Зародыши структурообразования

Решение задачи структурно-физической модификации свойств твердых и жидких полимеров оказалось возможным введением в расплавы и растворы полимера искусственных зародышей структурообразования, что было предложено и детально изучено в работах В. А. Каргина, Т. И. Соголовой и сотрудников. Другим подходом было введение в полимер поверхностно-активных веществ, что исследовалось В. А. Каргиным совместно с П. В. Козловым, Н. Ф. Бакеевым, Л. П. Василевской и др. Использование этих ме- [c.13]

Применение других веществ в качестве зародышей структурообразования показало, что форма частиц зародышеобразователя оказывает существенное влияние на надмолекулярную структуру полимера. При введении искусственных зародышей, частицы которых имеют анизодиаметричную форму, в полипропилене образуются характерные структуры в виде сферолитных лент. Например, при введении в полипропилен ализарина в нем возникают структуры, приведенные па рис. 2, а, б. Как видно из рисунка, ализарин выкристаллизовывается в виде игольчатых кристаллов, на которых вырастают сферолитные ленты полипропилена. [c.413]

При введении искусственных зародышеобразователей происходят изменения механических свойств, как это было показано для изотактического полистирола [125, 126]. Таким образом, введение искусственных зародышей кристаллизации позволяет значительно изменять свойства получаемого полимера путем варьирования природы, количества и геометрической формы частиц. Однако введение искусственных зародышеобразователей не приводит к существенному изменению надмолекулярной структуры полимера в тех случаях, когда в расплаве уже имеется значительное количество собственных гетерогенных зародышей структурообразования. В этих условиях введение искусственных зародышеобразователей сказывается на первичной кристаллитной структуре и кинетике ее образования. Информацию об этом можно получить, исследуя изотермическую кристаллизацию наполненных полимеров [127— 131]. Рассмотрим более подробно эти результаты. [c.64]

Как показано иа рис. 1, б, частицы изотактического полистирола, диспергированные в полипропилене, являются зародышами структурообразования. Следует заметить, что приготовленные при 210° из расплава пленки полипропилена с 1% полистирола имеют мелкосферолитную структуру, а нленки исходного полипропилена, полученные в тех же условиях, состоят из крупных сферолитов. В пленках полипропилена, содержащих 1% полистирола, приготовленных при 260° (при этой температуре плавится и полистирол и полипропилен), частицы расплавленного полистирола в виде капель вытапливаются из пленки и не оказывают зародышевого действия. [c.413]

Структурные превращения при больших деформациях одноосного растяжения ППО в присутствии крупных инородных включений, являющихся искусственными зародышами структурообразования, и роль их поверхности в упрочении полимерного материала. Вторая часть работы посвящена изучению вопросов, связанных с влиянием инородной поверхности на надмолекулярные структуры полимера и влиянию этих структур на свойства кристаллических полимеров. Постановка этой задачи определяется тем, что введение искусственных зародышей структурообразования в кристаллизующиеся полимеры является новым и весьма перспективным способом регулирования надмолекулярной структуры и физико-механических свойств полимеров [5—9], а ППО — чрезвычайно удобный объект для исследования структурных превращений в кристаллических полимерах. Для эффективного изучения поставленных вопросов важно было получить надмолекулярную структуру полимера на сравнительно большой поверхности инородных тел, вводимых в качестве искусственных зародышей структурообразования. С этой целью использовали крупные частицы жирорастворимого антрахинонового чистоголубого красителя (последний вводили в раствор НПО в изопропиловом спирте). Применение этого структурообразователя позволило получать [c.432]

На микрофотографиях видно (рис. 11, а — д), что по мере растяжения образца надрез принимает вид сильно расширяющегося конуса с закругленной вершиной, которая постепенно внедряется в глубь образца, а затем очаг разрушения ликвидируется и дальнейшее растяжение приводит к деформации по обычному механизму, т. е. такому, если бы растягивался образец ППО, не имеющий наружных дефектов (рис. 11, г, д). В опытах с образцами, содержащими полиакрилонитрильное волокно, не являющееся искусственным зародышем структурообразования, по мере растяжения образца надрез беспрепятственно проникал на всю его ширину, и характер разрушения качественно ничем не отличался от наблюдаемого при растяжении надрезанного образца ППО, не содержащего волокна (см. рис. 12 и 13). [c.434]

Таким образом, были обнаружены две группы явлений первая — когда инородное тело, поверхность которого является искусственным зародышем структурообразования, обладает барьерным действием, т. е. препятствует разрушению образцов по макродефекту, создавая тем самым возможность реализации больших деформаций, и вторая — когда инородное тело, не [c.434]

Чем же объясняется эффект барьерного действия, имевший место в опытах, когда введенное в ППО инородное тело являлось искусственным зародышем структурообразования Рассмотрим это явление несколько подробнее. На поверхности искусственного зародыша структурообразования возникает значительно большее количество центров кристаллизации (но сравнению с остальной частью образца), что приводит к агрегации своеобразных [c.438]

Рис. 35. Влияние на структуру введения зародышей структурообразования в полипропилен

В ряде случаев бывает целесообразно увеличить разделяющую способность мембран путем уменьшения их производительности, что достигается повышением кристалличности материала. При этом не лишен интереса такой способ регулирования надмолекулярной структуры пленок (реже — волокон) как введение в расплав поверхностно-активны с веществ или инертных зародышей структурообразования, присутствие которых позволяет ускорить процесс кристаллизации. Предполагается [16], что введение искусственных зародышей кристаллизации в расплав приводит к возникновению большого числа дополнительных центров структурообразования, а это в свою очередь обеспечивает получение мелкокристаллической структуры полимера. [c.79]

Разделяемая система обычно приводится в контакт с активным слоем мембраны, который обеспечивает высокую разделяющую способность мембраны, а пористая матрица — высокую проницаемость. Для формования асимметричных мембран из поверхностного слоя жидкой пленки или волокна испаряют часть растворителя, вследствие чего кон центрация полимера в этом слое повышается. При погружении жидкой пленки или нити в осадительную ванну распад на фазы в поверхностном и внутренних слоях проходит с разной скоростью. Вследствие повышенной концентрации полимера в поверхностном слое концентрация зародышей структурообразования в нем выше, чем в остальной массе раствора. Поэтому осаждение полимера в поверхностном слое происходит быстрее, чем в остальной массе. В результате в поверхностном слое образуется большее число мелких элементов структуры и малых межструктурных объемов, чем в рыхлой матрице. [c.99]

Введение в полимер химически не взаимодействующих с ним высокодисперсных инородных частиц органич. пли неорганич. природы, не растворяющихся в его расплавах или р-рах, может вызывать появление в полимере собственных зародышей структурообразования, располагающихся на границе раздела между частицей и полимером. [c.131]

Поскольку диаметр формующихся волокон мал (обычно 0,06—0,20 мм), перевод системы в метастабильное состояние с большими степенями переохлаждения (пересыщения) достигается за короткие промежутки времени (0,1—0,5 сек). Кроме того, температурные или концентрационные градиенты в радиальном направлении существенно больше, чем в продольном. Указанные обстоятельства предопределяют мгновенное образование гомогенных зародышей структурообразования и преимущественный рост новой фазы в радиальном направлении в виде стержневидных структур. Начальная стадия процесса описывается ур-нием Авра-м и [c.376]

Введение искусственных зародышей структурообразования в медленно кристаллизующиеся полимеры, например изотактический полистирол, приводит к ускорению кристаллизации. В качестве [c.240]

Рис. 12. Влияние искусственных зародышей структурообразования на механические свойства полистирола при одноосном растяжении

О МЕХАНИЗМЕ ДЕЙСТВИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ЗАРОДЫШЕЙ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ [c.241]

В ранних работах 1 , 18, в качестве искусственных зародышей структурообразования, эффективно влияющих на размеры и форму надмолекулярных образований в полимерах, предлагается использовать химически не взаимодействующие с полимером кристаллические вещества в дисперсном состоянии (до 1—2 вес. %). Поскольку каждый кристаллик этих веществ располагается в центре сферолита (см. рис. 9), то можно было предположить, что необходимо соответствие типов и параметров кристаллических решеток вводимых кристаллов и полимера. Однако впоследствии было установлено, что такое соответствие не является необходимым и активными зародышеобразователями в кристаллическом полимере могут быть вещества с произвольными типами и параметрами кристаллической решетки. В качестве примера в таблице приведены параметры кристаллических решеток изотактического полистирола и некоторых тугоплавких органических веществ, являющихся для него активными зародышеобразователями. [c.241]

Несмотря на большое разнообразие веществ, оказавшихся искусственными зародышами структурообразования, они обладают весьма различной эффективностью действия. Одно и то же вещество может проявлять себя как искусственный зародыш структурообразования в одном типе полимера и не давать никакого эффекта при добавлении К другому полимеру. Выяснение причин этих явлений требует дальнейшего исследования. [c.242]

Сохранение центров кристаллизации после расплавления полимера и постепенное их разрушение с повышением температуры расплава (в отсутствие искусственных зародышей структурообразования) наблюдалось многими исследователями Центры кристалли- [c.244]

Результаты этих исследований нашли подтверждение и дальнейшее развитие в работе При формовании пленок, а также других изделий было показано, что при использовании веществ, являющихся искусственными зародышами структурообразования, в качестве подложек или покрытий поверхностей прессформ поверхность формуемых образцов оказывается модифицированной. Этот модифицированный слой содержит плотно упакованные элементы структуры, которые, вследствие высокой концентрации центров кристаллизации у поверхности, росли не во все стороны, как в случае сферолитов (не соприкасающихся с подложкой, инициирующей кристаллизацию), а преимущественно в одном направлении от поверхности пленки к ее внутренней части (рис. 16, см. вклейку). [c.244]

При физической модификации полимера основную роль играет наличие инородных поверхностей, которые могут быть образованы как внутри полимерной массы (введением дисперсных или крупных частиц), так и на ее поверхности (применением специальных покрытий или подложек при формовании). Важнейшей проблемой исследования в этом направлении является выяснение поведения полимера, находящегося в контакте с поверхностью частицы искусственного зародыша структурообразования, т. е. выяснение роли химической природы и физического состояния полимера и искусственных зародышей, а также особенностей структурообразования вблизи поверхности. [c.245]

СТАБИЛЬНОСТЬ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ ТЕЛ, СОДЕРЖАЩИХ ИСКУССТВЕННЫЕ ЗАРОДЫШИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ, К МЕХАНИЧЕСКИМ И ФИЗИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ [c.245]

Модификация свойств полимеров путем изменения их надмолекулярной структуры (введением искусственных зародышей структурообразования или другими приемами) выдвигает проблему оценки стабильности надмолекулярной структуры по отношению к различным механическим, термическим и другим внешним воздействиям, а также разработки методов стабилизации полученной надмолекулярной структуры. Сюда же относится п вопрос о влиянии искусственных зародышей структурообразования на возникновение и рост тех или иных форм элементов структуры в процессе переработки полимера и о стабильности надмолекулярной структуры в готовых изделиях при их эксплуатации. [c.245]

Результаты исследований стабильности надмолекулярной структуры показали, что после нескольких повторных переплавок образца кристаллического полимера (полипропилена, полиамида, гуттаперчи) размеры элементов структуры у образцов содержащих искусственные зародыши структурообразования, сохраняются практически неизменными, в то время как у контрольных образцов они увеличиваются. Надмолекулярная структура полиэтилена, содержащего искусственные зародыши структурообразования, оказывается более стабильной к длительному действию повышенной температуры, чем у исходного полимера [c.245]

За последние годы методы физической модификации полимеров использовались не только в исследовательских лабораториях, но и в производственных условиях. Для ряда полимеров показано что введение искусственных зародышей структурообразования благоприятно влияет на переработку полимеров и на свойства получаемых изделий Так, например, показано , что в содержащих искусственные зародыши структурообразования изделиях обнаруживается меньшее количество дефектов литья (коробление, расслаивание, образование пустот и др.), чем в изделиях, не содержащих искусственных зародышей структурообразования. Присутствие зародышей расширяет температурный интервал переработки полимеров, улучшает внешний вид изделий и другие свойства. [c.246]

При физической модификации, обусловленной введением малых количеств искусственных зародышей структурообразования или поверхностно-активных веществ, происходит существенное изменение свойств вследствие изменения надмолекулярной структуры. При введении в полимер больших количеств веществ, химически не взаимодействующих с ним (например, при пластификации, наполнении), также происходят изменения надмолекулярной структуры, однако модификация свойств обусловлена уже не только этим фактором, но и свойствами введенных веществ (см., например, рабо- [c.247]

Образование новой фазы идет не равномерно во всем объеме пересыщенного раствора, а только там, где преодолен энергетический барьер, связанный с образованием поверхности новой фазы. Это происходит в центрах (зародышах) структурообразования. Зародышами могут быть случайные примеси нерастворимых веществ или специально вносимые дисперсные добавки — искусственные зародыши. Все эти центры структурообразования имеют поверхность раздела фаз до возникновения состояния пересыщения, а не вследствие его. Такие центры называют гетерогенными. В пересыщенных растворах возрастает вероятность образования зародышей из флуктуационных уплотнений вещества, получивших название гомогенных центров структурообразования. Для того, чтобы флуктуацион-яое уплотнение вещества превратилось в зародыш новой фазы, т. е. было устойчивым и имело реальную поверхность раздела, необходимо, чтобы затраты энергии на образование новой поверхности были меньше энергии, высвободившейся в результате взаимодействия молекул в зародыше (энергия когезии), т. е. чтобы был выигрыш в величине свободной энергии в системе. Такое состояние достигается при определенном критическом размере флуктуации, после достижения которого флуктуация становится зародышем структурообразования. [c.202]

На этом примере наглядно видно, что только твердые, нерасплавившиеся, диспергированные в массе полимера частицы являются искусственными зародышами структурообразования. [c.413]

В данной работе излон ены новые экспериментальные результаты, полученные при изучении больших деформаций одноосного растяжения образцов полиоксипропилена (НПО), исходных и содержащих искусственные зародыши структурообразования. [c.422]

В связи с обнаруженным существенно новым эффектом барьерного действия крупных инородных включений были проведены поисковые исследования на модельных образцах ППО, которые имели искусственно сделанный макродефект — надрез и содерн<али волокно в качестве барьера (рис. 9). Для приготовления модельных образцов в растворе ППО в бензоле располагали выпрямленные, параллельно расположенные волокна. Затем из полученных пленок вырубали образцы таким образом, чтобы волокно проходило вдоль образца практически по его середине. Надрез составлял примерно25% ширины рабочей части образца. Для того чтобы оценить роль природы поверхности волокон, применявшихся в качестве искусственных зародышей структурообразования, изучали волокна разного химического строения полипропиленовое, тефлоновое и полиакрилонитрнльное. (Испытывали модельные образцы толщиной 30—50 [X при диаметре волокна 15—18 .) [c.434]

Изучение деформаций растяжения модельных образцов показало, что в тех опытах, когда волокна являлись искусственными зародышами структурообразования, проникновение надреза в глубь образца приостанавливалось, т. е. полностыо подтверягдался эффект барьерного действия. Локализация и фактическая ликвидация очага разрушения приводили к возможности реализации в образцах больших деформаций, составлявших более 200 о. [c.434]

Аналогичная точка зрения на процесс формования структуры мембран была высказана Стратманом и Шейбле [57], которые считают, что структура мембран является функцией пересыщенности формовочных растворов и числа зародышей структурообразования в них. При повышенной температуре формования увеличивается работа, затрачиваемая на образование зародышей, и поэтому их число при использовании теплой осадительной ванны будет меньше, чем при использовании холодной ванны. Это связано с тем, что в теплой ванне в одном и том же объеме [c.97]

Введение одного процента мелкодисперсного индиго в расплав полипропилена приводит при экструзии к образованию пленок с однородной мелкосферолитной структурой, в то время как в аналогичных условиях, но в отсутствие искусственных зародышей структурообразования получаются пленки, состоящие из крупных сферолитов. Аналогичные результаты получены и для пленок, полученных из раствора. Механические свойства таких пленок различны. Подобные данные получены для полистирола и гуттаперчи. Заметим только, что для гуттаперчи весьма эффективны в качестве искусственных зародышей кристаллизации (кроме индиго) хинакри-дон, кубовый синий и др. [c.240]

Эффективными искусственными зародышами структурообразования, изменяющими размеры и форму элементов надмолекулярной структуры полимеров, являются соЛи органических и неорганических кислот 84-86 Применение этих веществ позволило получать неокрашенные материалы, чего нельзя было достичь на ранних этапах исследований, когда в качестве искусственных зародышеобразовате-лей применялись красители. [c.241]

Поскольку оказалось, что активными зародышеобразователями в полимерах могут быТь различные вещества независимо от параметров их кристаллических решеток, фазового и агрегатного состояния, стало очевидным, что частицы этих веществ сами не являются готовыми зародьппами кристаллизации полимера. Однако увеличение числа сферолитов в образце при введении этих веществ, несомненно, свидетельствует об увеличении числа центров кристаллизации. Следовательно, эти вещества инициируют образование собственно центров кристаллизации полимера. Поэтому правильнее называть эти вещества не искусственными зародышами кристаллизации, а искусственными зародышами структурообразования. [c.242]

Эти результаты подтверждают вывод, что вводимые в полимер в малых количествах инородные вещества служат искусственными зародышами структурообразования, инициирующими кристаллизацию полимеров. Исследования при по-светового микроскопа показали, что процесс зароды-шеобразования инициируется поверхностью вводимых частиц. Для выяснения условий, в которых зародышеобразующее действие инородной поверхности проявляется наиболее эффективно, проводили кристаллизацию изотактического полистирола в присутствии одних и тех же крупных кристаллов индиго, изменяя в широких пределах температуру расплава и кристаллизации полимера. [c.243]

Введение искусственных зародышей структурообразования, таких как соли органических кислот, способствует получению образцов с более высокой прочностью при всех иззгчепных режимах кристаллизации и при всех исследованных температурах, а также приводит к тому, что различия в режимах кристаллизации перестают существенно влиять на надмолекулярную структуру полимера Зависимости прочности от температуры у образцов, содержащих и не содержащих искусственные зародышеобразователи, мало отличаются друг от друга, несмотря па существенные различия в режимах приготовления образцов. Это свидетельствует о том, что наличие в кристаллических полимерах искусственных зародышей структурообразования, несомненно, значительно улучшает их свойства, делая их более устойчивыми к различным термическим воздействиям. Стабильность надмолекулярной структуры полимеров, содержащих искусственные зародыши структурообразования, и их механических свойств при переработке и эксплуатации хорошо подтверждается также и результатами других исследований [c.246]