Растянутый каучук

Степень кристалличности можно измерить непосредственно по рентгенограмме полимера. На первый взгляд кажется, что рентгенограмма такого довольно кристаллического полимера, как растянутый каучук или найлон, содержит только интенсивные резкие максимумы, соответствующие кристаллическим областям. В действительности же по всей пленке распределено почернение, вызываемое дифракцией от аморфных областей. Для того чтобы установить степень кристалличности, нужно определить количественное соотношение между рассеянием от кристаллических областей и рассеянием от аморфных областей. Этот метод оказывается наиболее простым тогда, когда рассеяние от аморфных областей проявляется в виде хорошо различимой широкой полосы, налагающейся на резкую рентгенограмму, которая соответствует кристаллической области. В принципе, однако, общую интенсивность фонового рассеяния от аморфных областей можно измерить и в том случае, если оно не проявляется в виде отчетливой полосы. На рис. 46 изображена рентгенограмма, являющаяся результатом дифракции как от кристаллических, так и от аморфных областей. Измеряя площади [c.88]

При концентрации озона в воздухе 0,1% растянутый каучук растрескивается и разрушается почти мгновенно. При выдерживании образца в оброчном воздухе, т. е. содержащем приблизительно 1 ч. озона на 10 ч. воздуха, появление трещин наблюдается только через несколько дней. Таким образом, можно считать, что это явление представляет собой один из наиболее чувствительных методов испытания на присутствие озона. Интерес к этому процессу непрерывно возрастает, особенно в последние годы [39, 41—51], в связи с появлением новых областей применения и новых типов синтетических каучуков. С озонным старением крайне трудно бороться [42, 52] перспективными являются только методы защиты поверхности, например введение парафинов в резиновую смесь [49[. Эти методы, однако, становятся ненадежными, если величина растяжения полимера не постоянна. Неопрен (полихлоропрен) значительно более устойчив, чем натуральный каучук [46] естественно, что полимеры с малой степенью ненасыщенности, типа бутилкаучука, применяются в тех случаях, когда озоностойкость имеет решающее значение. [c.204]

Какой же механизм эластичности каучука и подобных ему веществ Почему стремится сократиться растянутый каучук Против каких сил совершается работа прн его растяжении Отдельно взятая молекула каучука способна принимать самые различные конфигурации. Это определяется тем, что многие связи (например, С—С С—Н С—О) обладают свободным вращением. Поворачивая соседние группы на разные углы, можно менять в весьма широких пределах форму молекулы — от вытянутой до свернутой в клубок. [c.253]

Совершенно иным обусловлена упругость каучука. Стремление растянутого каучука сократиться обусловлено не межмолекуляр-иыми силами притяжения, а тепловыми движениями. В обычном, нерастянутом состоянии нитевидные молекулы каучука имеют са- [c.321]

В растянутом каучуке ориентации могут быть столь регулярными, что отдельные сегменты цепочек могут кристаллизоваться (например, натуральный каучук). Такие образцы дают рентгенограммы, которые по виду напоминают рентгенограмму волокнистой структуры. [c.40]

При исследовании свойств деформированных полимеров было отмечено, что при возникновении механических напряжений их химическая активность повышается и облегчается взаимодействие с активными компонентами среды. Так, растянутый каучук легче окисляется [14], вулканизаты каучука быстрее разрушаются под действием озона [105], работоспособность резин резко возрастает в отсутствие кислорода, например в атмо Сфере азота [14, 57, 104], гетероцепные полимеры — глифтали, желатин, легче механически деструктируются [106—107] при низких температурах в присутствии небольших количеств неактивных омыляющих агентов, действующих только лри высокой температуре, и т. д. [c.38]

Поведение полимера в агрессивных средах оценивается по изменению соответствующей характеристики прочности в результате действия агрессивной среды. В большинстве случаев процесс разрушения оценивается по появившимся вследствие воздействия агрессивных сред трещинам на деформированном образце [459, с. 39]. Так, для изучения разрушения растянутого каучука в атмосфере озона был использован метод киносъемки [460, с. 219]. Снятый кинофильм подвергался детальной обработке, сводившейся к оценке числа и размера трещин. Такая оценка проводилась в течение всего процесса разрушения. Из двух фаз разрушения растянутого каучука в озоне (образование трещин и их рост) первая носит статический характер — трещины распределяются по поверхности образца беспорядочно. Скорость же роста трещин постоянна. Она может изменяться только вследствие образования новой трещины по соседству с главной. Трещина, образовавшаяся по соседству с главной, вызывает изменение напряжения в месте роста трещины. [c.165]

Если растянутый каучук нагревать, то ослабление межмолекулярного трения дает возможность молекулам достаточно свободно скользить и прийти в состояние, соответствующее условиям растяжения. Это приводит к уничтожению натяжений, которые одни только и могут вызвать восстановление формы при устранении нагрузки. Повторное удлинение, за которым следует тепловое воздействие, в конце концов приводит не только к очень большому удлинению образца, но также и к почти совершенному параллельному расположению цепеобразных молекул, о чем свидетельствуют и рентгенограммы. [c.408]

Старение в атмосферных условиях полимеров, особенно таких, как натуральный и синтетические каучуки, связано с одновременным воздействием на них ряда факторов, из которых наиболее важными являются кислород и свет. Химическое действие этих факторов было рассмотрено в гл. 4 и 2 соответственно. Их влияние на физические свойства материала при статических условиях обычно сводится к увеличению жесткости, а в случае крайне длительных экспозиций — к образованию сетки тонких трещин. Совершенно иначе происходит растрескивание в растянутом каучуке. В этом случае трещины возникают раньше, чем появятся какие-либо другие признаки старения. Эти трещины всегда перпендикулярны направлению растяжения и образуются в тени или даже в темноте так же быстро, как и при ярком солнечном освещении. Вильямс [40] первый отметил, что возникновение этих трещин происходит в результате действия озона. [c.204]

Эти наблюдения доказывают, что в нерастянутом каучуке макромолекулы не имеют определенной ориентации, а в растянутом каучуке они ориентированы параллельно. При охлаждении каучука в растянутом состоянии он замерзает (см. ниже) и остается в этом состоянии и после снятия напряжения. Подобный замороженный растянутый каучук самопроизвольно приобретает исходную форму при нагревании выше определенной температуры одновременно исчезает рентгеновский спектр волокна. [c.937]

С наибольшим успехом рентгеноструктурный анализ может быть применен к веществам, образующим одиночные кристаллы. Однако рентгеновское исследование высокомолекулярных соединений также приводит к ряду интересных результатов. Этим методом были с успехом исследованы такие высокополимерные соединения, в которых длинноцепочечные молекулы расположены с высокой степенью упорядоченности. К их числу относятся растянутый каучук, многие полиамиды, целлюлоза и т. д. [c.742]

Продукт быстрого охлаждения перегретой расплавленной серы — просвечивающаяся коричневая масса, по физическим свойствам похожая на резину при растяжении она сильно растягивается, а при отпускании сокращается вновь. Эта разновидность серы называется пластической серой. В растянутом состоянии она дает типичную рентгенограмму волокнистого вещества, как волос или растянутый каучук. Это свидетельствует о том, что молекулы пластической серы имеют нитевидный характер. В нерастянутой пластической сере они беспорядочно перепутаны, как отрезки стальной проволоки в клубке ее при растягивании же пластической серы ее нитевидные молекулы распрямляются и располагаются параллельно друг другу в направлении растягивающей силы. [c.270]

Каучук аморфен, но при растягивании его появляется текстура вдоль оси растяжения, что впервые наблюдал Катц (1925). После прекращения растяжения кристаллическое состояние исчезает через — 1 час. Механизм кристаллизации каучука еще неясен. Возможно, что кристаллики полимера изопрена имеются и в не-растянугом каучуке, по вследствие впитывания низшего полимера они сильно деформированы при растяжении эти кристаллики ориентируются и получают более правильное строение, отдавая впитанные углеводороды (Марк, 1929). Ячейка решетки растянутого каучука состоит из (С5Нд)8. Синтетический каучук не дает кристаллизации при растяжении, что обусловливает некоторое различие в механических-свойствах. Можно думать, что получение синтетического каучука, дающего при растяжении текстуру, подобную текстуре естественного, явилось бы важным успехом. [c.202]

В такой же мере, применяя первый и второй закон термодинамики, мол ио показать, что внутренняя энергия изотермически растянутого каучука меняется так лее мало, как и внутренняя энергия идеального газа при изотермическом увеличении или уменьшении его объема. В обоих случаях, однако, меняется энтропия. [c.91]

Иначе ведут себя обычные твердые тела, которые расширяются при нагревании независимо от того, находятся они в напряженном или ненапряженном состоянии. Спустя 50 лет обратимое сжатие при нагревании растянутого каучука было подтверждено Джоулем (известным своими исследованиями механического эквивалента тепла). Сейчас это явление известно как эффект [c.47]

Явление выделения тепла при растяжении тесно связано с сокращением растянутого каучука при нагревании. Если образец каучука быстро растянуть, его температура повышается. Однако если его держать в растянутом состоянии до тех пор, пока он остынет до комнатной температуры, а затем освободить концы, то это приведет к понижению температуры образца. Следовательно, выделение тепла обратимо, [c.49]

Для любого полимера переход из высокоэластического в стеклообразное состояние происходит при охлаждении его ниже определенной температуры, называемой температурой стеклования. Природу перехода легче всего понять на примере каучука. Вспомним, что Мейер при исследовании влияния температуры на напряжение в растянутом каучуке обнаружил при температуре —60 °С излом на соответствующей кривой (рис. 3.2). Выше этой температуры напряжение возрастало с повышением температуры, в то время как ниже этой точки с ростом температуры происходило падение напряжения. Наблюдавшийся излом соответствовал переходу от характерных свойств каучука к свойствам обычного твердого тела, в данном случае стекла. В своем эксперименте Мейер использовал вулканизованный каучук для сырого не- [c.96]

А — нерастянутый каучук Б — растянутый каучук. [c.331]

Физико-химические свойства натурального каучука (плотность, теплоемкость, тепловое расширение и др.) при кристаллизации изменяются. В натуральном каучуке при охлаждении и растяжении происходит истинная кристаллизация упорядоченных участков цепи. В растянутом каучуке кристаллиты ориентируются по направлению растяжения после снятия напряжения они снова быстро плавятся и каучук становится аморфным (см. рис. 90). [c.206]

Влияние ориентации на скорость кристаллизации показано при наблюдении изменений плотности во времени для растянутого каучука . Из рис. 62 ясно видно, что скорость кристалли- [c.164]

Данные рентгеновского анализа позволяют уточнить строение макромолекулы каучука в отношении расположения метиленовых групп. Период идентичности растянутого каучука в направлении растяжения составляет 0,816 нм, что более всего соответствует наличию г нс-1,4-структуры [c.27]

В этой работе реакции деструкции и сшивания буДут рассматриваться лишь в общих чертах более подробно рудет обсуждаться растрескивание растянутого каучука при воздействии озона, а также влияние ультрафиолетового света и излучения большой энергии на полимеры. [c.450]

К противоположному случаю относятся мягкие (или пластифицированные) каучуки, обладающие модулем Юнга примерно от 10 до 10 дин см и обратимой эластичностью с удлинением до нескольких сот процентов. Если такой материал растянуть до некоторой длины в пределах умеренного растяжения и затем понижать температуру, поддерживая длину постоянной, то напряжение будет падать пропорционально понижению - абсолютной температуры. Согласно ур. (XVII, 3), это означает, что в данном случае изменение внутренней энергии, связанное с этим напряжением, равно нулю. Следовательно, сила, стремящаяся сократить длину растянутого каучука, всецело обусловлена уменьшением энтропии его при растяжении. Иначе говоря, это означает, что гибкие цепи макромолекул имеют в растянутом каучуке меньшее число возможных конформаций, чем в иерастянутом. Ввиду того что внутренняя энергия каучука не изменяется [c.576]

Для объяснения указанных явлений плодотворны механо-химй-ческие представления, рассматривающие глинистые агрегаты как блоки макромолекул. Их анизометрия и микродефекты обусловливают неравномерное распределение напряжений даже при весьма малых деформациях. На отдельных участках они значительно превышают молекулярные силы, скрепляющие между собой агрегаты и пачки частиц, и могут даже достигать критических значений, больших, чем энергия ковалентных связей, действующих внутри решетки. Это приводит к разрыву агрегатов. И здесь деструкция идет лишь до определенного предела с выделением объемных фрагментов, величина которых определяется числом кристаллохимических дефектов. При растяжении или сдвиге внутри щчек в первую очередь нарушаются связи между отдельными блоками, но но мере возрастания межатомных расстояний происходит разрыв ковалентных связей, что вызывает механическую активизацию химических реакций. Например, А. С. Кузьминский установил, что при окислении растянутого каучука энергия активации надает до 3 ккал/моль. В результате становятся возможны реакции, типичные для свободных радикалов. У глины это может усилить ее реакционную способность. У классических полимеров при отсутствии акцепторов наиболее вероятны реко1 биЕации, сращивание цепей, восстановление ковалентных связей. В присутствии различных акцепторов, которыми могут являться примеси или специально введенные вещества, [c.79]

К противоположному случаю относятся мягкие (или пластифицированные) каучуки, обладающие модулем Юнга примерно от 10 до 10 дин/см и обратимой эластичностью с удлинением до нескольких сот процентов. Если такой материал растянуть до некоторой длины в пределах умеренного растяжения и затем понижать температуру, поддерживая длину постоянной, то напряжение будет падать пропорционально понижению абсолютной температуры. Согласно ур. (XVII, 3), это означает, что в данном случае изменение внутренней энергии, связанное с этим напряжением, равно нулю. Следовательно, сила, стремящаяся сократить длину растянутого каучука, всецело обусловлена уменьшением энтропии его при растяжении. Иначе говоря, это означает, что гибкие цепи макромолекул имеют в растянутом каучуке меньшее число возможных конформаций, чем в нерастянутом. Ввиду того что внутренняя энергия каучука не изменяется при растяжении, затрачиваемая при этом работа должна целиком превращаться в теплоту и, следовательно, каучук должен при растяжении нагреваться это и подтверждается опытными данными. [c.568]

Столь же часто в то время объектом рентгеноструктурного анализа был коллаген - самый распространенный в клетках и живых организмах структурный белок. Рентгеновскую дифракцию на коллагене в его нативном и аморфном (желатине) состояниях наблюдали П. Шеффер (1920 г.), Дж. Катц и О. Гернгросс (1925 г.), Г. Герцог и У. Янеке (1926 г.) и др. Период идентичности по оси волокна у коллагена, согласно Н. Су-зиху, равен 8,4 А, а у фиброина шелка, по данным О. Кратки, - 7,0 А. Значительное отличие этих величин свидетельствовало о разной пространственной структуре двух молекул, что, в свою очередь, указывало на различие в их химическом строении. К. Мейер впервые провел аналогию между свойствами коллагена и каучука. В нагретом, съежившемся состоянии белок по механическим свойствам напоминал аморфный каучук, получавшийся при нагревании, а в естественных условиях проявлял свойства растянутого каучука. Был сделан вывод о том, что белковые цепи могут существовать в полностью растянутой и свернутой формах, конкретный вид которых остался, однако, неизвестным. [c.68]

При растяжении образца сырого каучука его физические свойства значительно изменяются в четырех отношениях. Прежде всего выделяется тепло. Это явление известно под названием эффекта Гаф-Джоуля или просто Джоуля. Это изменение энергии в значительной степени обратимо — температура образца падает, если его подвергнуть сжатию. Во-вторых, плотность растянутого образца возрастает от 0,937 при нулевом удлинении до 0,950 при удлинении на 1000%. В-третьих, растянутый каучук, первоначально почти прозрачный, становится белым и опалесцирующим. Наконец, в то время как исследование сырого каучука рентгеновскими лучами дает диаграммы, типичные для жидкостей и большинства аморфных тел, при удлинении на 80% уже получаются определенные волокнистые диаграмлн.1 с соответствующим расположением пятен на кольцах описанных выше диаграмм замороженного каучука. Расноло кение этих пятен остается неизменным в течение всего процесса возрастающего удлинения, но резкость их увеличивается. Критическое удлинение, на 80%, нри котором впервые заметно обнаруживается волокнистое строение, соответствует также началу проявления эффекта Джоуля нри удлинении, меньшем этого предельного, тепло вовсе не выделяется или почти не выделяется. [c.404]

Хотя снятие нагрузки с каучука, растянутого обыкновенным способом, и приводит к восстановлению формы, которое обязано действию описанных выше упругих сил сжатия (и других), но это восстановление может иметь место только потому, что молекуота каучука в известной степени способны скользить друг относительно друга. Если же каучук, особенно в растянутом состоянии, охладить, то тепловое движение цепей будет ослаблено и общая величина межмолекулярного трения увеличится, стремясь фиксировать растянутое состояние каучука, несмотря на наличие внутренних натяжений, стремящихся восстановить прежнюю форму. Если растянутый каучук охладить до очень низких температур и раздробить ударом, то его в основном волокнистая структзфа [c.408]

Высокие скорости растрескивания растянутого каучука обычно наблюдаются в промышленных районах, особенно во время тумана [47, 48[. Это кажется непонятным, так как, учитывая отсутствие ветра, можно было бы ожидать быстрого исчезновения озона из воздуха в результате окисления им двуокиси серы и органических соединений, присутствующих в атмосфере. Однако в отличие от обычного озонного растрескивания, это растрескивание ночью практически не происходит, что указывает на образование агентов, способствующих растрескиванию каучука, в результате фотохимических процессов. Хааген-Смит [48[ предположил, что присутствующая в такой атмосфере двуокись азота диссоциирует на окись азота и атомарный кислород, последний реагирует с кислородом, давая озон, или с углеводородами, образуя, в конце концов перекнсн. В связи с этим важно отметить, что растрескивание каучука, неотличимое от озонного, вызывают такие свободные радикалы, как /71р. лг-бутоксильиый, фенильный, бензоильный, гидроксильный и ацетильный, аналогичные радикалам, образующимся при распаде перекисей, возникающих в результате фотохимических реакций [42[. [c.205]

Гуха — Джоуля. Его наблюдали многие исследователи. На рис. 3.2, например, приведен результат эксперимента Мейера и Ферри, проведенного в 1935 г. образец растянутого каучука поддерживали при постоянной длине, соответствующей растяжению на 350%, и меняли температуру. Из рисунка видно, что растягивающая сила непрерывно возрастает при повышении температуры от —60 до -f60° (при —60 °С на прямой виден излом, свидетельствующий об изменении знака эффекта. Причины этого обсуждаются в гл. 5). [c.47]

Кристаллиты в растянутом каучуке сами обладают двулучепреломлением, а будучи ориентированы параллельно оси растяжения, они являются причиной двулу-чепреломления всего образца. (Небольшой вклад в дву-лучепреломление образца могут давать и оринтирован-ные молекулы аморфных областей структуры, но пока мы это не учитываем). Возникающее двулучепреломле-ние удобно наблюдать в поляризованном свете, и его величину можно выразить как разность показателей преломления света, поляризованного соответственно в направлениях, параллельном и перпендикулярном к оси растяжения. [c.124]

Ф. этой группы — белые полупрозрачные продукты, нетоксичные, растворимые в сложных эфирах и кетонах, стабильные при хранении, стойкие к действию микроорганизмов. Кель-ф имеет нлотн. 1,85 г/еж аморфен в нерастянутом состоянии даже при—40°. При растяжении до 300% наблюдается ориентация и кристаллизация. Рентгенограмма растянутого каучука Вайтон указывает на нек-рую его склонность к кристаллизации. Предел прочности Ф. прп разрыве 20—40 кг см , твердость по Шору 40—45. Наиболее распространены две марки каучука Кель-ф — 3700 и 5500, имеющие мол. в. 740 ООО и 1 ООО ООО соответственно, и 3. марки Вайтона — А (мол. в. 100 ООО), А-НК (200 ООО) и В. [c.294]

Вязкость пластификатора. Вязкость пластификатора должна быть хминимальной. Если имеются два пластификатора с одинаковыми, за исключением вязкости, свойствами, предпочтение следует отдать тому из них, вязкость которого меньше. Пластифицированный полимер никогда не обладает эластичностью натурального каучука. Слегка вулканизованный натуральный каучук при растяжении нагревается, а при снятии растягивающих усилий охлаждается почти до первоначальной температуры. Кроме того, он быстро и почти полностью восстанавливает свои первоначальные размеры, подобно стальной пружине. Молекулы растянутого каучука сохраняют практически всю сообщенную им энергию, которая затем выделяется при снятии напряжения. [c.331]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология