Коррозионное растрескивание резин

РЕЗИНЫ СТАРЕНИЕ — изменение свойств резины в результате необратимых химич. превращений под влиянием тепла, света, кислорода и других факторов. Необратимые локальные разрушения под воздействием напряжения и окружающей среды (утомление, коррозионное растрескивание) также могут рассматриваться как процессы старения, несмотря на то, что химич. изменения нри этом очень малы. Особенности старения резин, по сравнению с остальными тинами полимеров, связаны е легкостью их окисления из-за наличия С=С-связей у большинства каучуков, а также с использованием резин как эластичного материала обычно в напряженном состоянии. В связи с этим характерными для резин являются процессы, связанные с их старением в напряженном состоянии пек-рые виды химич. релаксации, озонное растрескивание и т. д. Старение резин, так же как и остальных полимеров, обычно связано с образованием свободных радикалов, инициирующих деструкцию или структурирование. Механич. напряжения способствуют развитию локальных деструктивных [c.306]

Наиболее интересным и специфическим для коррозионного растрескивания высокоэластических материалов является наличие так называемой критической деформации . При исследовании роста озонных трещин в ряде работ было качественно установлено, что для резин на основе НК, СКБ, БСК, СКН существует такая область деформации (10—50%), в которой степень растрескивания сильнее, чем при меньших или больших деформа-циях Эту область деформации назвали критической де- [c.313]

Исследования коррозионного растрескивания резин в широком диапазоне деформаций проводились при воздействии на них озона и некоторых кислот. Однако систематических данных пО кинетике этого процесса мало. [c.301]

Исследование коррозионного растрескивания резин с использованием объективных характеристик (скорости разрастания трещин и долговечности) позволило четко сформулировать само понятие критическая деформация (г,<) и установить, в каких случаях она проявляется и каковы закономерности ее изменения под влиянием различных факторов > . [c.314]

V. КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ РЕЗИН [c.298]

Анализ имеющегося материала по закономерностям разрушения резин в агрессивных средах и в их отсутствие показывает, что коррозионное растрескивание следует рассматривать как явление своеобразной статической усталости. Об этом свидетельствуют черты сходства между этими двумя процессами. Однако коррозионное растрескивание имеет свои особенности. Сходство процессов основано на том, что акт развития микротрещин в обоих случаях принципиально одинаков. Развитие происходит за счет разрушения связей, внешне оно проявляется в одинаковом качественном и количественном влиянии величины напряжения, а также равномерности его распределения на процесс растрескивания и время до разрыва. Это сходство, кстати, позволяет успешно использовать для объективной характеристики коррозионного растрескивания такой основной показатель статической усталости, как долговечность. [c.268]

Коррозионное растрескивание резин при взаимодействии с агрессивной средой является результатом деструктивных процессов. [c.299]

Как следует из соотношений (VI.3), (VI.9) и установленной на твердых полимерах и при коррозионном растрескивании резин количественной зависимости [c.143]

Исследование закономерностей коррозионного растрескивания резин становится удобным способом для изучения влияния различных факторов на прочностные свойства резин в тех условиях, когда их непосредственное определение затруднено или даже невозможно из-за длительности испытаний, сопровождающихся перерождением материала вследствие параллельно протекающих процессов старения. [c.139]

Рис. 147. Внешний вид резин из различных каучуков после коррозионного растрескивания в различных средах

Учитывая, что коррозионное растрескивание является своеобразным видом статической усталости резин, можно было ожидать, что существует непрерывный переход значений скорости процесса разрушения (и, следовательно, долговечности) в отсутствие агрессивной среды к значениям этих характеристик при увеличении ее концентрации. [c.337]

Таким образом, при одновременном действии механических напряжений и жидких сред характер и механизм разрушения материала может не только количественно, но и качественно отличаться от разрушения в агрессивных средах в отсутствие напряженного состояния. Такие эффекты, как коррозионное растрескивание металлов, охрупчивание стекла, озонное растрескивание резин, появление хрупкого растрескивания при повышенных температурах у ПЭ в растворах поверхностно-акти-вных веществ возникают при одновременном воздействии механических напряжений и среды. [c.121]

Можно предположить, что для полимеров в инактивных средах, не являющихся растворителями и химически активными агентами, кривые долговременной прочности также могут иметь предельное напряжение, ниже которого разрушение практически не происходит. Такое предельное напряжение наблюдается при коррозионном растрескивании различных металлов [54, с. 43] и резин [52, с. 122]. Однако в литературе отсутствует экспериментальное подтверждение этого предположения для жестких полимеров [52, с. 69 53, с. 182]. Наши исследования по влиянию различных жидких сред на долговечность пластмасс также не позволяют пока однозначно утверждать наличие безопасного напряжения в зависимости lg т—а. [c.126]

При одновременном действии механических напряжений и жидких сред характер и механизм разрушения материала может пе только количественно, но и качественно отличаться от разрушения в агрессивных средах в отсутствии напряжённого состояния. Такие эффекты, как коррозионное растрескивание, охрупчивание пластмасс, озонное растрескивание резин, появление хрупкого [c.115]

Более детальное исследование влияния набухания проводилось на резинах при их коррозионном растрескивании под действием химических агентов. В частности, большой практический интерес представляет влияние паров и жидкой воды на сопротивляемость резин озонному растрескиванию. Сильное замедление озонного растрескивания в воде по сравнению с воздухом наблюдалось ен е в 1953 г. на резинах из СКН-26, СКБ и СКС-30, что качественно подтверждено последующими работами С другой стороны, [c.92]

Значения энергии активации коррозионного растрескивания различных резин (см. табл. VI.3) никак не могут быть связаны с процессом диффузии, так как в одном случае они слишком малы (озон), в другом слишком велики (H I). Наконец, прямой расчет показывает что, например, озон при концентрации 1 мг/л (5 X X 10 %) за сутки диффундирует в резину из НК на глубину около 6 мкм, в то время как трещины при этой же концентрации озона и деформации 10—15% проникают на глубину i мм за мин. [c.163]

Влияние концентрации агрессивной среды на износ резин в пульпах. При износе, так же как при статической усталости, имеется порог концентрации (рис. VII.13). Однако если при коррозионном растрескивании Pq лежит в области сравнительно малых концентраций (10 —1% для уксусной и соляной кислот, резины из СКС-30-1, вулканизованные MgO, а также серой), то при износе в пульпе Pq находится в области концентраций —10%. Это связано с тем, что, во-первых, разрушение в данном случае происходит без растрескивания, а это уменьшает чувствительность полимера к действию агрессивной среды (ср. кривые 4 и 5, рис. VII.13), и, во-вторых, оно идет, по-видимому, нри большем напряжении, чем при действии статического напряжения, а с увеличением напряжения Pq также увеличивается. [c.187]

При растяжении резин определяющим показателем их стойкости является долговечность. В отсутствие коррозионного растрескивания и сплошного разрушения материала за счет деструкции прогнозирование долговечности можно осуществить на основании данных по диффузии среды в резину. [c.140]

При коррозионном растрескивании такой расчет неприменим из-за резкого ускорения разрушения резины при наличии концентраторов напряжения, что в расчете не учитывается. Более общим, применимым как в отсутствие, так и при наличии коррозионного растрескивания, является использование для прогнозирования долговечности резин ее связи с ползучестью при различных концентрациях агрессивной среды. Так как разрушение растянутых резин в агрессивной среде является проявлением статической усталости материала под действием напряжения, ускоренной влиянием среды, то существует непрерывный переход между процессами в отсутствие и в присутствии агрессивной среды. Связь между долговечностью Тр и скоростью ползучести е в широком интервале концентраций (начиная с 0) [c.141]

Образование трещин на резинах, подвергнутых растяжению, возможно и под действием других агрессивных сред кислот, щелочей, солей. Такое растрескивание принято называть коррозионным растрескиванием. Под влиянием агрессивных сред происходит взаимодействие химически активных веществ с резиной, приводящее к различным химическим процессам (структурированию, деструкции, окислению, циклизации), что вызывает изменение структуры каучука и ухудшение физико-механических свойств резины. [c.42]

В инженерной практике определения сопротивляемости растрескиванию полимерных покрытий и резин наиболее распространена оценка по степени растрескивания. При этом используются условные шкалы, составленные из образцов, растрескавшихся в разной степени Шкалы эти субъективны, с разными градациями — от 4 до 10 баллов. Чем выше балл, тем растрескивание сильнее или слабее Метод включен в некоторые стандарты В СССР принята несколько более объективная комбинированная система согласно которой определяется отдельно среднее число трещин, приходящихся на 1 сж длины полоски, и их максимальная глубина. Интенсивность разрушения лакокрасочных покрытий оценивают не только по степени растрескивания, но и еще по 11 показателям Если требуется суммарная оценка стойкости полимера к коррозионному воздействию агрессивной среды с учетом нескольких качественных показателей, каждый из этих показателей выражают в единицах 10-балльной условной шкалы, суммируют их фактические значения для данного полимера и сумму вычитают из 100 [c.13]

Наиболее удобным для исследования кинетики коррозионного растрескивания резин следует признать режим а=сопз1, при котором одновременно поддерживается и постоянное номинальное напряжение. В этих условиях с помощью разработанного одним нз нас объективного метода была исследована кинетика процесса по спаду усилия в растрескивающемся образце. Показано, что в общем случае кинетическая кривая для резин 5 =/(0 (см. стр. 264) состоит из четырех участков, наличие и протяженность которых связана с величиной деформации (рис. 170). [c.301]

Вторая часть справочника содержит данные о влиянии химически активных сред на некоторые физические, главным образом механические свойства материалов. По сравнению с имеющимся рбъемом информации о скорости коррозии количество публикаций по коррозионно-механическим свойствам материалов невелико. Предлагаемая сводка, суммирующая в какой-то мере опыт химической промышленности, является первой в справочной литературе попыткой объединения сведений о склонности сталей и сплавов к коррозионному растрескиванию и о влиянии различных сред на прочность и пластичность металлов, пластмасс и резин. Число сред, представленных в разделе, далеко не исчерпывает номенклатуры важнейших соединений, но все же позволяет получить сведения о таких промышленно важных явлениях, как сульфидное и хлоридное растрескивание сталей, щелочная хрупкость, водородная коррозия и охрупчивание, аммиачное растрескивание медных сплавов, изменение механических свойств неметаллических материалов под действием галогенпроизводных, аммиака, киС лот и т. д. [c.4]

Химически активные среды влияют на прочностные свойства. материалов еще сильнее, чем физически активные. Эффект бывает настолько значительным, что разрущение напряженных материалов при одиовременнэд 1 воздействии химически активной среды часто рассматривалось как явление, не связанное с прочностными свойствами тел,—как качественно иной процесс. Так, например, при действии озоиа на растянутую резину скорость процесса разрушения может при определенной концентрации О , увеличиваться в сотни тысяч раз пэ сравнению со скоростью разрушения в отсутствие озона. Не раз высказывавшаяся одним из авторов и пpэвэдчмi л в этой книге идея о сходстве процессов коррозионного разрушения и статической усталости в последнее время начинает получать все более широкое распространение. Так, например, высказывается мнение, что существует аналогия между озонным растрескиванием резин и растрескиванием пластиков иод влиянием механических напряжений . В одной из японских работ процесс развития озонных трещин в растянутой резине описывается с помощью такого же метода и аналогично тому, как это делается при рассмотрении развития трещин в процессе хрупкого разрыва твердых тел . [c.250]

Коррозионное растрескивание наблюдалось также на резинах. Этот процесс идет интексиЕНО при химическом взаимодействии резин со средой, в то время как пластмассы сильно растрескиваются и в присутствии физически активных веществ. [c.257]

Значения энергии активации коррозионного растрескивания различных резин (см. табл. 25) никак не могут быть приписаны процессу диффузии, так как в одном случае они слишком малы (озон), в другом слишком велики (НС1). Наконец, прямой расчет показывает , что, например, озон при концентрации 1 мг/л (5-10" %) за сутки диффундирует в резину из НК на глубину около 6 мк, в то время как трещины при этой же концентрации озона и деформации 10—15% проникнут на глубину 1 мм за 10 мин. Элсктропно-микроскопнческие исследования показали также, что глубина слоя, деструктированного за счет диффузии озона, не зависит от величины деформации в отличие от скорости роста трещин, которая сильно зависит от деформации. Таким образом, несомненно, что связывать процесс коррозионного растрескивания со скоростью диффузии агрессивного агента нельзя. [c.356]

Явление озонного растрескивания резин не уникально. Разрушение такого же типа наблюдается при действии концентрированной азотной кислоты на вулканизаты бутилкаучука и наирита, газообразных ИС1 и HF на вулканизаты диметилполисилоксанового каучука (СКТ), растворов НС1, NaOH, HjS на резину из тиокола Особенно чувствительны к коррозионному разрушению вулканизаты карбоксилатного каучука. Они растрескиваются при действии газообразной среды — озона, вызывающего деструкцию молекулярных цепей, под влиянием жидких сред — кислот, разрушающих поперечные связи в вулканизатах, полученных с окислами металлов, и разрушаются без растрескивания при действии кислот на их серные вулканизаты [c.81]

Так, при действии соляной кислоты на резину из СКС-30-1 энергия активации диффузии меньше, чем энергия активации химического взаимодействия. Поэтому при наложении напряжения величина и не только не уменьшается, но возрастает. При действии же озона на резины, содержащие двойные связи, энергия активации химической реакции (2—3 ккал/молъ) меньше энергии активации диффузии озона в резину, которая должна превышать энергию активации диффузии кислорода (7—12 ккал/молъ) в каучуки Следовательно, в этом случае наложение напряжения может сопровождаться снижением энергии активации разрушения. В связи с этим может быть решен вопрос и о роли диффузии в процессах коррозионного растрескивания. [c.163]

Таким образом, несомненно, что связывать процесс коррозионного растресивания со скоростью диффузии агрессивного агента нельзя. Несколько неясен вопрос с бутилкаучуком. Из-за малой его ненасыщенности Буклей и Робизон (а в последнее время Гент и Хиракава считают, что растрескивание резины идет как путем поверхностного взаимодействия с озоном, так и при проникновении озона в глубь резины (последнее вызывает образование внутренних трещин, которые затем сливаются с внешними). Сильная температурная зависимость скорости процесса не позволяет, однако, сделать однозначный вывод о том, что является определяющим в механизме [c.164]

В самом деле, в статических условиях, когда при одновременном действии напряжения и агрессивной среды происходит локальное разрушение и в вершинах трепщн деформация (и, следовательно, упрочнение) значительно больше ее среднего значения, ориентационное упрочнение приводит к экстремальной зависимости долговечности резин от деформации. При износе в пульпе эти условия отсутствуют и процесс поверхностного разрушения сходен с первой стадией коррозионного растрескивания, с индукционным периодом, для которого в области малых деформаций также наблюдается монотонная зависимость времени до появления трещин от деформации. [c.183]

Создание поверхностных сжимающих наиряженш путем наклепа металла илп закалки стекол и пластиков используется как метод увеличения их сопротивления образованию трещии и повышения прочностн. Сопротивление резин озонному растрескиванию может сыть повышено аналогичным образом—путем создания сжимающих напряжений при набухании поверхностного слоя резины или чисто механическим путем. Во всех случаях при наличии деформации растяжения трещины развиваются перпендикулярно направлению действующей силы. На рис. 149 показан внешний вид образцов резин, подвергнутых деформации кручения в присутствии озона, подтверждающий это положение. Аналогичный вид имеют коррозионные трещины, образующиеся на 18—2505 [c.273]

При оценке величин энергии активации коррозионного разрущения напряженных резин следует рассмотреть вопрос об активации напряжением процесса воздействия агрессивного агента и о роли диффузии агрессивной среды при растрескивании. Высказанные в ряде работ соображения о том, что при наличии напряжения активируется процесс взаимодействия агрессивной среды с полимером, нуждаются в разъяснении. При наложении напряжения скорость процесса увеличивается вследствие перехода из области диффузионной в область химической кинетики. Следовательно, роль напряжеиия сводится к устранению диффузионных задержек, а не к активированию самой реакции. Формальное рассмотрение понятия активирования как снижения энергии активации при воздействии агрессивной среды может привести к недоразумениям. Так, при действии соляной кислоты на резину из СКС-30-1 энергия активации диффузии меньше, чем энергия активации химического взаимодействия. Поэтому при наложении напряжения величина и не только не уменьшается, но возрастает. При действии же озона на резины, содержащие двойные связи, энергия активации химической реакции 23 [c.355]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология