Ударная прочность эластомеров

Пластики и эластомеры используются также в полях излучения в виде разнообразных изделий (например, прокладок, изоляции, клапанных мембран колец, шлангов, контейнеров и замедлителей нейтронов). Поскольку замена устойчивыми материалами вроде металлов не всегда возможна, то необходимо обсудить изменения механических свойств пластиков и эластомеров при облучении. Основные происходящие изменения объясняются сшивкой и деструкцией молекул материала (см. также гл. VI). В случае полиэтилена — типичного сшивающегося полимера сшивка сопровождается образованием газа и некоторой ненасыщенности. При продолжительном облучении материал становится твердым и хрупким веществом темного цвета. Характерные кривые удлинение — напряжение показаны на рис. 41. Разрывная нагрузка первоначально возрастает с дозой, а затем уменьшается. Модуль эластичности возрастает, а удлинение быстро уменьшается с дозой. Ударная прочность быстро возрастает с дозой, тогда как свойство растягиваться исчезает. [c.324]

Включение частиц каучука в матрицу хрупкого пластика, как и следовало ожидать, очень существенно повышает его ударную прочность. И действительно, этот факт является главной причиной использования эластомеров в смесях и привитых сополимерах [775]. Упрочнение таких материалов (по сравнению с исходным полимером) наблюдается и при других (помимо удара) условиях воздействия, таких как простое медленное растяжение и длительное статическое и динамическое нагружение, вызывающее усталость. Предполагают, что во всех этих случаях важную роль играют несколько механизмов деформирования их соотношение в суммарном процессе может зависеть от полимера и природы воздействия. [c.89]

Реакции разрыва и сшивания цепей сопровождаются значительными изменениями физических свойств эластомеров. Изменения мягкости или твердости, прочности на разрыв, ударной прочности, прочности на раздир, стойкости к растрескиванию при изгибе, удлинения при разрыве и т. д. являются определенной, но в большинстве случаев неизвестной функцией степеней деструкции и сшивания . Все эти изменения свойств полимера позволяют получить представление только о суммарном эффекте указанных двух процессов, но ничего не говорят об их абсолютных скоростях. В некоторых случаях удается подавить сшивание и выделить процесс деструкции, удалив молекулы на значительные расстояния друг от друга, например проводя реакцию в растворе или даже в частично набухшем геле. Так, каучук GR-S, который структурируется и отверждается при нагревании или окислении в твердом состоянии, быстро деструктирует при аналогичной обработке в растворе [107, 108]. Однако экстраполяция результатов опытов в растворе к свойствам в твердом состоянии очень трудна. [c.167]

Однако наряду с макромолекулами исходных полимеров деструктируются и вновь образующиеся полимерные цепи и, помимо рекомбинации радикалов, возможны реакции передачи цепи, диспропорционирования и др. Продукты механокрекинга, как правило, содержат смесь привитых сополимеров, разветвленных и сшитых гомополимеров. Поэтому для практич. применения Б., как правило, не выделяют из реакционной смеси продукты механохимич. синтеза часто используют в смеси с соответствующими гомополимерами. Б этом случае важна только воспроизводимость состава и свойств таких систем. Механохимич. метод применяют в основном для получения Б. на основе различного рода эластомеров с целью улучшения их физико-механич. свойств (жесткости, прочности и т. д.), а также для повышения ударной прочности ряда более жестких полимеров (полистирола, поливинилхлорида и др.) путем их блоксополимеризации с эластомерами. [c.135]

В практических целях такие неупругие элементы в виде блоков или примеси полимера с низкой Г" (как правило, это эластомеры) сознательно вводят в пластмассы или стекла, чтобы придать им ударную прочность (ударопрочный полистирол, АБС-пластики и т. п.), т. е. понизить предел хрупкости. По вполне понятным причинам ударная прочность коррелирует с положением и шириной области высоких механических потерь, как раз характеризующих диссипацию энергии, т. е. неупругий ответ полимера на быстрое воздействие. [c.101]

В 70-х гг. в ряде стран начато промышленное производство атмосферостойких и прозрачных модификаций ударопрочного П. При этом ненасыщенный бутадиеновый каучук заменяют на насыщенные эластомеры (акрилатные, этилен-пропиленовые, хлорированный полиэтилен и др.). Прививка С. на эти эластомеры протекает значительно труднее. Применяют специальные методы — химич. модификацию эластомера, добавляют сшивающие агенты. Все же эти продукты обладают сравнительно более низкой ударной прочностью, чем сополимеры на основе каучука. Прозрачный гетерогенный материал можно получить, уменьшая размер ча- [c.272]

Одним из самых старых и, безусловно, наиболее важных способов приготовления полимерных композиций является смешение. В этой главе будут рассмотрены способы получения композиций на основе полимера и диспергированного в нем эластомера, в частности механическое смешение, смешение путем прививки и др. Некоторые из таких материалов широко известны благодаря своей высокой ударной прочности, другие же не являются сколь-нибудь существенно упрочненными, однако представляет интерес их морфология. [c.76]

Весьма перспективно применение микрокапсулированных эластомеров, к-рые вводят в жесткие пластики на стадии синтеза материала или его переработки с целью улучшения комплекса механич. свойств (в первую очередь ударной прочности). [c.126]

ХПЭ-эластомеры представляют интерес как немигрирующие огнестойкие эластификаторы, повышающие ударную прочность многих термопластов. Наиболее широко в пром-сти применяют композиции поливинилхлорида и 12—14% ХПЭ с мол, массой (200—500)-10 , содержанием хлора 40%, вязкостью по Муни ок. 90. Введение ХПЭ-эластомера облегчает переработку композиций при экструзии, понижает темп-ру изготовления изделий, уменьшает их усадку. Атмосферо- и химстойкость таких композиций, используемых при изготовлении листов, труб, емкостей для транспортировки конц. к-т (напр., 93%-ной серной), изоляции кабелей, устройства водостоков, производства строительных панелей и др., значительно выше, чем композиций, содержащих в качестве эластификаторов непредельные каучуки, напр, бутадиен-нитрильные. В такие композиции можно вводить большие количества наполнителей, повышая т. обр. эксплуатационные свойства изделий и снижая их стоимость. Из композиций ХПЭ с поливинилхлоридом и сополимером акрилонитрил — бутадиен — стирол (сополимер АБС) изготовляют гибкие и износостойкие каландрованные листы. [c.12]

В простых механических смесях обычно преобладает полимер (жесткая фаза), а частицы диспергированного эластомера имеют размер в несколько микрон. Сдвиговые деформации при механическом перемешивании приводят к частичной деструкции полимера и, следовательно, к образованию свободных радикалов. Эти радикалы могут вступать в реакции, в результате которых получается небольшое число молекул привитых сополимеров. Число и роль полученных таким образом макромолекул привитых сополимеров, очевидно, зависят от способа перемешивания [163]. По сравнению с исходным пластиком для таких смесей наблюдается значительное повышение ударной прочности даже в тех случаях, когда прививки не происходит. [c.55]

Как уже упоминалось выше, прочность материала при ударе зависит как от количества включенного эластомера, так и от способа приготовления полимерной смеси. На рис. 3.15 показано влияние этих двух переменных на ударную прочность по Изоду смеси [c.89]

Рис. 3.15. Влияние типа смеси и количества эластомера на ударную прочность смеси полибутадиен/полистирол [376, 531]

Другой, более эффективный подход к решению задачи повышения ударной прочности стеклообразных полимеров — модификация их каучуками [1, 6—10]. В этом случае определенное количество эластомера, обычно 5—20 мае. ч., вводится в жесткую стеклообразную матрицу в виде дисперсной фазы. В результате получается продукт, который обладает значительно большим сопротивлением разрушению, чем исходный полимер возрастают ударная прочность, удлинение при разрыве и работа разрушения, понижается хрупкость. При этом неизбежно несколько уменьшаются модуль упругости и разрушающее напряжение при растяжении, теряется прозрачность и увеличивается вязкость расплава, но все эти потери незначительны по сравнению с преимуществом в увеличении сопротивления разрушению. Упрочненные эластомерами полимеры обладают лучшим комплексом свойств по сравнению с исходными, поэтому для промышленности они выгоднее, несмотря на более высокую стоимость. [c.83]

Принцип снижения хрупкости матричного полимера путем диспергирования в нем частиц эластомера, впервые реализованный на полистироле, нашел широкое применение в современной технологии. На этом принципе основано повышение ударной прочности полипропилена, поливинилхлорида, полиэпоксидов и других материалов. [c.24]

Например, композицию на основе ПВХ с повышенной ударной прочностью предложено получать смешением 60— 97 вес. ч. ПВХ и 40—3 вес. ч. эластомера, синтезированного путем последовательной прививки стирола и метилметакрилата к сополимеру бутадиена (55—60 вес.%), бутилакрилата (8—13 вес.%) и стирола (30—38 вес.%) [899, 900]. [c.442]

Для получения прозрачной с повышенной ударной прочностью композиции на основе ПВХ предложено [901] смешивать ПВХ с двумя эластомерами, имеющими различные коэффициенты преломления. Меняя соотношение эластомеров в смеси, добиваются равенства коэффициентов преломления ПВХ и эластомеров. [c.442]

Наряду с достоинствами — хорошими магнитными свойствами и высоким удельным электрическим сопротивлением— ферриты имеют и ряд недостатков, одним из которых является низкая ударная прочность и хрупкость, что ограничивает, а в некоторых случаях делает невозможным применение их в технике. Однако магнитные и диэлектрические свойства ферритов незаменимы при использовании их в качестве порошкообразных наполнителей для эластомеров. При этом тип ферритового наполнителя (магнитномягкий или магнитнотвердый) определяет соответствующие свойства эластичных магнитных материалов, т. е. получаются магнитномягкие или магнитнотвердые резины. [c.63]

Ударная прочность. Устойчивость к ударным нагрузкам играет решающую роль в успешном применении пластмасс в качестве конструкционных материалов. Введение частиц каучука в матрицу хрупкого полимера значительно повышает его ударную прочность. В этом состоит главная причина использования эластомеров в смесях. Прочность полимерной системы при ударе определяется содержанием эластомера и способом получения смеси (рис. 17) [59, 60]. Существуют оптимальные концентрации и размеры фазовых доменов, зависящие от природы компонентов. В таких материалах, как полиолефины, поливинилхлорид, полистирол, содержание эластомера обычно не более 10—15%. Если размеры доменов больше или меньше оптимальных, прочность снижается. С уменьшением размера частиц уменьшаются расстояния между ними, что приводит к концентрацин напряжений, достаточных для того, чтобы обойти или разрушить частицу каучука [61]. Взаимодействие полей напряжений частиц, близко расположенных друг к другу, также благоприятствует развитию трещин. Фактическая площадь поверхности итоговой трещины тем больше, чем больше поверхность частиц каучука. Наименьший эффективный размер частиц, естественно, определяется вы- [c.28]

Прочность, о значительном влиянии эластомеров на битумные материалы, даже при очень низких концентрациях, свидетельствует испытание на прочность — ударную вязкость, впервые разработанное Бенсоном 17] и несколько модифицированное другими авторами. По этому методу измеряют силу, необходимую для удаления с постоянной скоростью из образца битума стальной полусферической головки (рис. 7.8). Головку вначале погружают в расплавленную битумную смесь, помещенную в соответствующий контейнер. После выдержки при комнатной температуре включают двигатель и с помощью приборов измеряют силу и величину удлинения битумной нити. По этим данным строят кривую (рис. 7.9). Прочность — это работа, представленная общей площадью, занятой кривой, а ударная вязкость представлена площадью, заключенной между кривой при высокой степени удлинения и проекцией кривой непосредственно от пика на ось. Результаты выражаются в см-кгс. [c.223]

Значительный интерес представляет предложенный немецкими авторами [58] эластомер, получаемый сополимеризацией 80—90% бутадиена и 20—10% пиперилена на каталитической системе, состоящей из магнийорганического соединения и тетрагалогеиида титана. Сополимеры содержат 70% звеньев 1,4-цис-конфигурации и менее 10% звеньев в 1,2 положении и обладают необычайно, хорошей сшиваемостыо. По морозостойкости полимер превосходит серийный каучук СКД. Предложено использовать этот сополимер как основу для получения приви тых полимеров при взаимодействии его со смолообразующими мономерами для повышения ударной прочности смолы. [c.15]

Рисс и сотр. [18] считают, что предварительная обработка эластомерами, химически взаимодействующими с УВ, благоприятно сказывается на Тсд композита (тсд повышается с 56 до 89 МПа). Помимо этого, эластомер выполняет функцию демпфера, в результате чего повышается ударная прочность композита. [c.321]

АБС-пластик-непрозрачный, обычно темноокрашенный материал, обладающий высокими влаго-, масло-, кислото-и щелочестойкостью, устойчивостью к действию орг. р-ри-телей. По мех, прочности, ударной вязкости, теплостойкости и жесткости превосходит ударопрочный полистирол, Атмосферостойкость пластика относительно невысока, что обусловлено присутствием в макромолекуле каучука не-насыщ, связей. Повышение атмосферостойкости достигается заменой полибутадиена на насыщ, эластомер, напр, бу-тилакрилатный (ААС-пластик), бутилкаучук, двойной эти-лен-пропиленовый, хлориров. полиэтилен. Прозрачную модификацию пластика получают, используя 4-й мономер-метилметакрилат (при этом повышается и атмосферостойкость сополимера). [c.19]

Вследствие различия между коэффициентами расширения и модулем упругости углеродного волокна и матрицы получаемые композиции характеризуются низкой ударной прочностью. Для устранения этого недостатка разработаны два способа предварительной обработки волокна. Один из способов заключается в том, что к углеродному волокну прививается полимер, совместимый с матрицей, другой способ предусматривает присоединение эластомера, который непосредственно прилегает к поверхности волокна и служит своеобразным амортизатором межслоевых напряжений на границе углеродное волокно — матрица. [c.289]

Наибольшее значение среди привитых полимеров имеют ударопрочные пластмассы, получаемые прививкой эластомера на основную макромолекулу стеклообразного полимера. 5—15 объемн. % эластомера повышают ударную прочность во много раз, это объясняется существованием привитого эластомера в виде частичек отдельной фазы. [c.22]

Рис. 7.8. Определение, прочности и ударной вязкости битума а — без эластомера б — с эластомером.

При этом вследствие реакции передачи цепи может происходить также образование привитых сополимеров. Механохимиче-скнй метод используют для получения блок- и привитых сополимеров на основе различных каучуков с целью улучшения их физико-,механических свойств (жесткости, прочности и т. д.), а также для повышения ударной прочности ряда жесткоцепных полимеров (эфиры целлюлозы и др.) за счет их модификации эластомерами. [c.66]

Наиболее известны три основных метода приготовления смесей с заданными жесткостью или ударной прочностью. Первоначально смеси получали механическим смешением компонентов (метод 1). Смеси поливинилхлорида и сополимера бутадиена с акрплонитри-лом и сейчас получают этим способом, хотя и видоизмененным. Полистирол высокой ударной прочности также получают механическим смешением с линейным полибутадиеном. Но сейчас чаще используют метод получения привитого сополимера в растворе, когда эластомер растворяют в стироле и при перемешивании проводят полимеризацию последнего (метод 2). Важные в промыш-ленном отношении сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-полимеры) получают эмульсионной полимеризацией (метод 3). Этот способ представляет собой разновидность метода 2 с той лишь разницей, что жесткий компонент прививают на частицы латекса эластомера. [c.76]

Примером микродисперсных сетчатых полимеров являются модификаторы ударной прочности, построенные по принципу эластомерное ядро - жесткая оболочка . Например, ударопрочный полистирол получают прививкой жесткого полимера к сшитому эластомеру методом эмульсионной полимеризации при этом возникает задача разделения сшитого полимера и несшитого эластомера с привитым сополимером. В тех случаях когда сшитое ядро имеет размеры около 100-200 нм, немного превышающие размеры макромолекул, традиционные методы разделения - фильтрация и центрифугирование растворов - оказываются неэффективными, применение ГПХ дает наилучший результат. [c.119]

Наибольший эффект при пластификации жестких эпоксидных смол эластомерами для повышения их ударной прочности [38—43] достигается введением в олигомерные связующие низкомолекулярных каучуков, способных химически взаимодействовать с компонентами связующего. Совместимость каучука с отверждающейся эпоксидной системой зависит от его полярности и природы реакционноспособных групп. В зависимости от скорости взаимодействия такого каучука с эпоксидным олигомером и его отверждения молекулы каучука могут быть диспергированы в структуре полимера или выделиться в виде отдельной фазы, причем в последнем случае наблюдается максимальный усиливающий эффект. На рис, 3.6 приведена зависимость температуры стеклования эпоксиноволачного полимера от содержания каучука. Каучук ПДИ-ЗАК совмещается со смолой [c.63]

Полиуретаны — относительно новый класс полимерных соединений, получаемых взаимодействием диизоцианатов с различными полифунк-циональными соединениями, содержащими гидроксильные группы. В промыщленности полиуретаны используются в виде пенопластов, эластомеров, покрытий, волокон. Наиболее широко применяются пенополиуретаны, преимуществами которых являются высокая ударная прочность, низкая плотность, а также возможность получения на их основе материалов с широким диапазоном физико-механических свойств. Мягкие пенопласты обладают высокой упругостью, а жесткие пенопласты сочетают высокую прочность с хорошими изоляционными свойствами. Широкому использованию пенопластов способствуют также экономичность методов их производства и широкие возможности выбора технологического процесса. [c.236]

Огромные возможности процесса сонолимеризации видны на примере модификации свойств полистирола. Полистирол — хрупкий пластик с низкой ударной вязкостью и малой устойчивостью к действию растворителей. По этим причинам он имеет сравнительно ограниченную практическую ценность. При сонолимеризации и терполимеризации стирола свойства полимера улучшаются, что значительно увеличивает его практическую полезность. В результате годовое производство полимерных продуктов, содержащих стирол, все время увеличивается. Сополимеры и терполимеры стирола находят примеиепие не только в качестве пластиков, но и в качестве эластомеров. Так, например, сополи-мерпзация стпрола с акрилонитрилом приводит к увеличению ударной прочности сополимера и повышению стойкости его к растворителям, тогда как при сонолимеризации с бутадиеном образуются сополимеры, обладающие эластическими свойствами. Терполимеризация стирола с акрилонитрилом и бутадиеном улучшает все эти свойства одновременно. [c.334]

ПВХ и этилен-пропиленовых эластомеров, которые обычно несовместимы. Исходя из соображений морфологии, Натта [243] предлагает также использовать поли (этилен-со-пропи-лен)-пр-стирол] для повышения ударной прочности полистирола. Гезнер [246] и Васильев [245] с той же точки зрения изучали морфологию синтетического и натурального каучуков. [c.199]

В работах [46—48] обобщены результаты исследований динамических механических свойств композиции на основе ДГЭ ДФП и бута-диен-акрилонитрильного каучука в широком диапазоне температур и концентраций. Авторы [46] выявили корреляцию динамических механических свойств с наблюдаемыми морс юлогическими и предельными механическими характеристиками. Изменение б с температурой в зависимости от состава композиции позволяет оценить качественную картину степени смешения двух фаз. Получены доказательства наличия фазовой инверсии при высоких содержаниях эластомера в процессе отверждения, а также данные, свидетельствующие об образовании химического соединения каучука с эпоксидом. Установлена корреляция между высотой низкотемпературного пика механических потерь и ударной прочностью при условиях, которые соответствуют существованию дискретных эластомерных частиц. [c.85]

Пример №2. Еше в 40-х годах для повышения ударной прочности xpvniбыла создана гамма ударопрочных полимерных материалов с весьма сложной структурой. Фундаментальные исследования о влиянии добавок эластомеров на разрушение стеклообразных поли,черов начались значительно позже, когда уже существовала крупнотоннажная промышленность пронзводства ударопрочных пластиков. В настоящее время существует по крайней мере шесть или семь теорий такого упрочнения [24, 25], но все они носят качественный характер и не обладают предсказательной силой. [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология