Поверхностно-активные вещества и разрушение полимеров

Пятая отличительная особенность растрескивания при одновременном действии напряжения и окружающей среды состоит в том, что оно является чисто физическим процессом, при котором не происходит никаких химических изменений в полимере, т. е. отличается от окислительного или электромеханического растрескивания напряженных полимеров, сопровождающегося их химическим разрушением. Далее, растрескивание при одновременном действии напряжения и окружающей среды не связано ни с набуханием, ни с другим, подобным ему механическим ослаблением материала. В связи с этим имеется некоторое различие между растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ и разрушением под действием растворителей, подобных бензолу или толуолу. Последний при соответствующем нагревании растворяет многие полиэтилены, а при комнатной температуре полимеры с большим молекулярным весом могут ограниченно набухать в нем > Такое набухание приводит к уменьшению прочности изделий, по крайней мере, в поверхностных слоях , возможно происходящему из-за влияния на рассматриваемый процесс когезионного взаимодействия между макромолекулами . Конечно, в этих условиях материал легко разрывается под напряжением. Так как физическая природа полимера при действии растворителя изменяется, такой тип разрушения отличается от разрушения напряженного материала под влиянием поверхностноактивного вещества или спирта, которые на ненапряженный полимер практически не действуют. Полярные жидкости (такие, как спирты) не только не вызывают набухания полиэтилена, но и осаждают его из растворов даже при повышенных температурах. Это и вынуждает различать растрескивание под действием растворителей и растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностноактивных веществ . [c.335]

К числу внешних факторов, влияющих на процесс разрушения полимеров, относятся продолжительность деформирования, температура, характер напряженного состояния, действие света, озона, радиации, паров растворителей, поверхностно-активных веществ и внешних сред, вызывающих химическое разложение полимерных тел. [c.140]

Процесс разрушения полимеров зависит от таких внешних факторов, как скорость деформации, температура, характер напряженного состояния, действие агрессивных сред и поверхностно-активных веществ. [c.171]

Количественной корреляции между смачивающими свойствами различных жидкостей и долговременной прочностью полимера не установлено, хотя были обнаружены некоторые закономерности влияния поверхностного натяжения на напряжение образования разрушающих трещин в образцах. Оказалось, что для случая хрупкого разрушения, не сопровождающегося набуханием, критическое напряжение растрескивания снижается с увеличением поверхностного натяжения на границе твердое тело— жидкость. Однако попытки связать параметры трещинообразования при реальном разрыве полимеров с какой-либо одной молекулярной константой жидкости, базируясь только на концепции Гриффитса, не увенчались успехом. Говард [57] заметил, что растрескивание полиэтилена в растворах поверхностно-активных веществ усиливается не только с уменьшением поверхностного натяжения, но и с возрастанием способности смачивающих агентов к пленкообразованию. Предложенный индекс активности среды имеет выражение [c.134]

Появление того, что кажется трещинами на поверхности прозрачных полимеров, развивается под действием растягивающей нагрузки. Волосяные трещины, как правило, возникают на поверхности, но при некоторых обстоятельствах могут также распространяться внутрь. Они отражают свет подобно трещинам и, действительно, часто предваряют начальную стадию разрушения пленки. При испытании изогнутые образцы, каждый из которых имеет контролируемое повреждение на одной поверхности, подвергаются действию поверхностно-активного вещества, а затем определяется доля треснувших образцов за определенное время. [c.326]

Многие пластики подвергаются комбинированному воздействию длительных напряжений и жидкостей или паров. Наблюдаемый при этом эффект ухудшения механических характеристик называют растрескиванием под влиянием внешних напряжений. Напряжение может быть статическим или периодически изменяющимся. Существенно то, что действующие на полимер жидкости или пары могут не быть ни растворителями для данного полимера, ни даже просто активными агентами набухания. Довольно часто растворы поверхностно-активных веществ могут вызывать разрушение при низких уровнях напряжения. Как правило, растрескивание под влиянием внешних напряжений уменьшает длительность периода ползучести до наступления разрушения. [c.360]

Таким образом, растрескивание при одновременном действии напряжения и поверхностно-активных веществ является поверхностным, чисто физическим процессом, развивающимся при наличии сложного напряженного состояния и внешнего активного агента, который не оказывает заметного воздействия на ненапряженный полимер. Разрушение, являющееся результатом растрескивания, судя по внешнему виду, носит макроскопически хрупкий характер. Данное явление по одной или по нескольким из перечисленных осо- [c.335]

Ранее [203] выполнение правила Дюкло — Траубе было обнаружено при изучении прочности органических молекулярных кристаллов в присутствии растворов поверхностно-активных веществ. Эти результаты истолковывались с помощью классических представлений Гриффита—Ребиндера о взаимосвязи понижения поверхностной энергии твердого тела с адсорбцией поверхностно-активных веществ на развивающихся поверхностях разрущения. Такой подход кажется вполне естественным, поскольку само разрушение является, по существу, процессом создания новой поверхности и может рассматриваться как поверхностное явление. Однако в данном случае имеет место не хрупкое разрушение, для которого были развиты эти представления, а неупругая вынужденная эластическая деформация полимера, при которой не происходит его макроскопического разрущения. [c.115]

Одной из основных причин этого является специфическое адсорбционное взаимодействие воды (или другой среды) со склеиваемым материалом на границе с клеем. При этом происходит адсорбционное замещение связей адгезив — субстрат на связи среда — субстрат. Это взаимодействие облегчается тем, что, как указывалось выше, набухание полимеров приводит к возникновению значительных остаточных напряжений на границе с подложкой. Таким образом, адгезионные связи находятся, по существу, под некоторой постоянной нагрузкой. В то же время известно [111], что именно в таких условиях адсорбционное взаимодействие поверхностно-активных веществ, к которым можно отнести и воду, с материалами приводит к интенсификации процессов разрушения последних в результате раскрытия трещин и т. п. Среда, проникая в развивающуюся трещину, в вершине которой концентрация напряжений наибольшая, обусловливает ее дальнейшее развитие. [c.189]

Наибольший интерес представляют следующие стороны процесса коррозионного растрескивания жестких по.лимеров 1) механизм образования трещин, 2) основные физико-химические факторы, определяющие разрушение, и 3) количественные закономерности разрушения (см. гл. IV). Влияние поверхностно-активных веществ на развитие трещин рассмотрено во введении и гл. 1У.З. Действие сред, вызывающих набухание, значительно сложнее. Помимо учета энергетического и диффузионного факторов развитие трещин в этом случае опреде-.ляется соотношением релаксационных процессов на границе набухший полимер — ненабухший полимер Это связано с тем, что растворитель, проникая даже в ненапряженный образец, обусловливает появление в нем нормальных и тангенциальных напряжений. [c.72]

С соответственно другими значениями константна, С оа и Ya- В зависимости от того, насколько поверхностно-активная среда снижает коэффициент концентрации напряжения в вершине трещины ( = — Та/ )7 меняется угол наклона участка AB. Неизменность количественной зависимости связана с тем, что поверхностно-активные вещества, облегчая разрушение путем создания давления в вершине трещины, не меняют самого механизма процесса. Учет поверхностных характеристик среды и полимера позволяет в той же формуле [c.100]

Напряженное состояние, ответственное за разрушение, часто является результирующим внешних и внутренних напряжений (внутренние напряжения могут возникать при формовании или шприцевании изделий из-за различия скоростей охлаждения смежных участков материала, присутствия включений и по другим причинам ). В одном случае замороженные внутренние напряжения могут увеличивать напряжения, вызываемые внешней нагрузкой, в другом —они могут взаимно ослабляться. В некоторых случаях, особенно у полимеров с резко выраженной кристаллической структурой, могут возникать внутренние напряжения такой величины, что материал будет разрушаться даже в отсутствие внешних сил 120 2 полиолефинах, однако, это обычно связано с растрескиванием при изменении температуры или с разрушением при окислении , а не с растрескиванием под действием поверхностно-активных веществ ( окружающей среды , как сказано в определении). [c.334]

Фторопласт-4Д выпускается в виде рыхлого однородного порошка с размерами частиц 0,1—0,3 мм или в виде водной дисперсии с содержанием 50—60% полимера и 9—12% поверхностно-активных веществ, препятствующих разрушению дисперсии. [c.108]

В жидкости, которая участвует в адгезии, (в нашей терминологии - в двумерном поверхностном газе) концентрация полимера может быть не равна количеству вещества в объеме, так как существуют эффекты ассоциации полимеров и разрушения клубков в растворителях. Кроме того, имеется в виду активная концентрация молекул полимеров, которая пропорциональна числу активных центров на поверхности субстрата. Поэтому [c.11]

Для ускорения разрушения пены приходится применять специальные меры. Одна из часто применяемых—добавление в раствор веществ, обладающих большей поверхностной активностью, чем полимер, и дающих малопрочные адсорбционные слои. Такие виды ПАВ вытесняют полимерные макромолекулы с поверхности раздела фаз жидкость — газ. В частности, для облегчения гашения вискозной пены применяют спирты жирного ряда, кремнийорганические соединения и другие ПАВ [221, с. 236—263]. [c.108]

Приведены сведения о составе и свойствах углеводородных систем рассмотрено рациональное использование поверхностно-активных веществ, полимеров, кислот, щелочей для увеличения нефтеотдачи пластов описаны методы повышения дебитов скважин с помощью химических реагентов даны сведения о свойствах газоводонефтяных эмульсий и методах их разрушения в системах сбора и подготовки нефти. [c.2]

Большой вклад в развитие коллоидной химии внесли такие советские ученые, как А. В. Думанский (учение о лиофильных системах), А. П. Фрумкин (свойства поверхностных слоев), П, А, Ребиндер (устойчивость и разрушение дис-, персных систем, физикохимия поверхностно-активных веществ, закономерности етруктурообразования), С. М, Липатов (растворы полимеров), В, А, Каргин (коллоидно-химические свойства лиофобных золей и полимерных систем) и мно> гие другие. [c.18]

Ко второй группе относятся вещества, проявляющие поверхностную активность на границе двух несмешивающихся жидкостей, но не образующих коллоидных структур. Такие вещества, адсорбируясь на поверхностях раздела, понижают свободную поверхностную энергию жидкости или твердого тела и тем самым облегчают процесс образования новой поверхности, в частности, в процессе диспергирования. Поэтому ПАВ второй группы называются диспергаторами. Сюда относятся такие важные для практики процессы, как распыление жидкостей, эмульгирование, диспергирование твердых тел и т. п. Диспергаторами могут быть любые ПАВ, адсорбирующиеся на поверхности частиц дисперсионной среды. Однако обычно применяемые диспергато-ры представляют собой вещества, стабилизирующие образующуюся высокодисперсную суспензию. Поэтому в водных средах диспергаторами служат гидрофилизирующие ПАВ, чаще поверхностно-активные полимеры. Сильно поверхностно-активные вещества, не являющиеся стабилизаторами, могут быть деэмульгаторами, т. е. способствовать разрушению эмульсий, если они сильнее адсорбируются, чем стабилизатор. В этом случае происходят вытеснение вещества стабилизатора с поверхности капелек и адсорбция вещеста деэмульгатора. Однако неспособность последнего обеспечить агрегативную устойчивость эмульсий приводит к ее разрушению. [c.34]

Наряду с изложенными в данном разделе нашими взглядами по оценке механизма разрушения и долговечности напряженных образцов полимерных материалов в жидких средах, естественно, существуют и другие. Интерес представляют работы Тынного, Сошко и др. [53, 75], в основе которых лежит энергетическая теория. Авторы предполагают, что под действием некоторых поверхностно-активных веществ трещины в стеклообразном полимере начинают медленно развиваться при некотором значении эффективной энергии разрушения, которая на два порядка ниже (для ПММА), чем в случае мгновенного разрушения полимера на воздухе. Скорость роста трещины V является функцией энергии разрушения и температуры. [c.161]

В литературе недостаточно данных для того, чтобы заключить, имеют ли молекулярный вес, плотность и т. п. такое же значение при растрескивании под действием растворителей, как при разрушении полиэтилена под влиянием поверхностно-активных веществ. Очевидно, влияние молекулярного веса должно сохраниться, так как он определяет прочностные свойства полимеров. В работе Изаксе-ка и др. указывается, что в отношении полиэтиленов растворители менее активны, чем нерастворяющие агенты. Несмотря на определенные различия в поведении разных материалов, можно отметить закономерность в изменении их поведения при переходе от более гибких к более жестким полимерам. Эта закономерность особенно интересна, так как она проявляется иезавнсилю от химического строенпя и структурных особенностей полимеров и охватывает как высококристаллические полполефины, так и полностью аморфные органические стекла. [c.363]

Хейс с сотрудниками показал, что для термического растрескивания полиэтилена высокой плотности сложно-напряженное состояние менее важно, чем для растрескивания аналогичного полиэтилена низкой плотности под действием поверхностно-активных веществ. Это согласуется с тем, что сдвиговые напряжения оказывают большее влияние на разрушение полиэтилена низкой плотности, чем высокой. Эти же исследователи нашли, что в отличие от растрескивания под действием поверхностно-активных веществ, начинающегося с поверхности, термическое растрескивание начинается в массе полимера. Хитмайр, Марк и Ульман наблюдали то же салюе. Дислокации, имеющиеся внутри кристаллической массы, являются очагами, в которых начинается рост трещин, развивающихся далее между сферолитами или через них — как при растрес- [c.366]

Так, применение безводных процессов полимеризации при производстве новых видов синтетического каучука — полиизопреново-го, полидивнннлового, этилен-пропиленового н др. в отличие от нашедшего широкое применение метода эмульсионной полимеризации с использованием воды в качестве дисперсионной среды исключило образование наиболее концентрированных сточных вод, так называемого серума, содержащих стабильные поверхностно-активные и другие вредные вещества. Изменение рецептуры процесса полимеризации в производстве дивинилстирольного каучука с применением в качестве эмульгатора канифольного мыла вместо некаля наряду с улучшением качества каучука исключило загрязнение сточных вод наиболее вредным и неподдающимся разрушению при биологической очистке ингредиентом — натриевой солью моносульфокислоты дибутилнафталипа. Изменение технологии производства ацетальдегида из ацетилена устранило загрязнение сточных вод ртутью и ее солями Реконструкция узла ректификации водно-спиртового конденсата в производстве синтетического этилового спирта резко снизила загрязнение сточных вод полимерами, что создало условия для эффективной биологической очистки сточных вод данного производства. [c.23]

Образование трещин серебра не приводит к разрушению полимерного материала, поскольку тяжи, соединяющие стенки трещины, не дают им рас крыться. Разрушение образца происходит в течение определенного времени зависящего от величины приложенного напряжения путем последовательного разрыва тяжей, соединяющих стенки трещины. В этом случае магист ральные трещины или трещины разрушения распространяются вслед за трещиной серебра. Образованию трещин серебра сильно способствуют мно гие органические растворители и некоторые газы. Этот эффект обусловлен тем, что трещины серебра содержат сообщающиеся между собой поры, доступ в которые органическим растворителям облегчен за счет капиллярных явлений. Активизирующее действие многих веществ на образование трещин серебра объясняется пластификацией полимера и снижением его поверхностной энергии среды, содержащие такие вещества, называются адсорбционно-активными. [c.170]