Наполнители химия поверхности

Введение наполнителей в полимеры приводит к появлению широкого спектра взаимодействий (от слабых физических до химических), возникающих на границе раздела полимер - наполнитель. Природа этих взаимодействий в значительной мере зависит от химии поверхности наполнителей. Соотношение различных типов взаимодействий, возникающих на границе раздела фаз, существенно влияет на механические, физико-химические, в том числе и термические, свойства полимеров и наполненной системы в целом. Очевидно, что химия поверхности дисперсных наполнителей - один из наиболее существенных факторов, влияющих на характер взаимодействия на границе раздела полимер - наполнитель и, следовательно, на свойства полимера. Химические свойства поверхности наполнителя и его состав особенно важны с точки зрения их влияния на термические свойства полимера и наполненной полимерной системы. [c.69]

Широко известна роль химии поверхности и адсорбции при поглощении отравляющих веществ и в гетерогенном катализе. С химией поверхности связана коррозия, приводящая к огромным потерям материалов и авариям и требующая создания устойчивых защитных покрытий. Химическое модифицирование поверхностей природных и искусственных материалов, наполнителей полимеров, формующих устройств для изделий из полимеров, строительных материалов, в частности полимерных, может придать этим поверхностям совершенно новые свойства. Например, химическая прививка к поверхности гидрофильного материала углеводородных групп делает эту поверхность устойчиво гидрофобной. Химия поверхности полупроводниковых материалов и изделий для микроэлектроники играет важную роль в современных электронных приборах. Химическое модифицирование поверхности используется и в этих случаях. [c.5]

Сажи. Графитированные сажи — неполярные дисперсные тела с весьма однородной поверхностью, свойства которой приближаются к свойствам базисной грани графита. Сажи широко применяются в различных отраслях промышленности главным образом как черные пигменты и наполнители резин. При неполном сгорании крем-нийорганических соединений образуются белые сажи. В зависимости от способа получения углеродные сажи различаются как дисперсностью, так и химией поверхности. [c.166]

Влияние наполнителей на полимеры является весьма многосторонним и сложным. Оно проявляется в изменении физических, механических, структурных, кинетических, термодинамических и химических свойств наполненных полимеров. В [109] развиты представления о структурной, кинетической и термодинамической активности наполнителей. Эти представления охватывают основные стороны влияния наполнителей на комплекс физико-химических и физико-механических свойств полимеров, а также на их структуру на разных уровнях ее организации. Следует отметить, что химия поверхности наполнителей играет важную роль в определении природы взаимодействия полимеров с наполнителем, а следовательно, во влиянии наполнителя на указанные выше параметры. [c.100]

Свойства различных типов аморфного кремнезема с высоким значением удельной поверхности, начиная от мельчайших коллоидных частиц и до макроскопических силикагелей, зависят в большой степени от химии поверхности твердой фазы. Это практически важно в технологии катализаторов крекинга, при обработке минерального сырья, использовании керамических изделий и адсорбентов. Аморфный кремнезем также непосредственно применяется в производстве кремнеземных наполнителей и загустителей в органических системах, включая краски, чернила, эластомеры и смазочные материалы. В течение последних 50 лет была получена достаточно ясная картина природы кремнеземных поверхностей, и на основе химического модифицирования таких поверхностей были получены новые продукты. [c.856]

Немалое влияние на внутренние напряжения в покрытиях и X деформационно-прочностные свойства оказывают пигменты наполнители, их концентрация, дисперс- ость частиц и химия поверхности [45—47, г [c.187]

В отличие от непористого аэросила белые сажи пористы. Структура (в частности пористая) и химия поверхности таких наполнителей остаются до сих пор во многих отношениях невыясненными, что затрудняет их применение и разработку новых технологических схем производства [1]. Нами проведена систематизация наиболее важных характеристик усиливающего действия белых саж. [c.59]

Усиление определяется количеством наполнителя, размерами и степенью агрегации частиц и химией поверхности наполнителя. В этой главе рассматривается влияние указанных характеристик на физические и механические свойства эластомеров. Рассмотрены также существующие термодинамические и вязкоупругие теории усиления. [c.253]

Химия поверхности наполнителей [c.257]

В предыдущих разделах рассмотрена химия поверхности и размеры первичных частиц наполнителя. Вместе с тем исследования показывают, что первичные частицы распределены в эластомерной матрице не беспорядочно. Действительно, многие наблюдения свидетельствуют о том, что усилению каучуков способствует сложная агрегация частиц наполнителей. Это справедливо как для углеродных, так и для белых саж. В усиливающих наполнителях идентифицированы два типа структур помимо первичных частиц агрегаты первичных частиц, которые связаны друг с другом чрезвычайно прочно, и слабо связанные друг с другом объединения агрегатов, называемые иногда агломератами. [c.259]

Следует отметить, что влияние методов введения наполнителей в полимеры на процессы их деструкции исследовано мало. Из имеющихся в литературе разрозненных и отрывочных сведений можно однозначно заключить, что способы формирования наполненных полимеров наряду с химией поверхности дисперсных наполнителей являются наиболее важными факторами, влияющими на термическую и термоокислительную стабильность полимеров. [c.107]

Впервые в мировой литературе обобщены результаты исследований термической и термоокислительной деструкции наполненных полимеров. Проанализировано влияние химии поверхности минеральных наполнителей и их природы на деструкцию крупнотоннажных полимеров карбо- и гетероцепных элементоорганических. Приведены данные о кинетике деструкции наполненных полимеров. Описаны методы расчета кинетических параметров и энергии активации процессов деструкции в различных режимах. [c.2]

Число работ по деструкции наполненных полимеров в последние годы возросло, однако систематические исследования по этому вопросу пока малочисленны. Кроме того, имеющиеся в литературе данные о деструкции наполненных полимеров в ряде случаев противоречивые, что, по-видимому, связано с различиями в удельной поверхности используемых наполнителей, в методах их подготовки и введения в полимеры, отсутствием или игнорированием сведений о химии поверхности дисперсных наполнителей. [c.4]

Введение в полимеры минеральных наполнителей с определенными химическими свойствами их поверхности может приводить к ускорению или ингибированию различных стадий процесса деструкции и изменению химизма этих реакций. Многообразие дисперсных минеральных наполнителей, существенно отличающихся химией поверхности, и различных классов поли- [c.4]

В настоящей книге предпринята попытка обобщить закономерности термической и термоокислительной деструкции наполненных полимеров с учетом того, что химия поверхности дисперсных минеральных наполнителей существенно влияет на эти процессы и что наполнители принимают непосредственное участие в высокотемпературных химических реакциях. [c.5]

Учитывая большую важность экспериментальных методик в исследовании деструкции полимеров, автор считал необходимым кратко рассмотреть методы, аппаратуру и приборы, используемые для этих целей, с учетом особенностей деструкции наполненных полимеров. Термическая и термоокислительная деструкция наполненных полимеров рассмотрена с учетом влияния химического строения и состава полимеров, а также химии поверхности и термических свойств дисперсных неорганических наполнителей. [c.5]

Кремнеземы. Среди дисперсных неорганических наполнителей полимеров эта группа является самой многочисленной и наиболее широко используемой для практических целей. Основой большинства кремнеземных и силикатных наполнителей служит диоксид кремния, имеющий более 20 различных модификаций. Химия поверхности диоксида кремния изучена достаточно хорошо [58-62]. Установлено, что средняя концентрация ОН-групп на поверхности кремнеземов составляет 7,0-9,5 мкмоль/м или [c.80]

Эти наполнители давно используются для термопластов и резиновых смесей. Природа связи и механизм взаимодействия полимерных молекул с поверхностью технического углерода изучены достаточно хорошо, однако работ по исследованию химии поверхности технического углерода и графита сравнительно мало [41, 93-96]. [c.91]

А. В Киселев и сотрудники [46, 133, 134, 1351 систематически исследовали влияние химии поверхности адсорбентов на адсорбцию полимеров из растворов. Они рассмотрели как влияние модифицирования поверхности высокодисперсных твердых тел, так и влияние химической природы частиц наполнителя на характер адсорбции. На рис. 57 представлена адсорбция полинеопентилфталата из растворов в гептане на различныхадсорбентах[133].Прежде всего нужно отметить, что прокаливание аэросила при 700° С снижает величину адсорбции на 20%. Величина удельной поверхности аэросила после термической обработки практически не меняется. Снижение адсорбции обусловлено, по мнению авторов, частичным удалением при прокаливании с поверхности аэросила гидроксильных групп. [c.67]

Несмотря на обширную литературу в области химии поверхности саж , до сих нор неясно, какие именно поверхностные группы играют главную роль в образовании связей полимер — наполнитель. Данные, приведенные на рис. 5.4, можно объяснить на основе кинетического анализа реакций образования поперечных связен и сцеплений полимер — наполнитель и сопоставить результаты этого анализа с характером активных центров, способных участвовать в образовании связей. [c.154]

С этой точки зрения физическая химия наполненных полимеров является частью коллоидной химии, поскольку основу ее составляет рассмотрение поверхностных явлений на границе раздела фаз дисперсный наполнитель,— полимер. К ним относятся явления смачивания,. адсорбции, адгезии релаксационные процессы в тонких слоях на границе раздела фаз явления, наблюдаемые при синтезе полимеров в присутствии высокоразвитой поверхности твердого тела, и др. 24, 25]. [c.9]

Адсорбционное взаимодействие поверхностно-активных веществ и полимеров на поверхности дисперсных наполнителей и механизм их активации. Толстая С. Н. Успехи коллоидной химии . М., Наука ,, 1973. [c.367]

Только с учетом всего многообразия факторов и процессов (собственно деструкция полимера, образование пространственных химических структур, химическое взаимодействие полимера и продуктов его деструкции с наполнителем, химия поверхности нанолнителя и ее изменение в процессе деструкции, образование нелетучих продуктов взаимодействия полимера с нанолнителем и их влияние на деструкцию полимера), протекающих при термоокислительной и термической деструкции наполненных полимеров, возможн надежная интерпретация экспериментальных данных," зование кинетических методов, приме- [c.129]

Химия поверхности кремнезема н силикатов имеет большое практическое значение в технологии крекингкатализаторов, процессах минерализации, керамике и производстве адсорбентов. Она также играет большую роль в производстве и использовании кремнеземистых наполнителей и сгустителей в органических системах, включая краски, тушь, эластомеры и смазочные масла. В течение последних 10 лет было получено гораздо более ясное представление о природе кремнезехмистых поверхностей и на основании нх химических видоизменений были получены новые продукты. [c.221]

Оксид алюминия. Оксид алюминия, чаше всего используемый в качестве дисперсного наполнителя эпоксидных и полиэфирных смол, получают синтетическим путем или из природного сырья (бокситов, корунда и т.п.) [55]. Химия поверхности оксида алюминия, в частности строение ее гидроксильного покрова, изучена достаточно хорошо [41, 58-62]. Если рассматривать гидроксильный покров AI2O3 как совокупность структурных ОН-групп и молекул прочно связанной воды (не удаляемой до 800-900 К), то концентрация ОН-групп на поверхности может составлять 12-13 групп/нм [58-62]. [c.75]

Эти химические процессы, протекающие на границе раздела, оказывают влияние на все физико-химические свойства полимеров, в том числе на их термическую и термоокислительную стабильность. Из изложенного следует, что химия поверхности наполнителей является одним из основных факторов, влияющих не только на их химическую, но и структурную, кинетическую и термодинамическую активность. Как показывает анализ структурной, кинетической, термодинамической и химической активности дисперсных наполнителей, это влияние не может быть всегда однозначно охарактеризовано даже для одной сравнительно простой системы полимер-наполнитель. Эта неоднозначность объективно связана с физическими и химическими характеристиками наполнителя и многофакторностью его влияния на свойства и структуру полимера на различных уровнях, а также свойств самого полимера на процессы взаимодействия с наполнителем. [c.103]

Роль химии поверхности наполнителя и метода получения наполненного полимера в процессе его термодеструкции хорошо прослеживается при рассмотрении особенностей разложения ПЭ, наполненного алюмосиликатами. Так, известно [155], что алюмосиликаты являются эффективными катализаторами разложения полиолефинов с образованием больших количеств газообразных и жидких продуктов (алканов, алкенов, ароматических соединений). Однако полимеризация этилена в присутствии ряда алюмосиликатов (каолин, перлит и др.) с образованием наполненного полиэтилена (норпласта) позволяет получить термостойкий композиционный материал, термостабильность которого увеличивается с наполнением. Это, по-видимому, связано как с стабилизирующим действием наполнителя, выполняющего роль ловушек радикалов [192], так и с образованием более упорядоченной структуры ПЭ, формируемой на стадии его синтеза [112]. [c.132]

Из имеющихся данных о термической и термоокислительной деструкции ПП и ПИБ следует, что эти полимеры еще более чувствительны к химии поверхности наполнителей, их содержанию в системе и методам ее получения, чем ПЭ. Это, по-ви-димому, связано с тем, что в макроценях этих полимеров содержатся третичные и четвертичные атомы углерода, связанные с малыми заместителями (группы СН3). Это обстоятельство способствует снижению прочности углерод-углеродных связей и отрыву атома водорода от третичного (ПП) и четвертичного (ПИБ) атома углерода, а в случае термоокисления этих полимеров - образованию гидропероксидных групп. Введение наполнителей в эти полимеры приводит, с одной стороны, к возникновению неравномерных напряжений по цепи за счет взаимодействия ее отдельных сегментов с твердой поверхностью, что способствует тепловому разрыву связей, обладающих более низкой прочностью (у третичных или четвертичных атомов углерода). С другой стороны, наполнители, содержащие на поверхности активные центры, участвующие в каталитическом разло- [c.142]

Модифицирование поверхности технического углерода, графита и алмаза прививка на ней функциональных групп определенного типа (СНз, С1, СООН или NH ) [99, 103, 241] позволило выяснить роль химии поверхности и структуры остова частиц углеродных наполнителей на термоокислительную стабильность полистирола и его сополимера с, дивинилбензолом, синтезированных в их присутствии. Обнаружено [103, 241], что с ростом энергии адсорбционного взаимодействия и степени прививки полимера, которые увеличиваются в ряду поверхностных функциональных групп H3< I< OOHтермоокислительная стабильность ПС. При наличии на г оверх-ности углеродных наполнителей функциональных групп одного типа термоокислительная стабильность наполненного ПС возрастает в ряду технический углерод < алмаз < графит, что обусловлено наличием в графите я-сопряженных структур, с которыми связаны поверхностные функциональные группы. Это приводит к их более высокой активности в процессах взаимодействия с инициаторами, мономером и образующимся полимером. [c.145]

Это неравенство хорошо известно также в химии поверхностей как условие растекания фазы 1 на поверхности фазы 2 с образованием дуплексной пленки, т. е. слоя, имеющего достаточную толщину для того, чтобы проявлять нормальное поверхностное натяжение на поверхности, противоположной поверхности раздела 1.—2. Таким образом, мы видим, что обычное условие смачивания поверхности эквивалентно постулированному нами термодинамическому условию, необходимому для усиленья. Общеизвестно, что жидкости с малой, потерхносткой энергией (малыми значениями 7х) будут растекаться на поверхности твердых тел с высокой поверхностной энергией (большими значениями Уг)- Невулканизованные неполярные каучуки фактически являются вязко-упругими жидкостями, обладающими низкой поверхностной энергией поэтому усиление каучуков должно быть широко распространенным явлением. На обоснованность этого утверждения указывает большое количество наполнителей, которые, по крайней мере, несколько увеличивают прочность каучука. Из аналогии с растеканием жидкостей на поверхности твердых тел также следует, что ван-дер-ваальсовы силы могут вызвать некоторый эффект усиления. [c.117]

Интерес к химии поверхности диоксидов титана и циркония связан с применением данных материалов в катализе и фотокатализе, в качестве пигментов и наполнителей полимеров, биоимплантантов и др. Диоксиды титана и, в особенности, циркония отличаются высокой химической и гидролитической устойчивостью и механической прочностью, что представляет интерес для их применения в качестве адсорбентов и разделительных мембран, работающих в агресивных средах. Вероятно, главное отличие поверхности диоксидов титана и циркония от поверхности кремнезема состоит в наличии центров льюисовской кислотности и основности, которые во многом определяют адсорбционные и каталитические свойства, а также вносят определенную специфику в стратегию химического модифицирования [c.57]

Под коллоидной химией понимают науку о поверхностных явлениях и дисперсных системах . К поверхностным явлениям относятся процессы, пронсходящне на границе раздела фаз, о меж-фазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряженных фаз. Каждое тело ограничено поверхностью, и поэтому объектами коллоидной химии могут быть тела любого размера. Однако поверхностные явления проявляются сильнее всего в телах с высокоразвитой поверхностью, которая придает им новые важные свойства. К таким телам относятся поверхностные слои, пленки, нити, капилляры, мелкие частицы. Совокупность этих дисперсии вместе со средой, в которой они распределены, образует дисперсную систему. Дисперсные системы являются наиболее типичными и вместе с тем сложными объектами коллоидной химии, потому что в них проявляется все многообразие поверхностных явлений, формирующих особые объемные свойства этих систем. Именно такими системами является большинство окружающих нас реальных тел. Отсюда все основания называть пауку о поверхностных явлениях и дисперсных системах физикой и химией реальных тел. Все тела, как правило,— это полпкристал-лнческпе, волокнистые, слоистые, пористые, сыпучие вещества, состоящие из наполнителя и связующего, находящиеся в состоянии суспензий, паст, эмульсий, пен, пыли и т. д. Почва, тела растительного и животного мира, облака и туманы, многие продукты пронз-водства, в том числе строительные материалы, металлы, полимеры, бумага, кожа, ткани, продукты питания —все эго дисиерсные системы, особые свойства которых изучает коллоидная химия. [c.9]

Требования, предъявляемые к свойствам искусственного графита, получаемого по традиционной электродной технологии, техникой высоких температур, химией, различными отраслями машиностроения и сводящиеся в основном к повышению прочности, жестче требований, предъявляемых к свойствам, которыми обладает в настоящее время этот графит. Получение высокопрочных графитов рассмотренными выше методами классической электродной технологии ограничено прочностью кокса из пекового связующего. Повышение прочности таких графитов путем использования дисперсного наполнителя, обеспечивающего большую поверхность контакта со связующим, и пропиток различными импрегнатами, также ограничено. Это вынуждает исследователей искать новые пути получения вьюокопрочных материалов. [c.188]

Применительно к глинам, глинистым минералам и другим высокодисперсным системам теория лиофильности, разработанная А, В. Думанским, нашла свое дальнейшее развитие в работах отделов Института коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского АН УССР 12—22]. В них дана количественная оценка лиофильности твердых поверхностей по величинам теплот смачивания, структурносорбционным характеристикам, диэлектрическим показателям, электрической спектроскопии и другим физическим и физико-химическим параметрам. Взгляды А. В. Думанского широко используются при изучении вопросов получения сорбентов, катализаторов, наполнителей, пластификаторов, полиэлектролитов, гетерогенных систем, металлополимеров, сахаристых веществ, кондиционированной воды, ионообменных смол, гранулированных ионитов, коллоидных растворов, структурированных неньютоновских жидкостей и различного рода материалов на их основе, а также при создании теории сорбционных и ионообменных процессов как в живой, так и неживой природе. [c.222]

Основные научные работы посвящены коллоидной химии. Детально изучил проблему лиофиль-ности твердых дисперсных тел и физико-химическую механику водных и неводных дисперсий минералов. Установил механизм взаимодействия различных дисперсных минералов с полярными и неполярными дисперсионными средами и определил толщину сольватных слоев на их поверхности. Показал роль гидрофильности в процессах струк-турсобразования. Разработал научные принципы получения новых дисперсных материалов (адсорбентов, наполнителей, структурообразовате-лей с заданными свойствами) и коллоидных систем (промывочных жидкостей, керамических масс, формовочных материалов и др.). [82, 177] [c.370]

ОД1Ш и TOI же процесс (панр., бори рование, силицирование) осуществляют разными способами. Так, для газофазного насыщения довольно часто используют порошковую смесь нужного состава. Эта смесь служит насыщающей средой, а перенос диффундирующего элемента к насыщаемой новерхности (и образование покрытий при взаимодействии с материалом основы) происходит через газовую фазу (см. Газофазные покрытия). Осн. компоненты порошковой смеси активная составляющая, содержащая диффундирующий элемент (порошки чистых элементов, их сплавов и хим. соединений) инертный наполнитель (напр., порошок тугоплавкого инертного окисла) и активатор (обычно галоген- или кислородсодержащие вещества, разлагающиеся при т-ре ниже т-ры насыщения). Использование порошковой смеси дает возможность насыщать поверхность изделий практически любым хим. элементом. Если процесс ведут в герметичных контейнерах с плавким затвором, это обеспечивает наиболее высокую скорость увеличения толщины покрытия, хорошее его качество. При всех способах скорость образования и увеличения толщины покрытий, их структура, фазовый и хим. состав, эксплуатационные св-ва определяются активностью насыщающей среды, т-рой и продолжительностью насыщения, условиями охлаждения или термообработки после насыщения, хим. составом материала основы. Т-ра и продолжительность образования покрытий изменяются в широких пределах в зависимости от материала основы, диффундирующих элементов, от назначения покрытия и предполагаемых условий его эксплуатации. Обычно диффузионное насыщение сталей, чугунов и цветных тугоплавких сплавов проводят при т-ре 500—1100° С и выдержке от 1 до 12 ч. Толщина полученных таким способом нокры- [c.384]