Ультразвук, воздействие на полимеры

Влияние механических воздействий на химические процессы в полимерах. Механохимическая деструкция [33]. В процессе механической переработки полимеров илн их смесей с наполнителем (вальцевание, измельчение, прессование, каландрирование) возникают большие внутренние напряжения, которые могут привести к разрыву цепи макромолекулы, к механохимической деструкции. Такие же разрывы возникают при замораживании водных растворов полимеров ( криолиз ), во время течения вязких растворов их по узким капиллярам, при действии ультразвука и т. д. [c.640]

Для получения свободных радикалов в результате деструкции при механическом воздействии используют интенсивное встряхивание, перемешивание с высокой скоростью, вальцевание, резание ножом, размалывание, продавливание через шестеренчатые и поршневые насосы, пропускание через капилляры и действие ультразвука. Такой деструкции были подвергнуты полимеры, полученные методом цепной полимеризации, например поливинилхлорид, полибутадиен, полистирол, полиметакриловая кислота и полиакриламид, а также сложные и простые эфиры целлюлозы и продукты иоликонденсации — линейные фенолформальдегидные полимеры и линейные полиэфиры фталевой кислоты и этиленгликоля. [c.278]

Под влиянием различных воздействий полимеры подвергаются расщеплению с разрывом химических связей в главной цепи полимерной молекулы. Такие процессы называют реакциями деструкции полимеров. При деструкции понижается молекулярная масса, изменяется структура, а также физико-химические, механические, электрические и другие свойства полимеров. Деструкция полимеров происходит под действием теплоты света, ультразвука, окисления, радиационного облучения, механических воздействий и других факторов. [c.507]

Аналогичные процессы деструкции полимеров происходят и под влиянием ультрафиолетовых лучей, ионизирующих излучений, ультразвука. Деструкция полимеров может вызываться и механическими воздействиями, например истиранием, резанием, вальцеванием, экструзией. [c.11]

При достаточно энергичных механических воздействиях на полимеры (экструзия, вальцевание, действие ультразвуком, электро-гидравлический удар и др.) происходит разрыв макромолекул с образованием активных осколков цепей (преимущественно радикальной природы). Поэтому если таким воздействиям подвергнуть смеси полимеров, то вследствие рекомбинации разнородных фрагментов макромолекул образуются блок-сополимеры [c.66]

Помимо рассмотренных наиболее простых механических воздействий на полимеры, приводящих к развитию В них химических реакций, существует и ряд других видов воздействий, вызывающих механическое разрушение химических связей в полимерах, детальное рассмотрение которых содержится в монографиях [11, 12, 13, 15, 16]. Сюда относятся процессы дробления и измельчения, действие ультразвука, высоких давлений, ударные волновые воздействия и др. [c.254]

Помимо активации полипропилена излучением высокой энергии, для модификации его свойств можно использовать и другие физические факторы. Так, при действии ультразвука на высокомолекулярный атактический полипропилен в растворе, содержащем, в частности, стирол [64], образуется блоксополимер, одну часть макромолекулы которого составляет полипропиленовая цепочка, а другую — сегмент полистирола. Точно так же можно модифицировать полипропиленовую пленку другим полимером (в виде эмульсии) в электрической дуге [65]. Деструкция связей С—С может быть вызвана также и механическими воздействиями в процессе смешения полипропилена с другим, по крайней мере частично совместимым полимером, причем при соответствующих условиях не исключена возможность образования блоксополимера. [c.153]

Вследствие особого цепного строения молекул полимеров разрыв их часто может происходить и под действием чисто механических воздействий. Это используется, например, в резиновой промьшшенности в процессе пластикации, при котором молекулярный вес натурального или синтетического каучука снижается в результате механических воздействий. При такой обработке полимеры приобретают свойства, которые облегчают последующую переработку. Измельчение и вальцевание приводят к тем же результатам. Силы, действующие на макромолекулы при сдвиге, также вызывают разрыв полимерных цепей эти процессы могут происходить в растворе под действием ультразвука, при встряхивании [69], взбивании 70], в результате действия скоростной мешалки (71] или в турбулентном потоке 172], например при продавливании раствора через капилляр или сопло под высоким давлением. [c.84]

Деструктирующее действие на полимеры могут оказывать и такие физические факторы, как свет, радиационные излучения, ультразвук и т. д., а также механические воздействия. Последнее характерно только для полимеров. Действительно, если перемешивать механически воду или бензол в какой-либо емкости, то никаких химических изменений в них не происходит. [c.187]

При механических воздействиях на полимеры (перетирание, вальцевание, дробление, ультразвук, замораживание раствора, электрический разряд и т. д.) происходит деструкция макромолекул и образуются макрорадикалы. Если подобной обработке подвергнуть смесь нескольких полимеров, то при рекомбинации разнородных макрорадикалов должны получиться блоксополимеры [c.151]

Превращение полимера в макрорадикалы производится под влиянием тепла, облучения, ультразвука, механических воздействий и т. д. по схеме [c.45]

Применение ультразвука позволяет не только получить мелкодисперсное распыление полимерного материала, но и одновременно-значительно снизить расход растворителей, так как воздействие ультразвуковых колебаний понижает вязкость высокомолекулярных веществ [17]. Преимуществом ультразвуковых распылителей является также то, что при их использовании частицы полимеров получают более высокий электрический заряд. Поэтому с помощью подобных распылителей можно наносить в электрическом поле такие материалы, которые обычными методами распыляются неудовлетворительно или не распыляются вообще, например водоразбавляемые и водоэмульсионные лаки. [c.47]

Возможен и иной способ осуществления механокрекинга полимеров в разбавленных растворах — это (по аналогии с ударным разрушением твердых полимеров) ударное воздействие, которое осуществляется посредством кавитации, возникающей, например, при обработке растворов ультразвуком " 2. Применяемое для этой цели оборудование здесь не рассматривается, поскольку оно широко описано в специальной литературе, список которой приводится в работе . [c.285]

Макрорадикалы, которые образуются при механической деструкции, можно использовать для инициирования процесса полимеризации мономеров. Так, при механической обработке (измельчении, вальцевании) полимера в присутствии мономера протекает блоксополимеризация. Блоксополимеры можно получить также при действии ультразвука на раствор полимера, содержащий мономер. Если подвергнуть механическому воздействию смесь полимеров, происходит их деструкция. При последующей рекомбинации свободных радикалов образуются блоксополимеры, так как возможна рекомбинация как одноименных, так и разноименных радикалов. [c.376]

Интересно, что специальными приемами можно разорвать макромолекулу полимера, причем такая деструктированная молекула может вновь образовать полимер, но уже иного типа или, вступая во взаимодействие с молекулами другого вещества, дать новые полимеры. Деструкция макромолекулы достигается не только химическим воздействием, но и механическим измельчением в мельницах тонкого помола, вальцеванием, скоростным перемешиванием, действием ультразвука. Эта область науки о полимерах, открывающая интересные перспективы, получила название механохимии. К деструкции макромолекул приводит также замораживание. Общеизвестно, что мороженый картофель приобретает сладкий вкус сложная молекула крахмала переходит в более простую, давая растворимое в воде и приближающееся к глюкозе вещество. [c.49]

Такие интересные вопросы, как изменение полимеров под влиянием ионизирующих излучений, деструкция под влиянием механических воздействий, разложение при действии ультразвука, несмотря на их большое практическое значение в данной книге не рассматриваются. [c.8]

Для изменения физического или (для кристаллических полимеров) агрегатного состояния полимеров необходимо сообщить (или отнять) какое-то количество энергии. В случае нагревания помимо тепловой используют и другие виды энергии, которая может быть преобразована в тепло непосредственно в самом материале, например энергия вязкого трения при механическом воздействии или при наложении электрического поля высокой частоты в случае полимеров полярной структуры. Используются также электромагнитные колебания в виде лучистой энергии или ультразвука. Поглощение энергии с длиной волны, близкой к длине волны собственных колебаний элементов структуры полимера, вызывает явление резонанса, выражающееся в увеличении амплитуды колебаний, что аналогично воздействию тепловой энергии. [c.55]

Пленки из полиэтилентерефталата и полиамидов можно сваривать с помощью ультразвука при температурах, меньших Гт. Это позволило предположить, что под воздействием ультразвука в микрообъемах происходит механическая деструкция полимера, способствующая его течению лри более низких температурах. Однако не исключена возможность мгновенного и локального нагревания материала в зоне шва до Гт. [c.194]

При действии ультразвука на полимеры прежде всего происходит разрушение макромолекул степень деструкции полимера зависит от частоты, интенсивности и продолжительности воздействия. При этом в местах разрыва возникает некоторое количество свободных радикалов, которые могут вызывать полимеризацию того же или другого мономера. На возможность образования привитых полимеров при облучении ультразвуком указывает, в частности, Хенглейн. [c.114]

Исследуя роль свободных радикалов в процессах деструкции при воздействии ультразвука на полимеры с высокой молекулярной массой, Александер и Фокс 111] пришли к заключению, что кавитация необходима для протекания процесса разрыва полимерных молекул. Подвергая деструкции водные растворы полиметакриловой кислоты с высокой молекулярной массой с помощью ультразвука (250 кГц), они сделали вывод, что скорость деструкции изменяется в зависимости от формы макромолекул в растворе. Они установили, что аналогичным образом деструкция может протекать в высокоскоростном смесителе (частота вращения ротора 12000 об/мин), в котором деструкция большей частью вызвана механическим воздействием. Обнаружено, что эфир, который имеет высокое давление паров и может служить буфером при кавитационном разрушении, понижает деструкцию, а в вакууме деструкция вообще не протекает. В то же время установлено, что деструкция может протекать двумя путями примерно на 70 % механическая деструкция является следствием воздействия сил, возникающих при кавитации примерно на 30 % — следствием химической деструкции под воздействием свободных радикалов. Деструкция раствора ПВА в ацетоне под действием ультразвука, наблюдавшаяся Косино и Миягава [4271, по их мнению, является, главным образом, результатом кавитации. [c.385]

Механическая деструкция полимеров в атмосфере инертного газа не является единственным методом нолучения свободных макрорадикалов из макромоле.кул. Подробно исследован и процесс ультразвукового воздействия па различные линейные полимеры в присутствии стабильных низкомолекулярш11Х радикалов, в том числе а,а -дифенил- -пикрилгидразила. Было установлено, что интенсивность ультразвуковой деструкция возрастает с увеличением д.иины макромолекулярных цепей. Напримео, разрыв цепей нолиметилметакрилата с образованием макрорадика.гюв наблюдается начиная со степени полимеризации 20 ООО, для полистирола—с 30 ООО. В разбавленных растворах скорость образования макрорадикалов под влиянием ультразвука пропорциональна разности между степенью полимеризации исследуемого полимера и предельно низкой степенью полимеризации Р аналогичного полимера, при которой уже не происходит разрыв цепей под влиянием ультразвуковых волн [c.183]

В водном растворе акриламид можно превратить в полимер также ультразвуковым воздействием. Под влиянием ультразвука происходит частичный радикальн1,п"1 распад молекул воды. Образующиеся гидроксильные радикалы служат инициаторами полимеризации акриламида. В начальный период полимеризации (45 мин.) образуется линейный полимер с молекулярным весом, достигающим 440 ООО. При дальнейшем действии ультразвука средний молекулярный вес полимера снижается до 220 ООО, но одновременно выход полимера быстро возрастает. Очевидно, с повышением концентрации гидроксильных радикалов увеличивается вероятность образования перекиси водорода [c.338]

Впервые показана возможность получения блок-сополимеров полисахаридов с синтетическими полимерами воздействием ультразвука на водно-мономерные растворы. Показано, что блок-сополимеры хитозана с четвертичной солью - метилсульфат-диметиламиноэтилметакрилатом - являются более эффективными флокулянтами по сравнению с изученными ранее привитыми сополимерами, к тому же сохраняют функции флокулянта-сорбента. При их использовании в концентрациях, обеспечивающих эффект осветления (флокуляции) сточных вод, концентрация ионов тяжелых металлов уменьшается более, чем в 2.5 раза. Блок- и привитые сополимеры полисахаридов с синтетическими неионогенными полимерами (полиакрилаты) лишены главного недостатка первых - хрупкости, т.к. в несколько раз возрастает не только их прочность, но и пластичность (относительное удлинение). Была выявлена возможность утилизации соответствующих полимерных материалов в условиях окружающей среды. Оказалось, что микрогрибы Peni illium sp. и Pae ilomy es sp. приводят к полному разрушению полисахаридных блоков путем глубокой олигомеризации до мономера, димера, тримера за 1 месяц. [c.100]

Реализуемые в У. а. нелинейные эффекты инициируют и ускоряют окислит.-восстановит., электрохим., цепные, с участием макромолекул и др. р-ции. Акустич. колебания оказывают значит, влияние также на течение мех., гидромех., тепловых и массообменных процессов хим. технологии. При этом воздействие упругих волн м. б. различным стимулирующим, если ультразщтс - движущая сила процесса (напр., диспергирование, коагуляция аэрозолей, очистка твердых пов-стей, распьшивание, эмульгирование) интенсифицирующим, если ультразвук лишь увеличивает скорость процесса (напр., кристаллизация, получение чистых полупроводниковых материалов, перемешивание, растворение, сорбция, сушка, травление, экстракция, электрохим. осаждение металлов) оптимизирующим, если ультразвук только упорядочивает течение процесса (напр., фанулирование, центрифугирование). Кроме того, У. а. применяют также для дегазации (напр., р-ров смол, расплавов стекла), металлизации и пайки материалов, сварки металлов и полимеров, размерной мех. обработки хрупких и твердых материалов и т. д. [c.35]

Табулированы и обсуждены имеющиеся данные по физическим и химическим свойствам полимеров изобутилена. Рассмотрены химические свойства и превращения олиго- и полиизобутиленов, которые подразделены на превращения концевых групп двойных связей (реакция присоединения и расщепления) звеньев основной цепи, боковых метильных групп (заместител ьные реакции) и распад основной цепи (деградация, деполимеризация, сшивка). В ряду различных воздействий на полимер проанализированы химические, физические и высокоэнергетические методы воздействия (реагенты и окислители, механохимия, ультразвук, плазма тлеющего разряда, ионизирующие излучения и др.). Особенно выделены направленные превращения полимеров изобутилена, открывающие пути технического применения полимеров изобутилена (каталитическое ионное гидрирование, алкилироваьше фенолов и аминофенолов, каталитическая деполимеризация и некоторые другие). Суммированы аналитические характеристики полиизобутилена спектроскопические (ИК, ЯМР) данные, касающиеся основной цепи и дефектов структуры вязкостные, реологические и молекулярно-массовые параметры их взаимосвязь и методы определения (фракционирование, озонолиз, гель-проникающая хроматография и др.). Совокупное сочетание различных методов обеспечивает высокую степень надежности полученной информации, касающейся аналитических характеристик полиизобутилена. [c.379]

Разрушения макромолекул полимера для снижения его среднего молекулярного веса можно достигнуть механическим воздействием, например путем истирания, измельчения (механоокисли-тельная пластикация), действием повышенных температур (термоокислительная пластикация) или ультразвука. Метод пластикации широко применяется в технологии переработки полимеров, так как при уменьшении молекулярного веса полимера снижается температура его перехода в пластическое состояние, повышается пластичность, одновременно с этим возрастает растворимость полимера и снижается вязкость его растворов. Все эти изменения свойств полимера облегчают формование изделий, волокон, изготовление пленки, нанесение лакового покрытия. [c.436]

ДЕСТРУКЦИЯ ПОЛИМЕРОВ — процесс разрушения макромолекул высокомолекулярных соединеиий, сопровождающийся изменением их структуры, нонижепием мол. веса, обусловливающими изменение физико-химич., механич., электрич. и других свойств. Д. н. может происходить под действием физич. факторов тепла (термич. Д. п.), света (фотохимич. Д. п.), излучения (радиационная Д. н.) в результате механич. разру цення макромолекул при дроблении, перетирании (собственно механич. Д. п.), при действии ультразвука (ультразвуковая Д. п.) и др. интенсивных механич. воздействиях при действии химич. агентов окислителей (окислительная Д. п.), гидро,литич. агентов (гидролитич. Д. и.), нек-рых восстановителей и т. п. биологич. Д. п. вызывается действием бактерий, грибков, плесени. [c.533]

Вообще, электрические явления в ряде случаев возникают и при разрушении монолитных тел. Известно, например, что при разрыве однородных твердых тел могут возникнуть электрические поля [317, 318], вызывающие триболюминесценцию. Это явление объясняют свечением газа, заполняющего трещины, покрытые зарядами с большой поверхностной плотностью. При разрывах жидкости под действием ультразвука (кавитации) наблюдается люминесценция [319]. При разрушении на воздухе или в среднем вакууме диэлектриков можно наблюдать разряд поверхностных зарядов через газовый промежуток, а раскалывание в глубоком вакууме сопровождается электронной эмиссией [320, 321]. Работа разрушения зависит от скорости, а также от давления и природы газа, в котором происходит разрушение [321]. Эмиссия электронов протекает не только нри разрушении, но и при деформации полимеров. Например, растяжение пленок гуттаперчи, сопровождаемое пластической деформацией, приводит к появлению сильной эмиссии электронов [322]. Вибрационно-механическое воздействие на полимеры также сопровождается эмиссией электронов [323]. Показано [324], что фотоэмиссия, возникающая при нагружении и разрушении полимеров, связана с процессами деструкции макромолекул. Образование свободных радикалов при деформации полимеров зарегистрировано с помощью метода ЭПР. Авторы этой работы предполагают, что люминесценция в момент разрыва химических связей обусловлена реакциями рекомбинации и диснропорционирования свободных радикалов, возникших в зоне роста главной трещины. [c.202]

А. М. Дубинская, П. Ю. Бутягин. МЕХАНОХИМИЯ, изучает хим. и физ.-хим. превращения при мех. воздействиях на в-во. К числу процессов, к-рые рассматривает М., относятся мех. деструкция и механо-синтез полимеров р-ции при трении тв. тел (трибохимня), а также при их деформировании и разрушении механическая активация твердых в-в превращение под действием ультразвука, при высоких давлениях в сочетании с деформацией сдвига и в ударных волнах коррозия механически напряженных металлов реакдии под действием напряжений, развивающихся при фазовых переходах (в т. ч. криолиз) и др. [c.341]

Систематическое исследование влияния механических параметров на процесс деструкции для случая вибрационного измельчения проводилось Гроном и сотр. [19, 21], а их важность подчеркивалась Барамбоймом. Полученные экспериментальные результаты выявили влияние следующих механических параметров продолжительности механического воздействия на исследуемый полимер, степени загрузки, амплитуды колебаний, исходных размеров измельчаемых частиц, природы материала, нз которого изготовлена аппаратура (при вибрационном измельчении), или размеров капилляров, если исследуется деструкция при течении, значение количества ультразвуковой энергии и частоты (при деструкции макромолекул действием ультразвука в растворах) и т. д. [c.47]

Рекомбинация макрорадикалов. При механич. воздействии на полимеры (пластикации, вальцевании, перетирании, действии ультразвука или электрогидравлич. ударе, последовательном замораживании и размораживании р-ров полимеров и т. д.— см. Механическая деструкция) макромолекулы деструкти-руются с образованием активных осколков преимущественно радикального характера. При рекомбинации разнородных отрезков макромолекул, образующихся при механической деструкции, возможно получение Б. [c.135]

Механическая деструкция — это реакция разрыва цепей под влиянием различных механических воздействий при эксплуатации изделий и при переработке полимеров (измельчение, смешение, вальцевание, прессование, действие ультразвука и т. д.). Механическая деструкция полимеров происходит вследствие перехода механической энергии в химическую (ме-ханохимические превращения). [c.61]

Образование макрорадикалов при механо-химическом воздействии на целлюлозу может осуществляться различными способами пластикацией производных целлюлозы, набуханием производных целлюлозы в парах мономера (что в ряде случаев приводит к разрыву химических связей в макромолекуле), замораживанием эмульсии мономера в присутствии целлюлозы. Могут быть использованы и другие методы деструкции — действие ультразвука, непрерывное перемешивание растворенного полимера, облучение и т. д. Однако при указанных воздействиях может происходить не только разрыв С—С- или С—0-связей в основной цепи, но и отрыв атомов водорода гидроксильных групп, а при воздействии на эфиры -целлюлозы — отрыв боковых алкильных или ацильных группировок. В этом случае неспаренные электроны появляются не на концах цепи, а в отдельных звеньях макромолекулы, что приводит к образованию наряду с блок-сополимером больших или меньших количеств привитого сополимера. [c.459]

Деструкция поли.меров происходит при самых разнообразных механических воздействиях. Еще в 1934 г. Штаудингер установил, что при многократном пропускании растворов полимеров через капилляр вязкость раствора вследствие деструкции макромолекул уменьшается, Ме-ханическая деструкция протекает также при раз.моле, вальцевании, интенсивном перемешивании растворов полимеров скоростными. мешалками. Полимеры деструктируются под действием ультразвука, при заморая<и-ванш в водной среде, а также при деформации изделий в -процессе эксплуатации. [c.281]