Каучуки деформации

Вулканизация каучуков — это частный случай сшивания линейных полимеров, в процессе которого макромолекулы соединяются поперечными химическими связями с образованием пространственной трехмерной вулканизационной сетки. В подобной структуре макромолекулы не способны к необратимому перемещению друг относительно друга (деформация сдвига), вследствие чего резины, в отличие от каучука, теряют свойства текучести, сохраняя, однако, в широком диапазоне температур способность к высокоэластической деформации. [c.439]

Высокие значения сопротивления разрыву ненаполненных смесей пропиленоксидного каучука указывают на наличие или образование при растяжении кристаллической структуры. Струнский с помощью рентгеноструктурного анализа показал, что сополимеры СКПО, полученные в различных условиях, содержат до 20% кристаллической фазы. Следует также отметить, что вулканизаты характеризуются низкой остаточной деформацией при испытаниях на сжатие. [c.578]

Бутадиен-стирольный каучук растворной полимеризации превосходит эмульсионный бутадиен-стирольный каучук по целому ряду технически ценных свойств, таких, как сопротивление износу, морозостойкость, эластичность, теплообразование, остаточная деформация и сопротивление разрастанию трещин. [c.281]

Выше мы кратко рассмотрели зависимость от молекулярной структуры эластомеров технологических свойств сажевых смесей и основных физико-механических свойств вулканизатов. Можно указать на ряд других свойств резин, имеющих важное значение при конструировании различных резино-технических изделий, такие как усталостная выносливость, ползучесть, остаточные деформации и др., улучшение которых связано с получением однородных материалов — однородных сеточных структур, что в свою очередь, опирается на внедрение каучуков с определенным молекулярным составом. Весьма существенным является также использование растворимых вулканизующих групп и интенсификация процессов смешения. [c.92]

Определение сопротивления каучука деформации сдвига производится на приборе Муни или на вискозиметре ВР-2 по ГОСТ 10722—64, получаемый при этом показатель выражается в единицах вязкости по Муни. [c.91]

Вулканизаты из бутадиен-стирольных каучуков значительно меньше сохраняют значения сопротивления разрыву, относительного удлинения и сопротивления раздиру при повышенных температурах (100°С) и характеризуются менее высокой эластичностью, более высокими механическими потерями и повышенным теплообразованием по сравнению с вулканизатами из натурального каучука, а также уступают им по сопротивлению многократным деформациям изгиба, растяжения, сжатия и разрастанию трещин и текучести. [c.266]

Определение пластичности по сопротивлению каучука деформации сдвига производится на приборе Муни или на вискозиметре ВР-2. [c.91]

Особый интерес представляет механизм упрочнения хрупких полимеров каучукоподобными полимерами. Для объяснения влияния каучука на свойства жесткого полимера была предложена механическая модель [557], состоящая из параллельно соединенных жесткого и упругого элементов, которые последовательно соединяются с элементом, моделирующим свойства стеклообразной матрицы. Роль каучука состоит в предотвращении катастрофического распространения образующейся трещины и в обеспечении возможности холодного течения матрицы, приводящего к образованию шейки при больших деформациях. При этом предполагается, что основная роль наполнителя сводится к созданию дополнительного свободного объема, благоприятствующего образованию шейки. Хрупкое разрушение таких полимеров, как ПММА, ПС, сополимер стирола с акрилонитрилом и др., может быть связано с тем, что поглощение энергии происходит в слоях микронной толщины у поверхности растущей трещины [558]. При упрочнении хрупких поли.меров каучуками деформация происходит уже в слоях значительно большей толщины, что приводит к увеличению способности поглощать энергию. Однако в целом энергия, поглощаемая каучуком в области волосяных трещин, намного меньше, чем в матрице, поскольку каучук характеризуется значительно более низким значением модуля, а напряжения в обеих фазах одинаковы. Поэтому можно полагать, что частицы каучука способствуют возникновению гидростатического растягивающего напряжения в полимерной матрице. Оно приводит к увеличению свободного объема, которое способствует возрастанию податливости к снижению хрупкости. Источником гидростатического давления служит относительная поперечная усадка, обусловленная различием значений коэффициента Пуассона каучука (0,5) и матрицы (около 0,3). [c.279]

Таблица 3. Озоностойкость ненаполненных вулканизатов хлоропреновых каучуков (деформация растяжения 20%, объемная концентрация Оз в воздухе 0, 1%)

Во введении указывалось, что специфической особенностью полимерных материалов является их способность претерпевать большие обратимые деформации. Это свойство наиболее ярко проявляется у каучуков (деформации >1000%), которые при температуре выше температуры стеклования представляют собой слабо сшитые полимеры. Это полезное свойство до некоторой степени сохраняется и у полукристаллических полимеров. В каучуках при температурах выше температуры стеклования меж- и внутримолекулярные взаимодействия слабы так что их растяжение легко осуществить, и последующее возвращение в исходное состояние происходит без затруднений. В полукристаллических полимерах в кристаллических областях между молекулами осуществляются кооперативные взаимодействия, удерживающие сегменты друг с другом в строгом порядке, и существенную роль при деформации таких полимеров играют межмолекулярные взаимодействия в менее упорядоченных областях. При температурах выше температуры стеклования влияние этих сил настолько заметно ослабляется, что становится возможным вращение относительно связей между мономерными звеньями. Таким образом, выполняются требования, необходимые для проявления высокой эластичности (рис. 1). Межмолекулярные силы вызывают вязкое сопротивление, которое затрудняет протекание обратных процессов. Так, при относительных деформациях более нескольких процентов обратные процессы редко протекают до конца, хотя степень обратимости деформационных процессов можно повысить путем ослабления межмолекулярных взаимодействий, нагревая образец или вводя в него низкомолекулярные вещества, в которых он набухает. При температурах ниже температуры стеклования вращение вокруг ординарных связей затрудняется и образец становится труднее де- [c.26]

Отсутствие двойных связей в основной цепи обеспечивает полимерам высокую стабильность при хранении без противостарителя, тепло-, кислородо- и погодостойкость и стойкость к действию УФ-лучей. Резины из акрилатных каучуков устойчивы также к многократным деформациям и разрастанию трещин и характеризуются высокой газонепроницаемостью [1]. Наличие по-групп обеспечивает вулканизатам высокую стойкость к маслам. [c.387]

На рис. 2 приведены кривые напряжение — деформация (о —X) для трех сажевых смесей, полученных на основе различных каучуков. Как видно из рисунка, при растяжении смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука наблюдается постепенный рост напряжений и некоторый спад перед разрывом смеси такой вид кривой о — X является типичным для некристаллизующихся каучуков. Сравнительно высокий уровень напряжений объясняется полярностью полимерных цепей бутадиен-нитрильного каучука и, соответственно, повышенным взаимодействием сажа — каучук. Для смеси на основе НК при 200—300% растяжения наблюдается вторая, более крутая ветвь увеличения напряжения, связанная с развитием процесса кристаллизации каучука поэтому разрыв наступает при высоком напряжении. В то же время для синтетического ис-полиизопрена, по содержанию цис-1,4-звеньев близкого к НК, имеет место течение смеси п разрыв происходит при низких напряжениях. [c.74]

Литиевый полиизопрен не кристаллизуется в недеформированном состоянии. Он характеризуется очень малой способностью к кристаллизации и при растяжении с заметной скоростью кристаллизация происходит лишь при больших относительных удлинениях способность этого каучука к кристаллизации была установлена по эффекту Джоуля. Более высокая регулярность построения макромолекул титанового полиизопрена обусловливает способность этого каучука к кристаллизации как в условиях деформации, так и при понижении температуры. Однако кристалличность его ориентированных вулканизатов несколько меньше, чем вулканизатов НК при любых (одинаковых) деформациях и температурах [15, 19], а температура плавления ниже (-7- 2 "С по сравнению с 4-f- 11°С у НК). Кристаллическая решетка синтетического полиизопрена является моноклинной и имеет такие же параметры, как и решетка НК. [c.205]

Зависимость напряжение — деформация для сажевых смесей на основ е различных каучуков [c.74]

Зависимость напряжение-деформация для сажевых смесей, полученных на основе каучука СКИ-3 [c.74]

Однако различия в молекулярных параметрах этих каучуков проявляются в ряде динамических характеристик и, особенно, в морозостойкости резин, обусловливаемой микроструктурой полимерных цепей. В числе других отличий сопоставляемых вулканизатов следует отметить их более высокие по сравнению с резинами на основе СКД напряжения при удлинении 300% и более низкое теплообразование при многократных деформациях. С другой стороны, вулканизаты на основе СКД-2 характеризуются меньшим сопротивлением разрастанию трешин. Износостойкость всех типов резин практически одинакова и очень высока. [c.195]

Канифоль при применении в качестве эмульгатора остается в каучуке и не только не ухудшает его свойств, а даже улучшает некоторые качества увеличивает сопротивление разрыву и уменьшает разрастание трещин, истирание и теплообразование при многократных деформациях и др. [c.245]

С понижением температуры прочностные показатели резин из ЦПА значительно возрастают, при этом относительное удлинение не изменяется. Сохранение свойств резин из ЦПА при низких температурах было подтверждено также отсутствием изменения твердости по Шору с понижением температуры до —80 °С, а также характером изменения остаточной деформации сжатия и напряжения при удлинении 100%. В работе [5] показано, что механические свойства резин из ЦПА при низких температурах сохраняются значительно лучше, чем для таких морозостойких каучуков, как полипропиленоксид и цыс-полибутадиен. [c.326]

Для устранения этого свойства, препятствующего их эксплуатации, каучуки подвергают вулканизации, превращая их в резины. Так как, при этом макромолекулы каучука не утрачивают полностью способности к высоким обратимым деформациям, то полученные вулканизацией резины также являются эластомерами. Основная масса каучуков используется для изготовления изделий именно в виде резин, полученных вулканизацией твердых каучуков или латексов (водные дисперсии каучуков). [c.424]

Было показано [76], что общая форма кривой напряжение — деформация для вулканизатов жидких каучуков близка к теоретической кривой, предсказываемой гауссовой теорией каучукоподобной эластичности. Однако более низкая прочность на разрыв и относительное удлинение по мнению авторов объясняются относительно коротким расстоянием между сшивками в сетке жидкого каучука. [c.445]

Особенно важно, что вулканизаты хорошо работают в напряженном состоянии после 70 ч работы при 260 °С остаточная деформация сжатия составляла 40%, а после более длительной выдержки в этих условиях примерно 60%. Резины на основе всех других описанных фторорганических каучуков при длительном воздействии таких же температур имели остаточную деформацию сжатия 100% [8]. [c.511]

Тип каучука Остаточная деформация сжатия после выдержки в течение 70 ч при 200 С. % Допустимая температура длительной эксплуатации, °С Температуростойкость в вакууме по потере 50% удлинения (за неделю), °С [c.518]

Природа поперечных связей в эластомерах оказывает значительное влияние на их физико-механические свойства. Так, алло-фановые и биуретовые структуры придают полиуретанам сочетание высокой твердости и эластичности [56]. Уретановые связи характеризуются улучшенной термической стабильностью по сравнению с двумя предыдущими структурами. При вулканизации уретановых каучуков серой образуется лабильная сетка, способная к перестройке при воздействии напряжений. Серные вулканизаты, как правило, имеют высокие значения сопротивления раздиру [57]. Относительно прочные С—С-связи снижают у эластомеров остаточные деформации. [c.542]

Геометрическая форма частиц в сильно концентрированных эмульсиях может значительно отличаться от шарообразно/ . Можно получить, например, эмульсию парафина в воде с концентрацией до 99% парафина. Если бы частицы парафина сохраняли шарообразную форму, то такая степень заполнения объема не могла бы быть достигнута. Это указывает на легкую деформируемость частиц эмульсии. На рис. 188 показана микрофотография концентрированной эмульсии воды в каучуке. Здесь хороню видна сильная деформация шариков воды с образованием плоских участков поверхности. И в других сильно концентрированных эмульсиях поверхности соприкосновения между соседними частицами могут стать плоскими. Частицы имеют при этом форму различных неправильных многогранников и разделяются тонкой пленкой дисперсионной среды. [c.539]

Наряду с этим в высокоэластичном состоянии полимеров степень кристалличности может сильно изменяться при вызываемых извне деформациях материала. Так, у натурального каучука кристалличность появляется при растяжении и полностью исчезает при возвращении в нормальное состояние (при обычных температурах). [c.578]

Резиновые материалы. Общее название резины дают материалам, представляющим собой сложную смесь веществ, основным компонентом среди которых является каучук. Каучук без каких-либо добавок — сырой каучук—в промышленной практике используется очень редко. Обычно его смешивают с различными веществами, имеющими определенное назначение, — вулканизаторами, наполнителями, пластификаторами, противоокислителями в результате этого получается сырая резиновая смесь. Резиновая смесь подвергается вулканизации, которая проводится одновременно с приданием ей формы будущего изделия. Характерным свойством резни является их высокая эластичность, обусловленная содержанием в них каучука. Эластические свойства резин проявляются в том, что онп подвергаются большим деформациям под действием небольших нагрузок и быстро самопроизвольно возвращаются к первоначальной форме после снятия нагрузки. [c.382]

Вследствие относительной независимости и подвижности линейных макромолекул каучуки, в отличие от химических волокон и пластических масс, обладают способностью к течению и необратимым деформациям, которую они сохраняют под действием механических нагрузок и после охлаждения. [c.424]

Для оценки способности каучука и резиновых смесей к пластическим деформациям необходимо знать не только величину пластичности, но и сопротивление невулканизованного каучука воздействию внешних сил, легкость его деформации под действием сжимающих сил, способность к эластическому восстановлению. Эти свойства каучуков и резиновых смесей, характеризующие их поведение при технологической переработке, принято называть пласто-эластическими свойствами. Существуют различные способы определения пласто-эластических свойств каучука и резиновых смесей путем сжатия образца при постоянной нагрузке или до определенной величины сжатия по величине сопротивления каучука деформации сдвига при вращении диска, помещенного в каучук путем выдавливания каучука (или резиновой смеси) через отверстие и другие способы. [c.91]

Существуют различные способы определения пластичности каучуков н резин путем слчатия образца при постоянной нагрузке или до определенной величины сжатия по величине сопротивления каучука деформации сдвига при вращении диска, помещенного в каучук путем выдавливания каучука (или резиновой смеси) через отверстие и другие способы. [c.91]

Наличие каучуковой составляющей не сказывается существенно на деформационной способности эпоксидно-полиарилатных композиций. Более того, при высоких концентрациях ПРЭ, а следовательно, и большем содержании каучука деформация вр начинает убывать точно так же, как для немодифицированной смолы. Несмотря на это благодаря значительному росту Ор работа разрушения пленки или образца материала возрастает, особенно заметно (примерно в два раза) для композиций, содержащих 10 мае. ч. ПРЭ-30/70. Таким образом, применение ПРЭ способствует повышению стойкости эпокеидно-полиари-латных композиций к действию динамических нагрузок. [c.151]

Подобное происхождение двойного лучепреломления в растянутом каучуке подтверждается характером вре.менного изменения этого показателя. Если при сохранении приданной каучуку деформации с течением времени измерять величину двойного лучепреломления, то она или увеличивается, или уменьшается в зависимости от величины растяжения, температуры, при которой был деформирован каучук, и температуры, при которой он хранится. При температурах ниже точки плавления кристаллитов хранение вытянутого образца приводит к увеличению двойного лучепреломления (рис, 69, кривая /), так как в этом случае имеет место накопление кристаллической фазы. Наоборот, если растяжение проЕодить при более низкой температуре, например при 15, а хранение при повышенной — около 40", то двойное лучепреломление с течением времени уменьшается -, так как происходит плавление кристаллитов (рис. 69, кривая 2). Таким образом, временное изменение эффекта двойного лучепреломления отражает те структурные процессы, которые происходят в растянутом каучуке. [c.177]

Эластичность реального каучука. Деформация реального каучука никогда не является полностью высокоэластической. Условие независимости внутренней энергии от деформации выполняется только приближенно и при не слишком больших растяжениях. (порядка нескольких десятков процентов при комнатной температуре). При больших деформациях в ряде каучуков начинает развиваться кристаллизация (например, в натуральном каучуке, бутилкаучуке или полихлоропрене), приводящая к возникновению существенной зависимости внутренней энергии от деформации и, следовательно, к изменению природьг эластичности. В случае некристаллизующихся каучуков (бутадиеновых каучуков) при больших деформациях также возникает зависимость внутренней энергии (или объема) от величины деформации, т. е. наряду с высокой эластичностью проявляется упругость кристаллического типа. В последнем случае изменение механизма упругости вызвано тем обстоятельством, что в сильно деформированном образце гибкость выпрямленных цепей весьма ограничивается приложенными растягивающими силами. Иначе говоря, при большой деформации растяжения выпрямленная цепь ведет себя, как жесткая молекула. Вследствие этого дальнейшее развитие деформации приводит к проявлению упругости, характерной для кристалла. [c.200]

В основе технологического цикла, который проходят полимеры при переработке, лежат процессы течения. Условно эти процессы можно разделить на две группы 1) течение при высоких скоростях деформации (вальцевание, смешение, калаидрование, экструзия и др.), 2) течение при малых скоростях деформации (у< 1с ), которое связано с такими свойствами, как когезионная прочность сажевых смесей, клейкость, хладотекучесть сырых каучуков и др. [c.73]

Важную роль в процессах усиления невулканизованных резиновых смесей за счет кристаллообразования играют факторы, обуславливающие появление начального ориентационного эффекта, после чего процесс кристаллизации развивается лавинообразно появление такого эффекта при растяжении связано с образованием стабильных связей каучук — каучук или сажа — каучук [6]. Увеличение молекулярной массы и введение полярных групп в полимерные цепи, находящиеся в сажекаучуковой матрице, увеличивают количество связей и ускоряют развитие процесса кристаллизации именно за счет создания ориентационного эффекта соответственно, увеличивается когезионная прочность смесей. Это положение иллюстрируется данными, приведенными на рис. 3, где представлены кривые напряжение — деформация для 3-х смесей, полученных на основе одного и того же каучука — полиизопрена с высоким содержанием цыс-1,4-звеньев, но приготовленных различным способом на вальцах в условиях, обеспечивающих отсутствие процессов механохимической деструкции наконец, на вальцах в присутствии модификатора (промотора), усиливающего взаимодействие сажа —каучук. [c.75]

Течение смесей при высоких скоростях сдвига. Процесс переработки эластомеров при высоких скоростях деформации определяется тремя основными факторами 1) пластицируемостью (т. е. изменением молекулярной массы) каучуков в процессе переработки 2) эффективной вязкостью полимера при течении в органах перерабатывающего оборудования и зависимостью ее от скорости (напряжения) сдвига 3) вязкоупругими эффектами нарушения процесса течения смеси, приводящими к искажению формы изделий. [c.76]

Кроме линейных макромолекул, существует другой тип непла-стицирующихся структур — предельно разветвленные частицы плотного микрогеля. Такие полимерные частицы не должны раз-рушаться при сдвиговой деформации, так как во внутренних областях сшитых структур образование захлестов затруднено вследствие стерических препятствий. Действительно, такие частицы с размерами (1—2)-102 нм обнаружены в НК, бутадиен-стироль-ных и бутадиен-нитрильных каучуках на рис. 4 (кривая 4) приведена зависимость вязкости по Муни бутадиен-нитрильного каучука СКН-40 СШ от времени пластикации. [c.77]

Кроме того, опыт показывает, что нестабильность течения меньше у полимеров, макромолекулы которых имеют небольшое число длинноцепочечных разветвлений. Это, видимо, объясняется их склонностью к пластикации и меньшей долей эластически эффективных узлов в структурах, содержащих разветвленные макромолекулы, что способствует рассеянию энергии при деформации. Наличие в каучуках сильно структурированных (плотных) частиц также повышает стабильность течения смесей (но может ухудшать другие показатели), так как частицы нарушают регулярность сетки физических зацеплений и понижают ее способность к накоплению энергии внешней деформации. Например, при изучении вязко-упругих свойств акрилатных каучуков было показано, что разрушение структуры расплавов, усадка в формах и разбухание экструдатов резко уменьшается при введении в каучуки сильно сшитых частиц размером 50—300 нм [23]. При этом эластические эффекты определяются степенью структурирования частиц и мало зависят от их размеров. Аналогичные изменения, выразившиеся в уменьшении усадки и улучшении поверхности каландрованных изделий, наблюдали при введении частиц плотного геля в бутадиен-нитрильные каучуки [24]. На этом же принципе основано получение специального сорта НК с улучшенными технологическими свойствами [25]. [c.80]

Замена СКБ станет возможной только после создания производства бутадиенового полимера с высоким содержанием 1,2-звеньев на основе более совершенной технологии полимеризации в растворе. Такой полимер, содержащий 75—85% 1,2-звеньев, выпускается в опытных условиях (каучук СКБС). В отличие от полибутадиенов с преимущественным содержанием 1,4-звеньев, этот каучук проявляет ряд особенностей, обусловленных его микроструктурой. Так, температурная зависимость скорости деформации при малых напряжениях сдвига (текучесть) имеет резкий перегиб в области 40—50 °С, что связано с высокой мольной когезией каучуков этого типа (рис. 1). [c.187]

В последнее время промышленностью СК начато производство маслонаполненного каучука СКД, содержащего от 20 до 30 ч. (масс.) ароматического масла. Введение ароматического масла в каучук приводит к улучшению обрабатываемости резиновых смесей при сохранении высоких механических свойств вулканизатов на его основе [70, 71]. Использование маслонаполненного таучука СКДМ позволяет получить протекторные резины с меньшей остаточной деформацией, чем у аналогичных резин из СКД [72]. Применение СКДМ-25, каучука с 25 ч. (масс.) масла, в промышленности РТИ позволило упростить процесс изготовления обкладочных резин для транспортерных лент [73] и заметно сократить затраты на их производство. Для наполнения маслом можно использовать также высокомолекулярный полимер (вязкость по Муни при 100°С 70—80) с узким ММР (М /Л = 2,0). [c.191]

Микроструктура полиизопрена оказывает решающее влияние на физико-механические свойства резин на его основе. Прочность ненаполненных вулканизатов минимальна при суммарном содержании 1,2- и 3,4-звеньев 20—60% (рис. 3) [13]. Скачок на кривой (см. рис. 3) обусловлен прежде всего возможностью плотной упаковки регулярно построенных макромолекул и кристаллизации их в условиях деформации. Следует отметить, что полимеры с высоким содержанием 1,2- или 3,4-звеньев характеризуются очень малыми значениями эластичности (рис. 4). При содержя--нии 1,2- и 3,4-звеньев близком к 100% как каучук, так и вулканизаты на его основе сильно закристаллизованы. [c.203]

Жидкие каучуки могут быть использованы не только как основной материал для изготовления шин, но и как модификатор обычных шинных резин с целью, например, повышения связи ре ЗИНЫ с кордом. Введение жидких каучуков с концевыми изоцианатными или эпоксиуретановыми группами повышает усталостную выносливость шинной резины в условиях многократных деформаций изгиба и растяжения, а также устойчивость к действию повышенных температур. Особенно важно повышение стойкости к проколу в статических и динамических условиях, что существенно для работоспособности шин, эксплуатируемых на рудниках и Б карьерах [102, 103]. [c.456]

Ненаполненные вулканизаты полисульфидных эластомеров имеют плохие прочностные характеристики. Введение усиливающих наполнителей позволяет получать резины с удовлетворительными свойствами (табл. 3). Высокое значение остаточной деформации при сжатп вулканизатов тиоколов А и РА объясняется линейным строением этих каучуков. Разветвленный тиокол 5Т имеет более высокое сопротивление остаточному сжатию. - [c.565]

Можно было бы ожидать, что растяжение каучука приведет к некоторому необратимому удлинению, т. е. частично к пластической деформации. Однако наличие в каучуке связей между цепями, в особенности химических ковалентных связей, которые, хотя и в очень небольшом количестве, имеются и в сыром (невулкани-зованном) каучуке, затрудняет перемещение цепей. В том же направлении влияют и имеющиеся переплетения цепей. Этими при- [c.574]

Полимерам присущи три состояния упруготвердое (стеклообразное) (ПММК, ПС, ПХП) мягкое (высокоэластичное) с большой обратимой деформацией (каучуки и резины) [c.184]

При вулканизации существенно изменяются механические и физические свойства каучука увеличиваются плотность, твердость и механическая прочность, снижается остаточная деформация, улучшаются динамические свойства (сопротивляемость ударным нагрузкам), уменьшается набухаемость и каучуки теряют способность к самопроизвольному растворению. Одновременно изменяются влаго- и газопрюницаемость, диэлек- [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология