Особенности аморфного каучука

Особенности аморфного каучука 169 [c.169]

ОСОБЕННОСТИ АМОРФНОГО КАУЧУКА [c.169]

Особенности аморфного каучука [c.171]

Другое важное различие между этими системами состоит в том, что каучук набухает значительно сильнее, чем большинство из полимеров, поглощающих воду, особенно в форме волокон. Связано это с аморфностью каучука. У кристаллических полимеров в поглощении жидкости участвует только некристаллическая часть, поэтому ее набухание сильно ограничено внутренней системой кристаллитов, которые оказывают на набухание такое же сдерживающее влияние, как плотно сшитая полимерная сетка. Максимальная степень набухания волокон достигает только 35%, в то время как каучуки легко увеличивают свой объем в 10 раз. [c.212]

С теоретической точки зрения вопрос о разрушении является чрезвычайно трудным сложность явлений, особенно для каучуков, препятствует в настоящее время созданию удовлетворительной теории. Предыдущее обсуждение касалось только одной стороны явления, а именно влияния кристаллизации, хотя и была сделана попытка рассмотреть более общий вопрос механизма разрыва, в частности в аморфных каучуках. В. Кун и Г. Кун [83], действительно, выдвинули теорию разрушения, основанную на их статистической модели сетки негауссовских цепей. В их трактовке предполагается, что каждая цепь претерпевает аффинную деформацию далее постулируется, что каждая определенная цепь разорвется, если ее растяжение превысит на относительно малую долю их максимальную гидродинамическую длину. Цепи, таким образом, разрываются одна за другой по мере увеличения растягивающего усилия. Однако в определенной точке процесс становится катастрофичным это и есть теоретическое определение момента разрыва. [c.180]

С увеличением степени кристалличности прочность полимеров увеличивается. Однако при синтезе эластомеров представляет интерес создание только такой структуры цепи, при которой и скорость, и степень кристаллизации в области обычных температур не очень велики, так как в противном случае материал быстро теряет эластичность при понижении температуры. Таким образом, особенность строения эластомерных цепей состоит в том, что кристаллизация их должна происходить только при растяжении полимера, Перечисленные выше каучуки регулярного строения при комнатных температурах являются практически полностью аморфными. [c.85]

Кристаллическое состояние линейного полимера характеризуется дальним порядком в расположении цепей и звеньев. В аморфном состоянии ориентации звеньев беспорядочны, цепи изогнуты в расположении цепей имеется только ближний порядок. Промежуточным является состояние с упорядоченным расположением цепей, но беспорядочными ориентациями звеньев (рис. IV. 16), Кристаллические полимеры обладают регулярной плотнейшей упаковкой цепей, аморфные — случайной плотнейшей. При кристаллизации жидкого полимера цепи должны вытянуться и выстроиться параллельно друг другу. Однако увеличение вязкости с понижением температуры затрудняет этот процесс. Система может заморозиться в неупорядоченном состоянии, в особенности, если охлаждение происходит быстро, так что цепи не успевают перестраиваться. Так, натуральный каучук легко кристаллизуется при —25°С. но, будучи быстро охлажден до —50°С или ниже, сохраняется в аморфном состоянии. Кристаллизации способствует механическое растяжение полимера, которое приводит к вытягиванию цепей. [c.196]

Сажа — аморфный углерод, продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов, С.— прекрасный наполнитель для резин, В больших количествах ее используют для приготовления черной краски в полиграфической и лакокрасочной промышленности. С. белая — высокодисперсный аморфный оксид кремния (IV). Ее получают взаимодействием газообразного четыреххлористого кремния с парами воды. Белая сажа — ценный наполнитель для каучуков (особенно силиконовых). Кроме того, ее применяют для приготовления различных смазок, красок и лаков. [c.115]

Агрегаты для декристаллизации НК. Под влиянием низких температур и особенно в зимний период НК затвердевает (кристаллизуется) и трудно поддается обработке. Способность к кристаллизации обнаруживается и у некоторых синтетических каучуков, например СКИ-3, наирит. Декристаллизация (распарка) каучуков осуществляется при температурах порядка 50—70 °С. При этом каучук из кристаллического состояния переходит с различной скоростью в аморфное, высокоэластическое состояние, а листы натурального каучука, из которых состоит кипа, сравнительно легко отделяются один от другого. [c.47]

Особенности условий переработки смесей каучуков с ингредиентами в отличие от условий переработки термопластов (безразлично— кристаллических или аморфных) связаны с наличием в резиновых смесях серы и ускорительной группы, необходимых для вулканизации. Верхний температурный предел переработки смесей ограничен ПО—П5°С. Непредельность молекул, с одной стороны, позволяет вулканизовать каучуки, а с другой — одновременно повышает их склонность к деструкции. Каучуки перерабатывают при температурах, соответствующих области перехода от высокоэластического состояния в вязкотекучее [17—19]. Для эластомеров эта область, как правило, составляет сотни градусов, в то время как для аморфных предельных полимеров, таких как полистирол или поливинилхлорид, по-видимому, составляет не более 50—100°С, а для кристаллизующихся — полиэтилена, полиамидов, полиэфиров — практически отсутствует (не более 10— 20 °С). [c.10]

Полимеры отличаются поразительными механическими свойствами. Выше температуры стеклования все аморфные полимеры переходят в каучукообразное, или, как принято говорить, высокоэластическое состояние. В этом состоянии они способны обратимо деформироваться на сотни процентов, причем модуль упругости у них необычайно низок. Особенно ярко выражены эти свойства у собственно каучуков [13]. [c.82]

Все эти необычные явления были подробно изучены, систематизированы и частично разобраны теоретически [10—17]. Было показано, что особенности кристаллизации связаны с цепным строением гибких молекул каучука, длина которых значительно больше размеров кристаллических областей. Вследствие этого одна и та же цепная молекула входит в состав отдельного кристалла лишь малой своей частью и, пронизывая несколько кристаллов, создает прочную связь между ними. Наличие подобного рода связей приводит в процессе кристаллизации к возникновению внутренних напряжений и к невозможности полной кристаллизации всего каучукового вещества. Таким образом, по современным представлениям, кристаллический каучук состоит из хаотически перемешанных, неоднородно напряженных кристаллических и аморфных областей, тесно связанных между собой пронизывающими их длинными гибкими молекулами каучука. Наличие внутренних напряжений приводит к размыванию температуры плавления в область температур, так как температуры плавления микрокристаллов зависят от действующих на них напряжений. Зависимость температур плавления от условий кристаллизации и длительности пребывания в кристаллическом состоянии связывается с релаксационными процессами в аморфных областях кристаллического каучука, приводящими к зависимости внутренних напряя ений от этих факторов. [c.79]

Таким образом, надмолекулярная организация одноосноориентированных кристаллитов развивается в процессе кристаллизации без всякого приложения внешней силы. Эта особенность кристаллизации непосредственно связана с чрезвычайно большими значениями / о, достигаемыми в аморфном состоянии при сшивке. Развивающиеся значительные коэффициенты удлинения приводят к установлению преимущественной оси перехода. Следовательно, ядра кристаллизации, образование которых неминуемо предшествует фазовому переходу, также имеют преимущественную ориентацию, что и приводит к ориентированной кристаллизации. Имеются данные, свидетельствующие о преимущественной одноосной рекристаллизации сеток, образованных из фибриллярного натурального каучука [10]. Преимущественная ориентация кристаллитов в описанных волокнистых системах является их неотъемлемой характерной чертой и должна наблюдаться после любого количества циклов плавление — рекристаллизация при условии сохранения сшивок. [c.197]

Кристаллизация при растяжении. Характерная особенность мн. аморфных полимеров, находящихся в высокоэластич. состоянии (каучуки, резины),— способность кристаллизоваться при растяжении. Напр., натуральный каучук, в отсутствие внешних воздействий кристаллизующийся чрезвычайно медленно, при растяжении на 300% и больше исключительно быстро переходит в кристаллич. состояние. Однако после прекращения действия внешних сил такой кристаллич. каучук сразу же аморфизуется (если темп-ра пе слишком низка). Легкость К. при растяжении объясняется тем, что в результате распрямления макромолекул уменьшается энтропия системы и поэтому переход к кристаллич. состоянию связан с меньшим (по сравнению с К. в нерастянутом состоянии) ее изменением. В результате кристаллич. состояние оказывается равновесным для нек-рой области темп-р лишь при наличии напряжения. [c.590]

Особенно сильно повышается прочность полимера, если в процессе ориентации аморфный полимер способен кристаллизоваться. Это наглядно можно продемонстрировать на примере каучуков [25]. Так, каучуки, цепи которых представляют собою статистические сополимеры, и нерегулярные каучуки не кристаллизуются (см. стр. 107), и поэтому в ненаполненном состоянии обладают очень низкой прочностью. Каучуки, способные к кристаллизации, имеют высокие разрывные напряжения даже в ненаполненном состоянии [c.203]

Основная особенность кристаллического состояния полимеров, которая четко фиксируется на рентгенограммах (рис. 4), заключается в том, что полимер никогда не бывает полностью закристаллизован. Доля аморфной составляющей может колебаться в широких пределах в зависимости от условий кристаллизации и типа полимера. Для большинства высококристаллических полимеров, таких, как полиэтилен и полипропилен, аморфная часть составляет обычно 20—40%, а для большинства каучуков и резин даже при оптимальных условиях кристаллизации — 70—80%. [c.14]

Особенности кристаллизации высокомолекулярных веществ. Анализ явления эластичности дает основание предполагать, что каучук находится в аморфном состоянии, но, в отличие от стекла, силы взаимодействия между макромолекулами малы. Однако если натураль- [c.278]

Кристаллизация, проходящая в каучуках, может радикально изменить их прочностные н деформационные свойства зз-зт Особенно неблагоприятным оказывается формирование отдельных крупных сферолитов, не связанных между собой и расположенных как бы в аморфной матрице (рис. П1.16, а). Содержащий их материал быстро разрушается вследствие неоднородности. Напротив, формирование мелкосферолитной или, лучше, —дендритной структуры (рис. П1.16,6) способствует развитию больших дес рмаций и увеличению прочности. [c.218]

При температуре, названной температурой стеклования, Т , наблюдается изменение угла наклона графика зависимости удельного объема аморфного полимера от температуры. Значение Tg зависит от особенностей эксперимента и, в частности, от временного фактора. Как подчеркнуто в предыдущих разделах, температура стеклования является одним из наиболее важных параметров, определяющих свойства полностью или частично аморфных полимеров. При температурах существенно ниже Т полимер является твердым, стеклообразным материалом. Выше Тд аморфный линейный полимер с достаточно большой длиной цепей при повышении температуры последовательно ведет себя как кожа, каучук и, наконец, как жидкость. [c.105]

НК имеет характерную глобулярную физическую структуру, которая объясняется тем, что его получают из латекса. Следует отметить, что НК может одновременно иметь две фазы — кристаллическую и аморфную. Кристаллическое состояние НК наблюдается при хранении около 10 °С и ниже, особенно от О до —25 °С. При нагревании НК переходит в аморфное состояние. Разрушение кристаллов приводит к увеличению мягкости каучука (процесс декристаллизации НК, называемый в производственных условиях распаркой) и облегчает его дальнейшую обработку. " [c.9]

Особенно интересно поведение каучука при растяжении. Мягкий натуральный каучук при всяком упругом растяжении кристаллизуется (рис. 26, В). Это явление становится особенно отчетливым при удлинении каучука на 75% и выше. При снятии нагрузки каучук снова становится аморфным (рис. 26, Г). В растянутом каучуке все кристаллы расположены в одном кристаллографическом направлении, параллельно оси волокна. Растянутый каучук дает отчетливую кристаллическую рентгенограмму с пе- [c.76]

Фторкаучуки отличаются от других синтетических каучуков повышенными вязкостью и жесткостью, что создает определенные трудности при их переработке. Повышенные вязкость и жесткость СКФ-26 и СКФ-32 обусловлены особенностями их структуры — высокой полярностью цепей, высокой молекулярной массой линейных либо слабо разветвленных макромолекул, а также наличием микрогеля. Кроме того, вязкость фторкаучуков, содержащих заметное количество микрогеля, повышается при механических воздействиях, например в первые минуты вальцевания в результате разрушения микрогеля и усиления вследствие этого межмолекулярного взаимодействия. Указанные особенности структуры СКФ-26 и СКФ-32 обусловливают также особенности их реологического поведения. Так, в отличие от других аморфных каучуков, а также от СКФ-26НМ и СКФ-260НМ, не содержащих микрогеля, кривые течения фторкаучуков характеризуются наличием дополнительного участка, обусловленного процессом микрорасслоения полимеров (рис. 3.7). [c.112]

Главное различие в прочностных свойствах полимеров с кристаллической и аморфной структурой рассмотрено в 1 и 2 гл. П. На прочность полимеров, кроме того, влияют плотность унаковки—одна из характеристик первичной структуры полимера, определяемая гибкостью (или жесткостью) цепей, и межмолекулярные взаимодействия цепных молекул. Например, по Ла-зуркину рыхло упакованные каучуки (СКБ, СКС) при низких температурах в стеклообразном состоянии обладают лучшими прочностными свойствами, чем плотно упакованные каучуки (НК, бутилкаучук, полихлоропрен). У рыхло упакованных полимеров температурный интервал вынужденной эластичности необычайно широк (около 100 °С), ВТО время как у плотно упакованных полимеров хрупкий разрыв наблюдается лишь на 20—25 С ниже температуры стеклования. Дипольные и водородные межмолекулярные связи повышают хрупкую прочность полимера и поэтому понижают температуру хрупкости. Это особенно четко [c.131]

Другой источник артефактов — неучет особенностей многих препаративных методов подготовки объектов для ЭМ. Для изучения аморфных полимеров был использован очень широкий набор методов, включающий приготовлепие тонких пленок из растворов, ультратонких срезов, различные методы контрастирования и травления, реплики, темнопольная микроскопия и т. д. Кроме того, исследовали большое число полимеров, отличающихся гибкостью макромолекул, различным межмоле-кулярным взаимодействием и т. п. (ПС, ПММА, ПК, стеклообразный ПЭТФ, каучуки, ПАК и т. д.). [c.26]

Абсорбционный и экстракционный методы разделения. В основе этих методов, проводимых с использованием твердых сорбентов, лежит различие в растворимости. Фазовое состояние молекул растворенного вещества изменяется — каждая молекула растворенного вещества окружается плотным слоем молекул сорбента. При этом сохраняются характерные особенности процессов абсорбции и экстракции в первом случае несущая растворенное вещество фаза (субстрат) — газ, во втором — жидкость. Основой этого процесса является пропитывание аморфных полимерных материалов, причем молекулярный перенос идет быстрее в случае применения мембран или пленок. Примерами служат разделение сжиженных газов или легких органических гомологов (СН4, СНзВг) с помощью поливинилхлорида, этилцеллюлозы или силиконового каучука. [c.525]

Растворимость химикатов-добавок в неполярных каучуках выше, чем в частично кристаллизующихся полиолефинах (табл. 4.1), потому что кристаллические области полиолефинов недоступны для добавок, и кристаллы снижают пластифицирующее действие растворенных веществ. Между кристалличностью и растворимостью добавки нет прямой корреляции. Растворимость добавок зависит не только от объема аморфной фракции, но также от ее строения. Было установлено [30], что растворимость ДФ и фенил-(3-нафтиламина (ФНА) в твердых полиэтиленах с различной кристалличностью практически одинаковая и лишь слегка падает в полимере с высокой кристалличностью. Авторы относят это к нерегулярности аморфных областей полимера, плотность которых уменьшается с увеличением кристалличности полимера. Мойсен [31] показал, что растворимость Ирганокс 1076 в ПЭ при 60 °С лишь немного изменяется при увеличении кристалличности полимера в диапазоне от 43 до 57% (интервал плотности 0,92-0,94 г/см ), но при повышенных температурах (70 и 80°С) при увеличении кристалличности растворимость падает. Следует заметить, что кристалличность, измеренная при комнатной температуре, может существенно изменяться при изменении температуры, особенно в области вблизи интервала плавления. [c.118]

Физические свойства каучуков. Мюл. масса (по Шта-удингеру) твердых В. к. составляет (50—150) Ю , жидких— (2—15)-10 . Плотность, зависящая от состава В. к., изменяется в пределах 0,92—0,98 е/см . В. к. относятся к аморфным полимерам темп-ра их стеклования зависит от содержания винильных сомономеров и составляет от —50 до —70° С. В, к., содержащие 5—15% винилпиридина, растворимы в обычных ароматич. и алифатич. растворителях, при более высоком содержании винилпиридина и особенно при дополнительном введении в макромолекулу акрилонитрила повышается растворимость В. к. в кетонах и сложных эфирах (ацетон, этилацетат). С увеличением содержания винилпиридина возрастает гидрофильность В. к. полимеры, содержащие свыше 50% впнилнири-дина, растворимы в воде. В. к. имеют запах винплпи-ридинов. [c.210]

Если сплавленную серу нагревать до 160° — 220°, то она теряет уже подвижность и становится густою и весьма темною, так что тигель, в котором она нагревается, может быть опрокинут и сера не выливается. Выше нагретая сера опять становится более жидкою, при 250°—300° опять очень подвижна, хотя и не приобретает первоначального цвета, а при 448° она кипит. Эти изменения в свойствах серы зависят не только от изменения температуры, но и от изменения в строении. Если серу, нагретую около 350°, вылить тонкою струею в холодную воду, то она не застывает в твердую массу, но, сохраняя бурый цвет, остается мягкою, тянется в нити и обладает упругостью подобно каучуку. Но и в этом мягком и тягучем состоянии сера не остается долгое время. Спустя некоторое время мягкая и прозрачная сера твердеет, становится мутною и переходит в обыкновенное желтое видоизменение серы, причем выделяется тепло, как и при превращении призматической серы в октаэдрическую. Мягкая сера характеризуется тем, что некоторая часть ее нерастворима в сернистом углероде. Если такую мягкую серу облить этой жидкостью, то в раствор переходит только часть обыкновенной серы, но некоторая часть серы остается нерастворенною, и такая сера сохраняет свои свойства долгое время. Наибольшая пропорция нерастворимой серы получается при нагревании немного выше 170°, особенно в присутствии и при пропускании воздуха, или 50 , или НС1. Она понижает температуру плавления серы. Точно такая же нерастворимая (аморфная) сера получается при некоторых реакциях, происходящих водным путем, когда сера выделяется из растворов-. Так, напр., серноватистонатровая соль Na S O при действии кислот выделяет серу, нерастворимую в сернистом углероде. Вода, действуя на хлористую серу, также дает подобное видоизменение серы. Некоторые сернистые металлы при действии азотной кислоты выделяют серу в тйком же видоизменении. [c.197]

Натуральный каучук представляет собой упругую аморфную массу, получаемую из млечного сока (латекса) растений-каучуконосов. Наиболее известный каучуконос—дерево гевея, родина которого тропические леса Бразилии. Меньшие количества содержатся в ряде других растений, преимущественно тропических. В ХУИ1 веке образцы каучука были привезены в Европу, но особенного применения этот материал не находил. Лишь в 1823 г. ирландец Мак-Интош открыл способ пропитки тканей каучуком и стал изготовлять из такой ткани непромокаемые плащи имя их изобретателя носят до наших дней плащи макинтоши . Качество таких плащей было невысоким в теплую погоду пропитывавший их каучук делался липким, зимой же становился твердым и хрупким. [c.454]

В противоположность волокнам каучуки, как правило, не кристалличны их молекулы расположёны неупорядоченно (см рис. 4.1, стр. 66). Структура каучуков, во многом подобная структуре жидкости, называется аморфной (греческие а — без, тогрке — форма). Именно этой рыхлой структуре (в отличие от плотно упакованной регулярной структуры кристалла) каучуки обязаны своей мягкостью и гибкостью. Эти особенности рассматриваются более подробно в гл. 3. [c.21]

Свойства кристаллических полимеров непосредственно связаны с их структурными особенностями. В целом их структура напоминает структуру кристаллического каучука, показанную на рис. 6.4 (стр. 118) довольно твердые и недеформируемые отдельные кристаллиты как бы пронизаны аморфной каучукоподбной средой. Последняя придает всему веществу определенную эластичность, делая его скорее гибким, чем хрупким, а кристаллический компонент существенно изменяет эластические свойства окружающей аморфной среды, придавая веществу в целом значительно большую твердость и жесткость по сравнению с каучуком. [c.130]

В настоящее время еще не для всех изделий можно установить, какие факторы приводят к потере ими работоспособности и какие характеристики эластомеров с этим связаны. Это объясняется тем, что характеристики эластомеров определяются на свободных образцах, а эксплуатируются они в составе конструкций. Поэтому, во-первых, даже в условиях испытаний, близких к эксплуатационным, эти характеристики не могут быть перенесены на соответствующие изделия, так как при лабораторных испытаниях образцов материала нельзя учесть все особенности изделий масштабный фактор, наличие концентраторов напряжений, наличие и размеры поверхности контакта эластомера с металлом, тканью и т. д. Во-вторых, что более существенно, в большинстве. изделий (ленты, ремни, рукава, шины, обувь и т. д.) резина исиользуется в сочетании с высокомо-дульнымп материалами (металлом, кордом, тканью), которые ограничивают деформацию эластомера. Вследствие этого деформирование эластомера, привулканизованного металлу, сопровождается меньшим изменением его физической структуры по сравнению со свободным эластомером, и в нем затруднено развитие процессов ориентации и кристаллизации. Это влияет на деформационные и особенно на прочностные свойства эластомеров [5]. Так, нивелируется разница в прочности между резинами из аморфных и кристаллизующихся каучуков, между не-наполненнымн и наполненными резинами. Наличие контакта резин с жесткой малопроницаемой поверхностью приводит к замедлению процессов старения. [c.8]

Первые рентгенограммы, полученные Ше(рер01М, указывали на амр1>фное строение каучука. Дальнейшие исследования подтвердили, что нерастянутый натуральный каучук, в особенности предварительно развальцованный или прогретый, дает диффузное гало, характерное для аморфных тел (рис. 53). [c.156]

При хранении натурального каучука, как уже было выяснено, в не.м происходит медленный процесс кристаллизации. Поскольку кристаллический каучук отличается от аморфного по своей плотности, электрическим и другим свойствам, процесс кристаллизации изменяет некоторые физические константы в той или другой степени, в зависимости от длительности процесса. В техническом каучуке, содержащем примеси и предста-вляюще.м многофазную систему, могут происходить изменения коллоидного характера, направленные в сторону укрупнения элементов структуры. Свойства синтетических каучуков меняются в щироких пределах в зависимости от условий их получения, в особенности от трудно регулируемых условий полимеризации. Если к этому прибавить, что каучук, будучи непредельным углеводородом, крайне подвержен действию атмосферного кислорода, что в свою очередь вызывает структурные, физические изменения его, то становится понятным, почему колебания в определениях физических констант у различных авторов доходят до 10%. [c.174]

Производство аэросила, представляющего собой аморфную по-ликремвевую кислоту высокой степени чистоты, является крупнотоннажным вследствие широкого применения этого продукта как загустителя красок, стабилизатора эмульсий и полимеров, светлого наполнителя каучуков общего назначения. Он используется в фармакологии, косметике, кожевенной, резиновой, лакокрасочной и бумажной промышленности [477], а после дополнительной очистки от микропримесей — в полупроводниковой технике [478]. Особенно часто аэросил применяется в резиновых смесях горячей вулканизации. Его использование в кремнийорганических композициях холодного отверждения все возрастает. В последние годы потребление аэросила составляет (включая все наиболее развитые капиталистические страны) 22 млн. т. Для получения аэросила можно использовать полифункциональные производные силана В4 81Х (где п = 3,4 X = С1, ОСОВ, КВг и другие гидролизуемые заместители). Однако основным, а в промышленности и практически единственным используемым сырьем [c.34]