Эластичность реального каучука

Эластичность реального каучука [c.165]

Здесь и в дальнейшем в качестве показателя степени вулканизации используется значение модуля при 300%-ном удлинении. Уже упоминалось, что вулканизация заключается в образовании поперечных связей между молекулами полимера. Исходя из статистической теории эластичности каучуковых сеток, Флори с сотр. показали, что в равновесных условиях модуль растет с увеличением числа поперечных связей в единице объема каучука. Несмотря на то что в реальных смесях и в лабораторной практике наблюдаются отклонения от идеальной прямой, модуль считается наиболее точным и целесообразным показателем. [c.133]

Совокупность параметров и количественных зависимостей, описывающих свойства идеальных сеток, была широко использована для изучения зависимостей структура — свойства реальных вулканизатов. К настоящему времени хорошо установлено, что прочность и эластичность вулканизатов возрастают с увеличением доли активной части сетки, т. е. с увеличением молекулярной массы и сужением молекулярно-массового распределения сшиваемого каучука, уменьшением его разветвленности, снижением содержания золь-фракции и других дефектов сетки. Однако количественного описания этих зависимостей до сих пор не найдено и они являются качественными. В полной мере это справедливо для описания свойств вулканизатов в зависимости от густоты сетки. В соответствии с уравнениями (10.1—10.3) следует ожидать монотонного изменения разрывного напряжения в образце с увеличением концентрации активных цепей. Однако такую зависимость наблюдали только при квазиравновесном способе деформации вулканизата [15, с. 180]. При растяжении с конечной скоростью прочность при растяжении с увеличением густоты сетки изменяется по кривой с максимумом (рис. 10.8). Известны многочисленные [c.222]

Кроме выводов, которые могут быть сделаны в отношении механических свойств волокна, результаты этих исследований указывают также на наличие в расплав-.ченных пластиках высокоэластических напряжений и на ползучесть пластиков под действием деформирующей силы. Они подчеркивают то общее положение, что во всех реальных твердых полимерах обнаруживаются элементы высокой эластичности. Важное значение имеет и обратное положение каучуки обладают элементами жесткий структуры, особенно когда они упорядочены путем растяжения. [c.33]

Высокоэластическое состояние, как мы видели, зависит от возможности беспорядочного теплового движения элементов цепи, связанного с вращением вокруг одиночных связей. В Лю бом реальном веществе такое вращение не может быть полностью свободным от ограничений, обусловленных наличием соседних атомных групп, как той же самой молекулы, так и соседних молекул. Свобода вращения будет функцией относительных величин тепловой энергии вращающихся групп по сравнению с потенциальным барьером, который нужно преодолеть, чтобы вращение могло наступить. Потенциальный барьер вряд ли значительно зависит от температуры, тогда как средняя тепловая энергия увеличивается с увеличением температуры. Вероятность того, что данная группа будет преодолевать потенциальный барьер, определяется множителем Больцмана вида и будет, следовательно, экспоненциально возрастать с температурой. Такое быстрое изменение приводит к тому, что при низкой температуре вращение почти не будет иметь места. В этом состоянии каучук больше не обладает высокой эластичностью — он становится твердым и жестким, подобно стеклу. [c.20]

Эластичность реального каучука. Деформация реального каучука никогда не является полностью высокоэластической. Условие независимости внутренней энергии от деформации выполняется только приближенно и при не слишком больших растяжениях. (порядка нескольких десятков процентов при комнатной температуре). При больших деформациях в ряде каучуков начинает развиваться кристаллизация (например, в натуральном каучуке, бутилкаучуке или полихлоропрене), приводящая к возникновению существенной зависимости внутренней энергии от деформации и, следовательно, к изменению природьг эластичности. В случае некристаллизующихся каучуков (бутадиеновых каучуков) при больших деформациях также возникает зависимость внутренней энергии (или объема) от величины деформации, т. е. наряду с высокой эластичностью проявляется упругость кристаллического типа. В последнем случае изменение механизма упругости вызвано тем обстоятельством, что в сильно деформированном образце гибкость выпрямленных цепей весьма ограничивается приложенными растягивающими силами. Иначе говоря, при большой деформации растяжения выпрямленная цепь ведет себя, как жесткая молекула. Вследствие этого дальнейшее развитие деформации приводит к проявлению упругости, характерной для кристалла. [c.200]

XIII. Краткое обсуждение других теорий эластичности реального каучука [c.130]

Помимо изложенного следует еще отметить существенное влияние, которое оказывает температура на степень отклонения свойств реального каучука от свойств идеального. При повышении температуры, вследствие изменения соотношения между энергией взаимодействия и энергией теплового движения молекул, возрастает подвижность всей цепной молекулы, что вызывает появление текучести. Таким образом, повышение температуры приводит к тому, что, помимо высокоэластической части деформации, становится заметной и даже может стать преобладающей пластическая часть деформации. С другой стороны, понижение температуры, увеличивая влияние энергии взаимодействия между звеньями по сравнению с влиянием энергии их теплового движения, может привести, к тому, что звенья цепи потеряют подвижность, и способность цепи изгибаться не смсжет быть реализована (явление застеклования каучука). В этом случае высокоэластическая деформация резко уменьшается и проявляется только упругая часть деформации. При сильном охлаждении каучук становится твердым и малодефор-мируемым. Эти две области температур (область размягчения и область появления текучести) ограничивают проявление высокоэластических свойств. Ясно, что слабая вулканизация, затрудняя текучесть, расширяет температурную область высокой эластичности. [c.201]

Слабый сигнал а-перехода могут обусловить эти сильно разреженные области, но более вероятной причиной реально наблюдавшихся достаточно больших обратимых деформаций (но не в тысячи, как в каучуках, а в десятки процентов) является обратимое химическое течение, при котором возникает после разрыва части цепей в разреженных областях ситуация, похожая на описанные в конце разд. ХП. 2. Разреженные области становятся еще более разреженными, а сгущенные оказываются связанными относительно небольшим числом линейных или слабо разветвленных цепей. Как видим, снова крупные блоки ( глобулы , сгущения) связаны между собой эластичными жгутами, которые, собственно, и определяют а-переход, регистрируемый механически. Переход обратим при условии, что разорванные цепи при снятии нагрузки рекомбинируют. Но и в этом случае обратимость не может считаться полной реком- [c.311]

Для придания высокодеформируемой структуры веществу, которое само по себе способно только к небольшим эластическим деформациям, используются два основных принципа открытой сетки и спиральной молекулы. Ранние теории эластичности каучука основаны либо на одном, либо на другом (а иногда на обоих) принципе. Одно время очень популярной была двухфазная модель, предполагающая, что структура открытой сетки состоит из жесткоупругих компонентов, погруженных в подобную жидкости среду, которая в принципе не вносит вклад в эластические сократительные силы, но заполняет ячейки сетки. Предположение, что каучук содержит два разных компонента, находило подтверждение в различных фактах. Один из них заключался в том, что натуральный каучук не полностью растворим в таких растворителях, как бензин. Одна часть — так называемая золь-фракция — легко переходит в раствор, в то время как другая — гель-фракция — остается нерастворимой или же растворяется очень и очень медленно. Считалось, что эти две части различаются химически, хотя их точное строение не было ясно. В соответствии с этими представлениями казалось реальным предположение, что нерастворимый (и более жесткий) из компонентов структуры является эластичным он способен выдерживать приложенную нагрузку, в то время как растворимый, более жидкий компонент играет роль нейтральной среды, разделяющей элементы более жесткой структуры, но не препятствующий их перемещению. [c.52]

Вклад энергетической составляющей в величину модуля эластичности тем больше, чем интенсивнее межмолекулярное взаимодействие в полимере, чем легче макромолекулы ориентируются при растяжении (вплоть до образования кристаллических структур). При этом оп возрастает для эластомеров с полярными заместителями (например, полихлоропреи, бутадиен-нитрильные каучуки и др.) или эластомеров, построенных из однотипных мономерных звеньев (каучуков регулярного строения, таких, как цисЛЛ-полиизопрен). Кристаллизация, которая наблюдается, как правило, при высоких степенях растяжения, приводит к существенным отклонениям экспериментальной кривой нагрузка — удлинение от теоретической. Модуль эластичности резко возрастает. При кристаллизации выделяется тепло, что сильно увеличивает разогрев деформируемого эластомера. Таким образом, закономерности деформации реальных эластомеров заметно отличаются от закономерностей деформации идеальных каучуков [36—44]. [c.88]

Это уравнение позволяет определить, какая часть деформации в реальных условиях падает на энтропийное изменение системы (т. е. следует молекулярно-кинетическому механизму эластичности) и какая часть связана с изменением внутренней энергии (т. е. является упругой деформацией) или со вторичными явлениями, в частности, с кристаллизацией каучука. Для этого по экспериментальным данным строят график а=/(Г). Очевидно, что в случае чисто высокоэластической деформации прямая o=f T) должна пройти через начало координат. В случае сложного характера эластичности ррямая отсекает от оси [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология