговечность ненапряженных резин уменьшается тем значительнее, чем больше они набухают. При набухании резин в водных средах в напряженном состоянии (НК, ХП) оказалось, что, наоборот, долговечность их при набухании возрастает. Это явление объясняется облегчением накопления остаточной деформации при увеличении степени набухания, что приводит к уменьшению действующего напряжения [c.117]

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]

Модификация битумных материалов эластомерами заключается в следуюш,ем повышается температура размягчения снижается хладотекучесть уменьшается зависимость пенетрации от температуры снижается температура хрупкости возникает способность к эластическим обратимым деформациям заметно повышается сопротивление деформации под действием напряжений в условиях различной окружающей температуры, что выражается в повышении жесткости и прочности битумной смеси повышается дуктильность (в частности, при низкой температуре). [c.218]

Под действием сдвиговых напряжений происходит не только деструкция эластомера, но и уменьшение размеров волокнистых наполнителей. Непосредственную оценку изменения размеров волокон при введении их в эластомерную матрицу дает микроскопический анализ размеров волокон, исходных и введенных в резиновую смесь. Интересно, что поперечные размеры волокон сохраняются без изменения, значительно уменьшаются только длины волокон. [c.184]

Эмульсии каменноугольного дегтя, модифицированные эластомером, изучались также с целью получения поверхностей, стойких к действию топлив, масел и растворителей на стояночных площадках и промышленных предприятиях. [c.239]

Типичные представители уретановых эластомеров имеют высокие напряжения при удлинении, сопротивление раздиру, стойкость к набуханию в различных средах, к действию окислителей и радиации. По износостойкости они превосходят известные в настоящее время полимерные материалы. Одной из характерных особенностей этих полимеров является сочетание высокой эластичности с широким диапазоном твердости от 10 по Шору А до 70 по Шору Д. Только в уретановых эластомерах достигаются высокая стойкость [c.19]

Из (13.14) видно, что сила трения резины зависит также и от 5ф. Ввиду того что реальная поверхность эластомеров всегда шероховатая и волнистая, 5ф всегда имеет дискретный характер, т. е. контакт происходит по пятнам касания 5ф составляет лишь малую долю (порядка 0,001 и менее) от номинальной (геометрической) поверхности контакта. Под действием сжимающей силы формирование площади контакта происходит таким образом, что прирост 5ф обусловлен в основном увеличением числа пятен касания без заметного увеличения их размеров. [c.372]

Наличие трех членов (п=3) в уравнении (3.63) обеспечивает хорошую точность расчетов деформированного состояния сшитых эластомеров при изменении температуры, действий давления н внешних сил, приводящих к высокоэластическим деформациям. Процессы деформации и изменения температуры должны быть медленными, чтобы обеспечить условия, близкие к равновесным процессам. [c.79]

Длительный процесс разрушения эластомера характеризуется двумя стадиями — медленной и быстрой. Медленная стадия образует на поверхности разрыва шероховатую зону, а быстрая — зеркальную. Чем меньше напряжение, тем длительнее процесс разрушения и тем яснее выражена шероховатая зона (при хрупком разрыве, наоборот, медленная стадия дает зеркальную, а быстрая — шероховатую зону). Первая стадия разрыва начинается с образования очага разрушения, из которого растет надрыв , являющийся аналогом трещины в хрупких материалах. Надрывы возникают под действием напряжений в наиболее слабых местах, причем очаги разрушения появляются как внутри материала, так и на поверхности образца, но среди них имеется наиболее опасный. Поэтому прочность эластомеров и резин определяется вероятностью образования наиболее опасного надрыва, аналогично тому, как прочность хрупкого материала определяется наиболее опасной трещиной. Надрывы растут в направлении, поперечном растягивающим усилиям, аналогично трещинам в хрупком телах. [c.336]

Рис. 12.3. Полная кривая долговечности эластомера в отсутствие химических коррозионных процессов (I) и в реальных условиях действия химически агрессивных агентов (2)

В зоне контакта эластомера при определенных условиях сколь-л ения возникают так называемые волны отделения, представляющие собой складки на его поверхности, обусловленные вспучиванием. Эти волны перемещаются под прямым углом к направлению скорости скольжения и в том же направлении, в котором перемещается эластомер относительно подложки. Между волнами вследствие молекулярно-кинетических скачкообразных перескоков действуют силы адгезии. Из-за микроскопической неровности поверхности перемещение волн отделения сопровождается гистерезисными потерями. [c.358]

Настоящее руководство касается ряда новых проблем и методов химии полимеров, в частности применения радиационного метода инициирования, роли электронодонорно-акцепторной пары мономеров, образующих комплекс с переносом заряда при сополимеризации, синтеза высокомолекулярных антиоксидантов и методов, характеризующих эффективность их действия для эластомеров, синтеза олигомерного катализатора и метода галогенирования с его помощью макромолекул, измерения молекулярных масс мономеров, олигомеров и полимеров методом газовой осмометрии. [c.3]

Перейдем к термодинамическому анализу процесса деформации полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии,— эластомера. Пусть эластомер длиной /о под действием напряжения [ удлинился на величину d/. Исключим явления вязкоупругости, обеспечивая действующему напряжению достаточное время для достижения равновесной в данных условиях деформации. [c.107]

Эластомеры практически не меняют объема при деформации, поэтому работа деформации образца dЛ обусловлена только действием приложенной силы [c.107]

Дуктильность. Дуктильность большинства битумов в результате их модифицирования эластомерами возрастает. Асфальтобетоны, которые при комнатной температуре обычно имеют дуктильность, далекую от максимально определяемой на машине (150 см), при модификации соответствующим эластомером могут превысить эту предельную величину. Окисленные битумы характеризуются более низкой дуктильностью, чем асфальтобетоны, причем с ростом температуры и продолжительности окисления дуктильность снижается. При введении эластомера дуктильность битума возрастает, что расширяет возможности использования окисленного битума. Влияние эластомеров на эксплуатационные свойства битумов при низкой тем-пературе оценивается путем определения дуктильности при 4 °С. и скорости растяжения 5 см/мин. Исследуя этим методом действие серы на смесь натурального каучука и битума, Уелборн и Баба1ыек 14] установили, что при низкой температуре дуктильность может [c.221]

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]

Весьма существенна роль пространственной структуры в сегментированных уретановых эластомерах. Высокополярные группы образуют довольно прочную физическую сетку в основном за счет водородных связей. Результирующее действие от их введения в полимер — увеличение межцепного взаимодействия. С ростом концентрации полиуретановых и полимочевинных сегментов происходит значительное увеличение напряжения при удлинении эластомера. Используя принцип направленного сочетания сегментов различной природы, можно получить не только высокомодульные эластомеры, но и сохраняющие высокие механические свойства при повышенной температуре (табл. 7) [59]. [c.544]

Механизм действия присадочных компонентов угольных смесей в процессе коксования на образование трещин в коксе сводится в общих чертах к следующему в критической фазе коксообразова-ния их зерна остаются еще пластичными, в то время как зерна других компонентов уже затвердели это приводит к явлению некоторой податливости и мягкости в почти твердой текстуре. Подобная картина наблюдается при введении эластомеров в ударопрочный полистирол. [c.163]

Адамантан-1,3-днизоцианат, 1,3-бис (метиленизоцианат) адамантан получают с выходом 90%. При взаимодействии адамантансодержащих диизоцианатов с полиэфирами получены каучуки, отличающиеся высокой. прочностью, термоустойчивостью до 220— 240 °С, стойкостью к УФ-облучению, гидролитическому воздействию и к действию растворителей. Адамантансодержащие полимеры пригодны для производства специальных эластомеров, искусственных кож, пенопластов и синтетических полимерных покрытий. [c.331]

Эластомеры различного типа также по-разному действуют на битумы. Например, каменноугольные дегти и пеки лучше всего модифицируются нитрильными каучуками или неопреном, а не натуральным каучуком или БСК- Это можно объяснить высокоарома-тической природой каменноугольного дегтя, благодаря чему он лучше взаимодействует с маслостойкими эластомерами, которые скорее набухают, а не растворяются в битуме. [c.227]

Это соотношение иногда называют критерием Деборы и обозначают буквой О. Чем меньше 0=т/ тем быстрее релаксирует система, тем она более податлива. Очень малое значение О характерно для низкомолекулярных жидкостей. Если, однако, деформирующая сила действует на полимер в течение очень длительного времени, то значение О окажется небольшим даже для большого т, и полимер проявит текучесть (обнаружит податливость) так, как если бы это была жидкость. Мы неоднократно наблюдаем это на примере битумов твердые при комнатной температуре и даже хрупкие при ударе, они после длительного хранения могут растекаться как жидкость. Ряд типичных эластомеров в невулканизованном состоянии при хранении текут, т. е. обладают, как говорят, свойством хладотеку-чести (бутилкаучук, полисульфидные каучуки и т. п.). Таким образом, при малом значении О полимеры обнаруживают свойства жидкостей, а при большом значении О — свойства твердых тел. Понятия твердый, жидкий зависят, как мы видим, не только от химической структуры полимера, но и от времени действия силы. [c.118]

Технологи, занимающиеся эластомерами и битумом, обычно согласны с тем, что действие каучуков на битумные материалы — явление скорее физическое, нежели химическое. Для достижения эффективного действия необходимо, чтобы каучуки были хорошо диспергированы в битумном материале, однако частицы не обязательно должны иметь коллоидные размеры. Нужно, чтобы частицы эластомера набухали в битумном материале, но не слишком сильно. Если эластомер очень стоек к набуханию, значит, он по существу инертен. Действительно, если ввести достаточное количество ненабухающего эластомера, то смесь может стать каучукоподобной, но только за счет того, что каучук служит составной частью или наполнителем. Наиболее пригодны эластомеры, которые набухают, но остаются диспергированными в битумной фазе. С другой стороны, каучуки, растворимые в битумном материале, также не являются эффективными модификаторами. При их введении в достаточном количестве вязкость смеси повышается (как у резинового клея), но она не приобретает таких свойств, как эластичность и жесткость. Неэффективны также деполимеризующиеся каучуки. Они не только переходят в раствор в битуме, но низкомолекулярные продукты их [c.229]

Каменноугольный деготь в дорожных покрытиях. Смеси камен ноугольного дегтя с каучуком используют в дорожных покрытиях, стойких к действию реактивного топлива, и в смесях для герметизации стыков в цементобетоне. Благодаря введению эластомера повышается сопротивление изменению физических свойств от температуры. Деготь в большей степени, чем битум, хрупок при низкой температуре и излишне мягок при высокой температуре. Нит-рильные каучуки в виде крошки или гранул чаш,е всего используют во взлетно-посадочных полосах и площадках для стоянки самолетов, где происходит утечка авиационного топлива. [c.239]

Мюллер и др. определяли несколько термодинамических величин, зависящих от деформации обратимую и необратимую части выделения тепла в процессе пластического деформирования ПЭ, ПВХ, ПЭТФ, ПА-6 [59—61], ПК [63], ПС [64] и различных эластомеров [61, 65, 66], последующее повышение температуры [67], изменение внутренней энергии за время ее накопления [68] и ее влияние на энергию разрушения материала [69]. Они отметили, что энтропия термопластов во время холодного течения уменьшается, а внутренняя энергия возрастает. Они также определили баланс энергии при действии напряжения ( ) и во время втягивания сегментов (г) ПИБ в последовательных циклах растяжения. Изменение внутренней энергии во время -го цикла можно представить следующим образом [c.259]

Величины энтропийных упругих сил, действующих на высо-ковытяиутые сегменты цепей длиной 5 нм (табл. 5.2), более чем на порядок меньше значения, необходимого для разрыва основной связи цепи. Если длина цепи 125,5 нм, напряжение разрыва достигается при вытягивании цепи почти на полную длину (124,7 нм). Это соответствует коэффициенту вытяжки Я=18. Однако разрыв технически наиболее важных эластомеров происходит при значениях коэффициента вытяжки Я, меньших 8 [183—195]. Как показано на рис. 3.6 и отмечается в литературе, зависимость приведенных предельных значений напряжения оь от удлинения Яь представляет собой кривую ослабления. Если температура и (или) степень сшивки уменьшаются или если увеличивается скорость деформации, то удлинение материала при разрыве Яь смещается вдоль кривой ослабления (по направлению к большим значениям удлинения) [183—195]. В зависимости от степени наполнения или сшивки макроскопические напряжения разрыва аь составляют 1—30 МПа они уменьшаются с увеличением долговечности и степени набухания. [c.311]

Для вальцов характерен сложный механизм течения под действием перепада давления, наложенного на вынужденное течение жидкости между непараллельными пластинами. В разд. 10.5 было показано, что валки на вальцах могут вращаться с различными окружными скоростями, вследствие чего в зазоре вальцов возникают сдвиговые деформации и при соответствующем температурном режиме на одном из валков образуется слой вальцуемого материала. Величину зазора между валками устанавливают в зависимости от адгезионных свойств вальцуемого материала, от его способности прилипать к поверхности одного из валков. Некоторые материалы имеют склонность прилипать только к определенному валку (например, бутил-каучук покрывает валок, вращающийся с большей скоростью). Уайт и Токита [27 ] исследовали влияние реологических свойств эластомеров на их поведение при вальцевании. В процессе вальцевания постоянно подрезают вальцуемое полотно и многократно пропускают его через зазор вальцов, вследствие чего происходит перераспределение элементов поверхности раздела внутри системы. На меленьких вальцах эта процедура осуществляется вручную, и степень усреднения смеси зависит от мастерства оператора. На больших вальцах нож оператора заменяет крутящееся колесико или плуг, которые непрерывно режут вальцуемое полотно на ленты и перераспределяют их. Такое перераспределение необходимо, по- [c.397]

Как указывалось выше, механизм быстрой стадии физической релаксации эластомеров можно представить себе как процесс, связанный с подвижностью свободных сегментов. За время протекания быстрой стадии (доли секунды) микроблоки не успевают распадаться и ведут себя как целое. Перестройка же надмолекулярной структуры в целом происходит медленно под действием теплового движения и напряжения. Для микроблоков, если их считать кинетическими единицами процесса релаксации и вязкого течения, энергия активации должна быть на два-три порядка выше вследствие их громоздкости. Поэтому следует предпрд цть, как [c.64]

При хранении и эксплуатации полимеров, полимерных материалов и изделий постепенно ухудшаются их физико-мехаии-ческие свойства. Такое необратимое изменение свойств во времени называется старением. Основной причиной старения полпмеров является действие кислорода воздуха. Кислород наряду с различными активирующими факторами (свет, тепло, ионизирующие излучения и др.) вызывает в полимерах сложные процессы, в том числе реакции окисления, деструкции, струк-Т фирог ания и т. п. Особенно велика роль процессов окисления при старении эластомеров, так как в состав их макромолекул обычно входят реакциоиносиособные двойные связи и сс-метиленовые группы. С целью предотвращения вредного влияния кислорода в каучуки, как и вообще в полимеры, вводят различные добавки стабилизаторов — ингибиторов окисления. [c.28]

Тусть пространственно-сшитый эластомер деформируется совокупностью произвольных и разных по величине сил,. действующих в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Тогда исходный образец в виде куба с ребром единичной длины превратится в параллелепипед (см. рис. 8.2). Действующие напряж ения в каждом направлении соответственно оь Ст2, оз. а значения относительной длины Хь Х2, h- Расчет показывает, что общее изменение энтропии образца, состоящего из JV отрезков макромолекул [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология