Прочностные свойства эластомеров

В седьмом обзоре дан анализ влияния характеристик дисперсной фазы и системы каучук-наполнитель на упругие и прочностные свойства эластомеров. [c.4]

Прочность является весьма сложной функцией упругих и релаксационных свойств полимерной системы [2, 88, 92, 93]. Заметим, что сами эти параметры непрерывно меняются в процессе деформирования, поскольку при этом непрерывно меняется структура деформируемого полимера. Концентрация узлов сетки в значительной мере определяет как упругие, так и релаксационные свойства эластомеров, их способность к структурным перестройкам при деформировании, и в конечном счете прочностные свойства эластомеров. Хотя полная количественная теория процесса деформирования и разрушения эластомеров пока еще не создана, качественная картина явления достаточно ясна, чтобы представить влияние рассмотренных выше факторов на процесс разрушения эластомера и его предельные прочностные характеристики. Кратко рассмотрим этот вопрос. [c.221]

В рассмотренных выше работах , показавших отсутствие влияния исходной морфологии кристаллических образований на прочностные свойства эластомеров, разрушение [c.208]

Изменения в структуре аморфной фазы также влияют на прочностные свойства эластомеров. В частности, Эндрюс показал, что образцы полихлоропрена, деформируемые после кристаллизации, имеют более высокую прочность по сравнению с образцами, закристаллизованными в процессе деформации, несмотря на меньшую ориентацию кристаллической фазы в последних (см. рис. 33, а). Подобное различие в прочности наблюдалось для полиуретанового эластомера. [c.209]

Все изложенные данные показывают определяющую роль морфологии кристаллических образований и ориентации макромолекул в аморфной фазе для прочностных свойств эластомеров. Необходимо подчеркнуть, что если влияние кристаллизации на жесткость и релаксационные [c.210]

Данные о влиянии высокого давления на прочностные свойства эластомеров практически отсутствуют. Однако для приблизительной оценки влияния давления на прочностные свойства эластомеров можно воспользоваться данными для жестких полимеров. Результаты исследования долговечности жестких полимеров показали [468], что у аморфного полистирола при гидростатическом давлении силоксановой жидкости в несколько кбар долговечность возрастает на 20 порядков. По-видимому, для эластомеров можно ожидать еще более сильного влияния давления на прочностные свойства при малых деформациях. Это обусловлено большим уменьшением свободного объема у эластомеров, чем у жестких полимеров, увеличением межмолекулярных взаимодействий и уменьшением подвижности макромолекул. [c.233]

На прочностные свойства эластомеров влияют временные фак- [c.92]

Кроме того, гетерогенный характер вулканизации как в наполненных системах, так и в ненаполненных, но при наличии коллоидно-дисперсной фазы (нерастворимые частицы, полярные ассоциаты), обусловливает образование нескольких поперечных связей в одной точке полимера, что должно способствовать образованию сетки с более узким распределением активных цепей по длинам и тем самым улучшать прочностные свойства эластомера. [c.63]

Существует непосредственная связь между прочностными свойствами эластомеров и их сопротивлением коррозионному растрескиванию. Это наглядно иллюстрируется, например, тем, что а) с увеличением напряжения растет количество трещин как при коррозионном разрушении материала, так и при его статической усталости б) при действии сжимающих напряжений разрущение в обоих случаях отсутствует в) растворение при одновременном действии озона поверхностного растрескивающегося слоя эластомера резко увеличивает сопротивляемость его коррозионному разрушению [22] аналогично тому, как для других материалов при их чисто механическом разрушении. [c.139]

УЛУЧШЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ЭЛАСТОМЕРОВ [c.222]

Обнаруженная взаимосвязь процессов вязкоупругости и разрушения открывает перспективу прогнозирования прочностных свойств эластомеров по их вязкоупругим свойствам и наоборот. [c.84]

К вопросу о прогнозировании вязкоупругих свойств полимеров. Рассмотрим некоторые вопросы прогнозирования вязкоупругих и прочностных свойств эластомеров. Так, если известны законы вязкоупругих процессов, протекающих во времени, то, изучив для данного полимера временную (частотную) или температурную зависимость какого-либо свойства, можно рассчитать остальные аналогичные зависимости для других свойств релаксационной природы. Определив на опыте релаксационный процесс при статическом режиме, можно рассчитать динамические свойства полимера или, изучив процесс во времени при какой-либо температуре, можно предсказать ход этого процесса при других температурах, используя так называемый принцип температурно-временной эквивалентности, который сформулировал Тобольский [79]. [c.85]

В системах, представляющих собой резиновую матрицу, наполненную короткими хаотически распределенными отрезками волокон, обнаружена корреляция механических свойств и адгезионной прочности [69]. Сопротивление разрыву нетканых материалов [70] также возрастает с повышением адгезионной прочности. Разрушающее напряжение при растяжении полиэтилена, наполненного. асбестом, возрастает при модификации поверхности и повышении сродства неполярной матрицы к волокнам асбеста. В материалах, содержащих дисперсный наполнитель, прочное сцепление частиц с матрицей— необходимое условие проявления эффекта усиления. Имеется корреляция между прочностными свойствами эластомеров, содержащих наполнитель, и предельным напряжением сдвига в растворе полимера, содержащем дисперсию наполнителей [72—74]. Эта реологическая характеристика зависит от характера связи полимер-наполнитель, т. е. от адгезии. Еще одним доказательством влияния адгезии полимера к частицам наполнителя на прочностные свойства наполненной системы являются данные, приведенные в [75], где обнаружена корреляция усиливающихся свойств наполнителей с адгезией полимера к наполнителю. Прочность композиций, содержащих дисперсные наполнители, возрастает при усилении интенсивности молекулярного взаимодействия меж- [c.194]

Смит использовал принцип температурно-временной суперпозиции для анализа прочностных свойств эластомеров вблизи их Tg и получил при этом очень интересные результаты. Он показал, что данные по прочности и по разрывному удлинению, полученные в очень широких диапазонах скоростей деформации (от 1,6-10 до 16 се/с ) и температуры, могут быть представлены в виде обобщенных характеристик (рис. 3 и 4). Он установил также, что зависимость величины сдвига от температуры подчиняется уравнению Вильямса — Лэндела —Ферри. [c.390]

В табл 83 показано влияние введенного масла на свойства вут/анизата [464] Как видно, введение до 150 в ч не ухудшает прочностные свойства эластомера, одновременно улучшаются свойства, характеризующие его перерабатываемос ь [c.154]

Как следует из рис. 1, увеличение размера частиц приводит к более существенным изменениям объема при растяжении наполненных эластомеров (пунктирные кривые со штрихом), что также свидетельствует в пользу концепции отрыва цепочек эластомера от поверхности наполнителя (слабоуси-ливающий наполнитель—полистирол). Однако данные Оберса [5], Гесса и Форда [7] и многие другие указывают на недостаточность одной концепции отрыва полимерных цепей от поверхности наполнителя для объяснения его влияния на прочностные свойства эластомера. [c.132]

Широко исследовано влияние скорости деформации и температуры на прочностные свойства эластомеров и аморфных полимеров. Смит и его сотрудники [58—60] изучили зависимость прочности при растяжении и разрывного удлинения от скорости деформации для большого числа эластомеров. Оказалось, что результаты, полученные при разных температурах, могут быть обработаны по методу суперпозиции смещением кривых вдоль оси скорости дeфopмa п,ии (в логарифмическом масштабе) с образованием приведенных (обобщенных) кривых прочности и разрывного удлинения, построенных в функции скорости деформации. Результаты подобного рода приведены на рис. 12.30, а и б, суммирующих экспериментальные данные Смита для ненаполненной резины из бутадиен-стирольного каучука. Замечательно то, что температурная зависимость фактора приведения, полученная в результате суперпозиции как по значениям предела прочности, так и по величинам разрывного удлинения, имеет форму, отвечающую уравнению ВЛФ для суперпозиции в области линейного вязкоупругого поведения аморфных полимеров при малых деформациях (рис. 12.31), а полученное нри этом значение температуры стеклования хорошо согласуется со значением, найденным из дилатометрических измерений. [c.346]

Показано [15—18], что между прочностными свойствами вулканизатов и адгезией эластомера к наполнителю имеется непосредственная связь. Отмечена [15—17] корреляция механических свойств вулканизатов с адгезией эластомеров к различным наполнителям. Так, были изучены прочностные свойства эластомеров, наполненных стеклянным порошкодт, и адгезия эластомеров к поверхности стекла. Субстрат и наполнитель были модифицированы различными способами. Как следует из результатов, [c.342]

Энергия активации всех указанных процессов инвариантна относительно напряжений (до 10 МПа), деформации растяжений (до 300%) и не зависит от того, сшит или иесшит эластомер. Кроме того, установлены границы температурно-силового диапазона инвариантности энергий активации процессов вязкоупругости и разрушения. Совпадение энергий активации различных процессов в этих границах свидетельствует об общности природы процессов релаксации и разрушения в высокоэластиче-ском состоянии. Полученная корреляция прочностных и релаксационных характеристик эластомеров позволяет прогнозировать прочностные свойства эластомеров по данным их релаксационной спектрометрии, учитывая, что аналогичные релаксационные, реологические свойства и степенной закон долговечности наблюдаются и для других эластомеров [7.107—7.109]. [c.235]

Следует отметить, что уретановые эластомеры на основе ПДЭА-1600, отвержденные с применением тех же систем, но без ДФСД, имеют значительно меньшее сопротивление разрыву [9, с. 141]. Очевидно, при взаимодействии ДФСД с диизоцианатом образуется жесткий уретановый блок, который в данном случае играет роль усиливающего наполнителя, ответственного за прочностные свойства эластомера. [c.20]

Бикки сделал попытку учесть в рамках своей теории влияние диссипативных потерь с тем, чтобы описать зависимость прочности эластомеров от времени. В этом случае удается теоретически предсказать возможность применения принципа температурно-временной суперпозиции для анализа прочностных свойств эластомеров. Впоследствии Хейзел показал, что из теории Бикки следует интересное правило должна существовать линейная зависимость между величиной, обратной пределу текучести, и логарифмом времени де- [c.390]

В настоящее время еще не для всех изделий можно установить, какие факторы приводят к потере ими работоспособности и какие характеристики эластомеров с этим связаны. Это объясняется тем, что характеристики эластомеров определяются на свободных образцах, а эксплуатируются они в составе конструкций. Поэтому, во-первых, даже в условиях испытаний, близких к эксплуатационным, эти характеристики не могут быть перенесены на соответствующие изделия, так как при лабораторных испытаниях образцов материала нельзя учесть все особенности изделий масштабный фактор, наличие концентраторов напряжений, наличие и размеры поверхности контакта эластомера с металлом, тканью и т. д. Во-вторых, что более существенно, в большинстве. изделий (ленты, ремни, рукава, шины, обувь и т. д.) резина исиользуется в сочетании с высокомо-дульнымп материалами (металлом, кордом, тканью), которые ограничивают деформацию эластомера. Вследствие этого деформирование эластомера, привулканизованного металлу, сопровождается меньшим изменением его физической структуры по сравнению со свободным эластомером, и в нем затруднено развитие процессов ориентации и кристаллизации. Это влияет на деформационные и особенно на прочностные свойства эластомеров [5]. Так, нивелируется разница в прочности между резинами из аморфных и кристаллизующихся каучуков, между не-наполненнымн и наполненными резинами. Наличие контакта резин с жесткой малопроницаемой поверхностью приводит к замедлению процессов старения. [c.8]

В этих работах, кроме тою, отмечено, что твердость и прочностные свойства эластомеров возрастают при увеличении отношения N O ОН при соответствующем добавлении диаминяого вулканизующего агента. Этот эффект, как и для других литьевых систем, обусловлен увеличением концентрации карбамидных групп и жестких ароматических включений в полимере. [c.379]

Различные исследователи — Бикки, Смит и Стедри — использовали метод Ферри в работах для обработки данных по прочности и долговечности эластомеров [224, 225]. Этот метод не имел, однако, достаточного экспериментального обоснования. Исходя из общности механизмов вязкоупругости и разрушения эластомеров, ясно, что применение метода Ферри в прогнозировании прочностных свойств эластомеров имеет некоторое основание. С другой стороны, метод Ферри неприменим к прогнозированию прочностных свойств твердых полимеров, особенно в хрупком состоянии. Это объясняется различием в механизмах процессов вязкоупругости и хрупкого разрушения полимеров. В последнее время методам прогнозирования механических свойств полимеров уделяется большое внимание [226, 227]. [c.87]