Упрочнение полимеров

Изменение межмолекулярного взаимодействия может, влияя на рост напряжения и упрочнение с увеличением деформации, привести к сдвигу в область больших или меньших деформаций. Можно грубо оценить роль этого фактора, рассмотрев для наглядности графическую схему возникновения и сдвига г, , представленную на рис. 180. На этой схеме кривая 1 отражает гипотетическую зависимость -с от в при условии неизменности структуры резины в области разных деформаций. С ростом е величина х уменьшается (из-за одновременного увеличения с). Вследствие того, что фактически с ростом деформации происходит ориентация и упрочнение полимера, т должно возрастать. Влияние упрочнения определяется гипотетической кривой 2. В результате суммирования значений х на кривых / и 2 при соответствующих деформациях получается реально наблюдаемая зависимость т от е с минимумом—и максимумом—(кривая 5). При увеличении межмолекулярного взаимодействия сопротивление статической усталости будет возрастать и кривая 1 перейдет в кривую 4. а ориентация с ростом деформации будет затрудняться и кривая 2 перейдет в кривую 5. Р1 то и другое должно привести к сдвигу е,, 3 сторону большей деформации (кривая 3 переходит в кривую 6). И наоборот, с ослаблением межмолекулярного взаимодействий [c.323]

Упрочнение будет наблюдаться в том случае, если ( 12+ + — 2) <0. Поскольку 2 большинства наполнителей выше, чем Е1, введение наполнителей приводит, как правило, к упрочнению полимера. Поэтому наиболее эффективно применение наполнителей в полимерах с гибкими макромолекулами, т е. с низким уровнем межмолекулярного взаимодействия. [c.426]

За последние десять лет, ио-видимому, уменьшилось ежегодное число литературных ссылок, имеющих отношение к упрочнению полимеров с использованием кремнезема. Трудно сказать, вызвано ли это тем, что данная тема уже широко исследована с неутешительными результатами, или же тем, что пригодные [c.816]

Данный расчет позволяет учесть нелинейные эффекты, связанные с неаддитивным сложением сил. Проведенный анализ соответствует малым напряжениям. При больших напряжениях, но при 8<1 (в области вынужденно-эластической деформации) необходимо учесть при преобразовании исходной системы уравнений (5.1), (5.2), (5.7) — (5.10) члены, пропорциональные е , что соответственно расширит спектр времен релаксации до 10 (времена релаксации будут зависеть от е) и в статических условиях даст f t- oo)=As.—Ве . Чтобы описать область ориентационного упрочнения полимеров (чему соответствуют еще большие деформации, но при этом остается е<1), необходимо учесть в исходных уравнениях члены, пропорциональные что приведет к соответствующему перегибу кривой ст=/(е) и дальнейшему росту напряжения а при увеличении е. Число времен релаксации соответственно возрастет до 14. [c.164]

Авторы считают, что пока не представляется возможным дать объяснение как эффекту упрочнения полимеров при вытяжке, так и влиянию на него молеку тярной массы. [c.148]

При испытании резин в области больших деформаций по сравнению с испытаниями в области малых деформаций происходит сильная ориентация и упрочнение полимера. Очень сильное изменение структуры и упрочнение происходит в резине из НК. Об этом свидетельствуют значения константы В в выражении [c.293]

Упрочнение полимеров при введении дисперсных наполнителей происходит благодаря образованию в результате взаимодействия частиц наполнителя друг с другом как бы непрерывного армирующего каркаса [207, 306, 307]. Наложение различных факторов, влияющих на прочность, приводит к тому, что в ряде случаев наблюдается экстремальная зависимость прочности от степени наполнения, характеризующаяся наличием так называемого концентрационного оптимума [308]. Он рассматривается как предел насыщения макромолекулами адсорбционных центров на поверхности наполнителя. При содержании наполнителя, превышающем этот оптимум, нарушается непрерывность сетчатой структуры. [c.170]

Это является необходимым условием упрочнения наполненных полимерных систем как следствие возникновения коагуляционных сопряженных структур полимер — наполнитель, образованных частицами наполнителя (сетки, цепочки), на основе которых развивается структура ориентированного упрочненного полимера [1]. Чем больше дисперсность наполнителя, тем большего развития достигает сетка, образованная частицами твердой фазы и большая доля полимера переводится в ориентированное упрочненное состояние на поверхности наполнителя. Это обусловливает резко отличающуюся более высокую активность такого минерального наполнителя, как аэросил и белая сажа, по сравнению с низко-дисперсными и малоактивными каолином и карбонатом кальция. Сравнение адсорбции каучука СКС-30 на этих наполнителях (таблица) показало, что в случае аэросила большая доля из адсорбированного полимера связана с поверхностью необратимо (70%) вследствие большей удельной поверхности [c.350]

На основании всего изложенного экстремальная зависимость активности наполнителя от степени насыщения его поверхности ПАВ (см. рис. 1, кривая 3) может быть объяснена следующим образом. Возрастание прочности на участке кривой, соответствующем степени насыщения поверхности ПАВ в области 0< а< а ,, является следствием пептизации частиц, что обусловливает увеличение числа контактов в единице объема и облегчает развитие коагуляционных сопряженных структур. Такие структуры возрастают при взаимодействии частиц по исходным немодифицированным участкам поверхности через прослойки-мостики адсорбированного на них упрочненного полимера. Максимальная прочность достигается в условиях оптимального модифицирования поверхности наполнителя в области неполного ее насыщения (а< 1), когда осуществляется достаточно высокая пептизация частиц твердой фазы (при неполной их стабилизации). [c.351]

Как указывалось выше, даже хрупкие стеклообразные полимеры обладают высокой пластичностью и способностью поглощать энергию в тонких слоях. Основной проблемой в упрочнении полимера каучуком является выяснение причин высокого объемного поглощения энергии при быстром распространении макро- и/или волосяных трещин. Теория этого явления может быть развита на основе предположения о том, что механизм распространения трещин представляет собой динамическое ветвление на частицах каучука по схеме, предложенной Иоффе [35]. [c.149]

Рис. 37. Схема, поясняющая ориентацию макромолекул и упрочнение полимеров при набухании в жидкой среде а - сухие макромолекулы (испытание на воздухе) б - макромолекулы в растворе продиффундировавшей жидкости

Кинетика. При статич. напряжении а (или деформации е) в процессе О. с. можно выделить 2 основные стадии 1) индукционный период т , окончание к-рого практически совпадает с моментом появления трещин 2) период развития видимых трещин т т, к-рое происходит в основном на стадии стационарной скорости их роста Тст (рис. 1). С ростом напряжения его разрушающее действие увеличивается, однако развивающаяся одновременно ориентация макромолекул приводит к упрочнению полимера, что затрудняет его дальнейшее разрушение. Поскольку в первой стадии О. с., происходящего на поверхности резины, разрушающая роль напряжения усиливается из-за возрастания доли свежей, вновь образованной поверхности, то Тд обычно монотонно уменьшается с ростом е (см. рис. 1). В развитии трещин в глубине образца состояние его поверх- [c.203]

В большинстве случаев механическая прочность возрастает пропорционально содержанию и степени дисперсности наполнителя. Упрочнение полимеров при введении дисперсного наполнителя происходит благодаря образованию некоторого структурного каркаса из частиц наполнителя, взаимодействующих друг с другом через адсорбированные на их поверхности макромолекулы. Однако известно, что существует некоторый концентрационный оптимум, после чего происходит агрегация частиц наполнителя, нарушается непрерывность сетчатой структуры и упрочнения не происходит. Обычно предельная концентрация наполнителя в композиции составляет 20—30 % (масс.). Можно полагать, что если создать такие условия формирования наполненной системы, когда происходит индивидуальное покрытие каждой дисперсной частицы слоем полимерной матрицы, то концентрационный предел усиливающего действия наполнителей можно значительно увеличить. [c.254]

В случае высокой скорости ориентационного упрочнения полимеру можно придать свойство высокого сопротивления ударным нагрузкам. [c.480]

Знание закономерностей характера. разрушения металлополимерных соединений позволяет правильно выбирать пути увеличения их прочности для конкретных условий эксплуатации (упрочнение зоны адгезионного контакта, упрочнение полимера в объеме и т. д.). [c.33]

Повышение прочности при добавлении пластификаторов объясняется увеличением подвижности надмолекулярных структур, которые при растяжений ориентируются, что всегда способствует упрочнению полимера (см. гл. 7). Такое упрочнение наблюдали для резин на основе некоторых каучуков [17], поливинилхлорида [18] и для ряда других жесткоцепных полимеров. [c.460]

В заключение рассмотрим влияние количества От на величину Я (рис. 5.22). Видно (кривые 1—3), что в очень широком диапазоне с увеличением содержания отверждающего агента наблюдается монотонный рост Я. При количествах, меньших стехиометрических, эта обусловлено, очевидно, упрочнением полимера (кривая 4) за счет повышения степени поперечного сшивания ЭО. Дальнейший рост Я можно [c.111]

Наполнение полимеров металлическими порошками широко используется для получения электропроводящих полимерных композиций 1232, 233], композиций с магнитными свойствами [234, 235], а также для упрочнения полимеров [236]. [c.116]

Когда кремнезем необходимо диспергировать в органическом полимере, чтобы вызвать упрочнение полимера, или диспергировать в какой-либо жидкости, чтобы вызвать ее загущение, образцы кремпезема, полученного осаждением, должны приготовляться так, чтобы их легко можно было измельчить или диспергировать до единичных первичных частиц или до очень небольших кластеров коллоидных размеров. Осажденные агрегаты должны быть относительно большими по размеру, чтобы кремнезем легко было промывать и высушивать. Однако структура внутри самих агрегатов должна оставаться открытой и иметь большие поры. Когда такие агрегаты будут подвергаться действию сил сжатия или поперечных сил сдвига, наиример, если кремнезем в измельченном состоянии вносится в резину, структура таких агрегатов может быть легко раздроблена и разрушена до коллоидных размеров. Если первичные частицы кремнезема оказываются плотно упакованными, как в аэрогелях, то прилагаемые обычные механические усилия не способны раз-.дробить их на отдельные части, по крайней мере нельзя получать раздробленные кусочки, заметно меньшие по размеру. 500 нм. [c.767]

В области напряжений, где происходит упрочнение полимера за счет увеличения молекулярной ориентации, величина Рс с увеличением напряжения сдвигается в сторону меньших концентраций агрессивного агента. Это наблюдается, наиример, при испытании резины из СКС-30-1 в растворе НС1. При о=15 кгс1слс (средняя деформация около 100%) н., в то время как для [c.344]

Рассматриваемые коагуляционные структуры наиболее характерны для систем с относительно невысоким объемным заполнением, но с большим числом дисперсных частиц. Они особенно легко возникают, если частицы анизодиаметричны или их поверхность мозаична. Для образования таких структур доля поверхности частиц, занятая лиофобными участками, т. е. коагуляционными центрами, должна быть невелика, ибо в противном случае коагуляция приведет не к развитию рыхлых каркасов структурной сетки, а к созданию компактных агрегатов частиц, что привело бы к резкому уменьшению числа свободных частиц, которых не хватило бы для образования пространственной сетки. Это указывает на важную роль степени дисперсности частиц наполнителя в наполненных системах. Именно с коагуляционным структурообразованнем Ребиндер связывал усиливающее действие активных наполнителей. Если объемная концентрация наполнителя достаточно велика, то полимер, адсорбированный в виде пленки на поверхности, сам может образовывать пространственную сетку, пронизывающ,ую весь объем, и для структурирования не будет требоваться возникновения рыхлой коагуляционной структуры из частиц наполнителя. Наоборот, при малых содержаниях наполнителя образование коагуляционной сетки, согласно Ребиндеру, необходимо для упрочнения структуры. Такая сетка, сама по, себе малопрочная, упрочняется вследствие возникновения в ней, как на матрице, пленки упрочненного полимера. [c.260]

В этом разделе будет рассмотрена роль растрескивания и сдвиговой текучести в упрочнении полимеров, а также собственно рост трещины. Более подробное изложение затронутых вопросов читатель найдет в исчерпывающем критическом обзоре Камбура [440], в работе того же автора [443] и в приводимых ссылках. Влияние гетерогенности систем на разрушение обсуждается в обзоре [253]. [c.98]

Во-вторых, неупругая деформация твердого полимера всегда сопровождается ориентацией его макромолекул, что при-йодит к резкому изменений физико-механических свойств. Явление ориентационного упрочнения полимеров хорошо изучено И широко применяется при изготовлении пленок и йолокон. Ориентационную вытяжку полимера ниже его температуры стеклования или кристаллизации можно осуществить и в адсорбцион-но-активной среде. Удаление адсорбционно-активной среды после деформации полимера не приводит к восстановлению исходной структуры полимера, поскольку для устранения воз-Иикающей ориентации макромолекул необходимо егО нагревание выше температуры стеклований или плавления. Как былЬ показано выше, кроме Ориентации при холодной вытяжке полимера в адсорбционно-активной среДе возникает такЖе СиеЦифиЧескай высокодисперсная структура, которая не исчезает после удаления адсорбционно-активной среды, в связи с чем ее действие нельзя считать обратимым. [c.103]

П. полимерных материалов тесно связана с их деформационными свойствамп. Разрыв полимеров в большинстве случаев происходит в орпептированном состоянии, полученном либо предварительно (напр,, в В0Л0К1ШСТЫХ материалах), лпбо возникающем в процессе испытания на разрыв. Даже в хрупком состоянии П. полимера может сильно изменяться в зависимости от степени предварительной вытяжки. Предварительно ориентированный полимер представляет собой высокопрочный аш1зо-тропный материал. Основным фактором упрочнения полимера является молекулярная ориентация независимо от того, находятся ли волокна в кристаллическом или аморфном состоянин (см. Механические свойства полимеров). [c.195]

Крейзообразование — это не единственный механизм, объясняющий упрочнение полимеров каучуками при растягивающих напряжениях. Кроме упругой деформации обычно наблюдается некоторая сдвиговая текучесть, проявляющаяся в форме полос сдвига. Причем она является не просто дополнительным механизмом деформации ее следует считать, по-видимому, частью единого механизма упрочнения. В сдвиговых зонах молекулы ориентируются приблизительно параллельно приложенному растягивающему напряжению и, следовательно, перпендикулярно плоскостям, в которых образуются крейзы. Поскольку как инициирование, так и рост крейзов ингибируются вследствие ориентации именно в этом направлении, полосы сдвига оказывают влияние на торможение роста крейзов. По мере увеличения числа полос сдвига длина вновь образующихся крейзов уменьшается. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология