Влияние агрессивных сред на прочность полимеров

Взаимодействие физически активной среды с полимером. Имеются многочисленные данные, показывающие влияние различных сред на прочность. Если растворимость компонентов агрессивной среды в полимере достаточно высока, то во время диффузии в образце возникают микротрещины. Эти микротрещины располагаются в плоскости, перпендикулярной оси диффузии, и напряжения, [c.234]

Увеличение прочности полимерного материала, находящегося под воздействием агрессивных сред, наряду с обычными приемами достигается выбором полимера, стойкого к воздействию агрессивных сред в силу своего химического строения. Если это затруднительно, то в композицию добавляют вещества, ингибирующие процесс химического взаимодействия полимера с агрессивным реагентом. Существенное увеличение механической прочности при воздействии агрессивных сред достигается также путем ослабления факторов, ускоряющих взаимодействие полимера с агрессивным реагентом. К числу таких приемов следует отнести предотвращение фотосенсибилизирующего действия ингредиентов и устранение вредного влияния сильных поглотителей света. [c.172]

Пластмассы характеризуются сравнительно высокой химической стойкостью и широко используются как конструкционные материалы в различных агрессивных средах. Однако нх механические свойства предел прочности, долговечность, пластичность, ползучесть — могут в значительной степени изменяться под влиянием среды. Кроме того, все полимерные материалы подвержены старению, вызванному деструкцией полимера, испарением пластификатора или другими процессами, приводящими к разрушению химических и физических связей в полимере. Воздействие химических веществ, тепла, влажности и механических напряжений усиливает процесс старения. Большинство пластмасс в большей или меньшей степени набухают в различных жидкостях. Набухание сопровождается изменением объема, механических, электрических, оптических свойств. [c.92]

Наполнители могут оказывать влияние на самые разнообразные свойства полимеров прочность, твердость, теплопроводность, теплостойкость, стойкость к действию агрессивных сред, диэлектрич. и фрикционные свойства и др. По происхождению наполнители делят на органические и неорганические (минеральные), по структуре — на порошкообразные, волокнистые и листовые. [c.418]

Среди полимерных материалов особое значение в настоящее время приобретают полиолефины — полиэтилен, полипропилен, сополимеры этилена и пропилена. Эти полимеры обладают высокой механической прочностью, низкой плотностью, гибкостью при низких температурах, высокой ударной прочностью, влагостойкостью, отличными электроизоляционными свойствами и рядом других свойств. Однако, как и большинство других высокомолекулярных соединений, полиолефины под влиянием атмосферных условий, повышенной температуры, света, агрессивных сред и ряда других факторов подвержены окислительно-деструктивным процессам. В процессе старения полиолефины теряют эластичность, становятся хрупкими, растрескиваются, теряют механическую прочность, диэлектрические свойства, в большинстве случаев изменяют окраску и т. д. [c.91]

Полиолефины не являются долговечными материалами, им свойственно термоокислительное старение, протекающее по типичному механизму радикально-цепных окислительных реакций [185]. Инициируют старение повышенные температуры переработки и эксплуатации, действие света, агрессивных сред, влияние атмосферных условий и механические нагрузки. В результате ухудшаются эксплуатационные свойства полимера — эластичность, механическая прочность, диэлектрические свойства, изменяется окраска, увеличивается хрупкость. [c.173]

Наполнители представляют собой белые или слабо окрашенные природные, реже синтетические (осажденные), неорганические порошкообразные вещества кристаллического иногда аморфного строения со сравнительно низким показателем преломления (1,4—1,75). Он мало отличается от показателя преломления масел и смол, поэтому наполнители не обладают укрывистостью в среде неводных пленкообразующих. В водных красках некоторые наполнители после улетучивания воды имеют достаточную укрывистость и могут играть роль пигментов. Наполнители значительно дешевле большинства пигментов и часто добавляются в лакокрасочные материалы для снижения их стоимости. Однако наряду с этим можно путем тщательного подбора соответствующих пигментов и наполнителей значительно улучшить такие характеристики красок, как вязкость, розлив, уменьшить оседание пигментов, повысить механическую прочность и атмосферостойкость лакокрасочных покрытий. В красках с высокой объемной концентрацией пигмента можно сохранить достаточную укрывистость, заменив часть пигментов наполнителями, и тем самым значительно снизить стоимость красок. Наполнители являются активной составной частью сложных лакокрасочных систем и оказывают существенное влияние не только на физико-химические и технические свойства красок и покрытий (твердость, прочность, теплопроводность, теплостойкость, стойкость к действию агрессивных сред диэлектрические, фрикционные и другие свойства), на и на распределение пигмента в пленкообразующем и структурообразование лакокрасочных Систем. Механизм взаимодействия пленкообразующего с наполнителем определяется химической природой этих материалов и характером поверхности наполнителя. Наибольший эффект достигается при возникновении между наполнителем и пленкообразующим химических связей или значительных адгезионных сил. Наполнители, способные к такому взаимодействию с полимерами, называют активными, а не взаимодействующие с полимерами — инертными. [c.404]

Физически агрессивные среды помимо прямого влияния на свойства полимеров могут ускорять их изменение и косвенным путем. В частности, в результате вымывания стабилизаторов бутиловый спирт за 25 суток вызывает резкое падение прочности резин [c.26]

Помимо указанных элементов общности процессов разрушения в отсутствие и в присутствии агрессивных агентов имеется также сходство между ними во влиянии ориентации и характера надмолекулярных структур, а также прямая зависимость между прочностью полимеров в воздухе и их долговечностью в агрессивной среде. [c.96]

Полимеры можно назвать вязкоупругими материалами , подчеркивая этим их промежуточное положение между вязкими жидкостями и упругими твердыми телами [9, с. 23]. Прочность полимеров сильно зависит от условий испытания, температуры, скорости приложения нагрузки и природы агрессивной среды. На рис. УП1.1 показано влияние температуры на вид зависимости нагрузка — деформация. При температурах значительно ниже температуры стеклования (кривая /) нагрузка линейно возрастает с увеличением деформации и разрыв происходит при малых удлинениях образца. При высоких температурах (кривая 4) полимер каучукоподобен и нагрузка изменяется с деформацией по 5-образной зависимости,, [c.227]

Применение полимерных материалов в различных областях техники во многом определяется их химической стойкостью под воздействием различных агрессивных сред (кислоты, щелочи и т. д.). Степень воздействия среды связана с ее химической природой, а также структурой и химической природой полимера. При исследовании влияния концентрации щелочных растворов и кислот на физико-механические свойства стеклопластиков [13, 14] обнаружено, что характер изменения прочности стеклопластиков в щелочных средах 3 значительной степени зависит от состава стекло-наполнителя, в то время как влияние кислот зависит в основном от кислотостойкости связующего. [c.281]

Полимеры трифторхлорэтилена уступают политетрафторэтилену по химической стойкости в агрессивных средах. В процессах различных химических превращений полимера его уязвимым местом является связь между атомом углерода и атомом хлора, хотя ее прочность несколько повышается под влиянием атомов фтора. [c.303]

Несколько подробнее изучено влияние агрессивных сред на прочность стеклонаполненных ненапряженных и напряженных (25% исходной прочности) термостойких полимеров полиимидов (табл. 1П.45) и полифени-леноксида, полифениленсульфида, полисульфона и по-лиэфирсульфона (табл. 1П.46). [c.138]

Из приведенных данных видно, что при высоких Мп прочность незначительно отличается от экспериментально определенных значений. Подход Губанова и Чевычелова [12] позволяет оценить влияние агрессивных сред на прочность. Например, физически активные среды могут ослаблять межмолекулярные взаимодействия в матрице полимера, что равносильно в рамках рассмотренной схемы росту / (см. рис. VIII.3). Увеличение размеров слоя в 2 раза приводит к уменьшению а на 10%- [c.231]

VIII.1.2. Влияние агрессивных сред на прочность полимеров [c.232]

Изложенным в этих главах материалом не исчерпывается проблема прочности полимеров. Так, не рассматривались статистическая теория прочности и влияние масштабного фактора на прочность, влияние молекулярной массы полимера и молекулярной одиента-ции на долговечность и разрушение полимеров, а также влияние физически и химически агрессивных сред на прочность полимеров. Читатель может восполнить этот пробел в цитируемой литературе. [c.352]

В ряде случаев, добиваясь повышения эластичности и морозо-Ьтойкости полимеров путем введения физически агрессивных сред,. пренебрегают отрицательным влиянием пластификатора — сниже-Х ием прочности и других показателей. Так, например, пластифика- оры используются для повышения эластичности поливинилхло-ч ида , полиамидов, полиакрилатов и т. д. . Общеизвестно применение пластификаторов в резиновых смесях для улучшения их технологических свойств и повышения морозостойкости резин. [c.17]

Более сложным случаем является изменение подвижности при набухании полимера. При этом проявляется одновременно две стороны действия агрессивной среды 1) уменьшение прочности и долговечности, облегчение растрескивания вследствие уменьшения меж-молеку.тярпых взаимодействий и 2) благоприятное влияние на прочностные свойства вследствие более равномерного распределения напряжений, увеличения гибкости цепных молекул и облегчения их ориентации при растяжении, а также, в сл ае кристаллических полимеров, из-за того, что при небольшом содержании пластР1фика-тора (0,3—О,.5% для СКИ 3—4% для НК ) степень кристалличности полимера увеличивается. [c.90]

Методы, рассмотренные выше, оценивают комбинированные эффекты состояния материала и напряжения (или дефор- мации). Может также возникнуть необходимость изучения ухудшения таких свойств, как кратковременная прочность, и -за незащищенности ненапряженного материала от коррозии и окисления. Это только повлекло бы за собой необходимость испытания на прочность на образцах до их выдержки в средах. Рунке и Биритц описали исследование влияния этой выдержки образцов в обычных экспериментах по изучению образования трещин под напряжением [13], которые оказались успешными для быстрой оценки ABS полимеров. Образец вначале выдерживался в определенной среде при постоянной изгибной деформации до своего испытания на разрушение при изгибе с постоянной скоростью деформации. Авторы рекомендуют применение определенного интервала деформаций и времени выдержки. Обработка агрессивными средами всегда вызывает уменьшение энергии разрушения и часто потерю прочности. Эффект обусловлен природой взаимодействия. [c.140]

Наряду с облегчением ориентационного упрочнения размягчение сопровождается разрушением отдельных связей сетки, т. е. уменьшением прочности. В результате наложения этих двух эффектов, во-первых, при малых а (в отличие от больших а) размягчение влияет на долговечность ненаполненных резин (а не только наполненных), во-вторых, тренировка ряда ненаполненных резин (СКБ, наирит, СКН-40) и резин с активными наполнителями (СКМС-30 с 70 и 90 масс. ч. газового технического углерода, с аэросилом, СКБ с 50 масс, ч лампового технического углерода, НК с 30 и 50 масс, ч газо вого технического углерода) приводит к возрастанию долговечности в некотором интервале напряжений. Особенно сильно этот эффект проявляется у НК. Разрушение связей наполнитель — полимер в результате тренировки позволяет в значительно большей степени, чем у нетренированной резины, проявиться упрочняющему влиянию ориентации макромолекул аналогично тому, что наблюдалось при разрушении таких связей химически агрессивной средой [26]. Резкий рост долговечности резины при этом еще более увеличивается во время отдыха резины, что свидетельствует как о восстановлении таких связей в новых, более благоприятных для распределения напряжения местах, так и о том, что размягчение в значительной степени связано с задержкой релаксационных явлений. [c.145]

Соображения об активирующем влиянии механических напряжений на разрушающее действие химически агрессивных сред были высказаны сравнительно давно и подтверждены экспериментально еще в исследованиях разрушающего действия озона на напряженные резины [820—822]. Полученные в [820— 822] результаты тогда еще не трактовались с позиций кинетической концепции прочности (т. е. в предположении о суммировании скоростей разрушения, вызываемых разными факторами). К тому же в исследовавшихся в [820—822] случаях зависимость долговечности от напряжения несколько усложнена. Это затрудняло сопоставление экспериментальных данных об активирующем влиянии напряжения на действие агрессивных сред с данными, полученными при изучении радиационной долговечности. Для такого сопоставления удобно изучать влияние химически агрессивных сред опять-таки на полимеры, причем на такие, которые хорошо подчиняются общему уравнению для долговечности (4). Такие исследования выполнены в [809, 561]. Ниже для примера излагаются экспериментальные данные работы такого направления, в которой исследовалось действие химически агрессивной среды N02 на долговечность высокоориентированных полимерных волокон из капрона и триацетатного шелка [809]. [c.426]

Термические и электрические свойства клеевых эпоксидных смол, их стойкость к действию кислорода, различных агрессивных сред, биологических факторов и поведение в условиях космического пространства имеют большое значение, так как определяют области возможного использования эпоксидных клеев. Интервал рабочих температур эпоксидных смол в зависимости от химической природы, состава и условий отверждения находится в пределах от —250 до -Ь260°С, а иногда (кратковременно) и несколько выше. К наиболее теплостойким клеям относятся композиции на основе циклоалифатических полимеров и смол, модифицированных органическими и элементоорганическими соединениями. Длительное воздействие высоких температур не оказывает существенного влияния на свойства большинства эпоксидных клеящих полимеров. Уменьшение прочности эпоксидной клеевой композиции, отвержденной дициандиамидом, при старении в течение года при 100 и 150 °С составляет соответственно 15 и 18%. [c.73]

Масштабный фактор. Геометрические размеры образца играют большую роль при разрушении полимеров в агрессивных средах. Однако в настоящее время отсутствует единая точка зрения, объясняющая влияние размера образца на его прочность на воздухе, и имеется небольшое количество экспериментальных данных. Как было показано выше (рис. VIII.4), при растяжении полимеров в адсорбционно-активных средах (практически отсутствует набухание) влияние среды уменьшается с толщиной образца и имеется критическая толщина, выше которой среда заметно не влияет на механические свойства. Если происходит сорбция среды полимера, то закономерности являются более сложными. Например, на рис. VIII. 12 приведена зависимость разрывного напряжения Ор круглых образцов полиметилметакрилата разного диаметра от времени предварительной выдержки в спирте. Величина Ор монотонно снижается с увеличением времени контакта со спиртом, при этом наибольшей прочностью обладают образцы с большим диаметром. Если испытания этого полимера проводить непосредственно в этиловом спирте, то различия незначительны, так Ор для образцов диаметром 1, 3 и 16 мм равны 66 и 87 МПа соответственно [32, с. 91]. [c.247]

Практически нулевое влагопоглощение обеспечивает равенство прочности волокон из фторсодержащих полимеров в сухом и мокром состоянии. Основные характеристики этих полимеров (см. гл. 32). такие, как термо-и хемостойкость, электроизоляционные свойства, аналогичны свойствам полученных из них волокон. Так, изменение прочности волокна из ПТФЭ носле обработки в концентрированных кислотах, щелочах, окислителях и растворителях [9], как правило, не превышает 10—12%. Исключение составляет лишь 40%-ная перекись водорода, при обработке которой прочность волокна снижалась на 20,7%. 11о данным Риверс и Франклин [10], последовательная обработка волокна из ПТФЭ в концентрированной серной кислоте (24 ч при 290 °С), концентрированной азотной кислоте (24 ч при 100 °С), 50%-ном растворе едкого натра (24 ч при 100 °С) и при повышенной влажности (24 ч при 100 °С) приводит к снижению прочности волокна тефлон на 14,6%, удлинение волокна при этом возрастает вдвое. Возрастание удлинения в данном случае объясняется, по-видимому, не воздействием агрессивных сред, а влиянием повышенных температур. [c.485]

Прочность при растяжении является основной характеристикой сопротивляемости полимера разрушению. Определение этой характеристики необходимо для понимания таких видов раз(рушения, как раздир, утомление и износ. Разрушение в высокоэластическом состоянии— процесс значительно более сложный, чем хрупкое разрушение. На прочность в высокоэластическом состоянии существенное влияние оказывают не только неоднородности, тип физической структуры и молекулярная ориентация, но и релаксационные свойства полимера, а также агрессивность внешней среды разрушение может происходить как при малых, так и при более высоких деформациях. И если при малых деформациях есть определенная общность в закономерностях хрупкого и высокоэластического разрушения, то при предельно возможных деформациях высокоэластическое разрушение сильно отличается от хрупкого как вследствие развития ориентированной структуры, так и из-за резкого увеличения рассеянной при деформации энергии. В связи с этим представляется целесообразным более подробно проследить за элементами сходства и различия при разрушении в высокоэластическом состоянии в области малых и бол ьших деформаций. [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология