Резины механизм усиления

Наиболее подробно роль взаимодействия в механизме усиления рассматривалась для наполненных резин [15, 4581- Установлено, что как физическое, так и химическое взаимодействие полимера с поверхностью частиц наполнителя играет важную роль в усилении. Однако вопрос о вкладе каждого механизма в усиление различных систем еще не может считаться решенным. Краусс [459] подробно рассмотрел, различные аспекты взаимодействия между эластомерами и усиливающими наполнителями, в частности вопрос о влиянии химических свойств поверхности сажевых частиц на усиление каучуков. Он установил, что характер взаимодействия сажи [c.251]

В литературе ведется дискуссия о природе связей каучук — сажа, обусловливающих усиление резин. Некоторые авторы [215, с. 141, с. 201, с. 211] считают, что взаимодействие каучуков с сажей зависит главным образом от протекания химических процессов, тогда как Краус и др. [248, 249, с. 364 250, с. 190] поддерживают концепцию о том, что в механизме усиления каучуков преобладает физическое взаимодействие. [c.96]

Основная цель введения в резину активных наполнителей — эффект усиления, т. е. улучшение физико-механических свойств резиновых смесей и резин [1, 2]. Механизм усиления до сих пор является предметом широких исследований, результаты которых зачастую противоречивы, что объясняется чрезвычайной сложностью исследуемой системы. [c.235]

Присутствие сажи значительно увеличивает механическую прочность резины. Так, введение сажи (30— 40 вес. частей сажи на 100 вес. частей каучука) в резину приводит к увеличению сопротивления разрыву (усиление в кгс, необходимое для разрыва испытуемого образца, отнесенное к 1 см площади его первоначального сечения) с 20 до 30 МПа. Механизм усиления каучука сажей изучен недостаточно. Однако исследованиями установлено, чем больше удельная поверхность сажи, тем значительнее ее усиливающее действие. Это можно объяснить тем, что при введении сажи в каучук создается разветвленный контакт между их молекулами. Высокоструктурные марки сажи также увеличивают механическую прочность резины. [c.187]

Возрастание усиливающего действия наполнителя, как правило, сопровождается увеличением тангенса угла механических потерь наполненных резин в зоне плато. Поскольку эффект усиления, в частности возрастание прочности эластомера, находится в прямой зависимости от адсорбционной способности наполнителя, то естественно предположить, что релаксационные процессы, протекающие ра границе каучук-наполнитель, в силу цепного строения молекул каучука даже при малой поверхности раздела фаз вносят заметный вклад в вязко-упругое поведение каучуковой фазы. С другой стороны совпадение в достаточно широком диапазоне концентраций наполнителя коэффициентов а для наполненных и ненаполненных вулканизатов [48] свидетельствует о том, что молекулярный механизм релаксационных процессов в наполненных эластомерах, по-видимому, тот же, что и в ненапол-ненных. [c.141]

Представления о механизме и природе усиления в описываемых системах остаются в настоящее время дискуссионными и далеко не ясными. Попытки объяснить повышенную статическую прочность резин наличием в них длинных и гибких поперечных связей с низким потенциальным барьером вращения малоубедительны. Из- [c.248]

Своеобразное объяснение эластических свойств резины и, в частности, механизма ее усиления наполнителями предложил А. Б. Кусов, 1 который обратил внимание на то, что характер изменения кривых растяжения резины в зависимости от различных факторов почти одинаков. [c.86]

Образование у вершины раздира анизотропной структуры, благодаря которой образец выдерживает большие градиенты напряжения, было уже описано. Релаксация напряжения, по-видимому, также принимает участие в этом процессе. Степень релаксации, однако, ограничена соотношением между скоростью распространения раздира и спектром времен релаксации молекул. Это указывает на механизм, связывающий процесс раздира с вязко-упругими свойствами и механическим гистерезисом. В резинах с высокими скоростями релаксации напряжения влияние надреза должно проявляться в меньшей степени и, следовательно, различие между сопротивлением раздиру и пределом прочности при растяжении будет меньше. Усиление сопровождается увеличением гистерезисных свойств. В сообщении показана корреляция между релаксацией напряжения и пределом прочности при растяжении для натурального каучука и различных синтетических полиизопренов, усиленных сажей. Таким образом, влияние усиления на раздир можно свести к двум основным факторам, а именно, к увеличению вязкостной компоненты высокоэластичности резины и к образованию анизотропной структуры при более низких удлинениях, чем для ненаполненных резин [c.43]

Механизм усиливающего действия наполнителей в эластомерах и пластических массах различен [50]. Для эластомеров характерной особенностью наполнения сажей является образование его цепочечных структур в полимерной среде. Догадкиным и сотр. установлено, что чем больше степень развития цепочечной структуры наполнителя, тем сильнее проявляется эффект усиления [24]. Усиливающее действие цепочечных структур объясняется тем, что они являются матрицей, на которой ориентируются молекулы каучука. Кроме того и сами по себе цепочечные структуры являются фактором усиления каучука, поскольку связи между частицами наполнителя в цепочечных структурах являются весьма прочными вследствие высокой энергии взаимодействия частиц в местах их контакта [50]. При деформации эластомера связи каучук - наполнитель разрываются и легко восстанавливаются в новых положениях, это способствует выравниванию локальных напряжений и является дополнительной причиной повышения прочности наполненных резин. Усиление наполненных эластомеров связывают также с тем, что введенный наполнитель удлиняет путь разрушения, так как оно идет преимущественно на границе раздела наполнитель - каучук, соответственно возрастает и работа разрушения. Согласно [50], увеличение работы разрушения, отнесенной к единице объема при введении наполнителя можно принять за основную характеристику усиливающего действия наполнителей в полимерах. [c.38]

Выяснение механизма усиливающего действия наполнителей имеет большое значение для направленного улучшения физикомеханических свойств наполненных материалов. Механизм усиливающего действия наполнителей в пластмассах и резинах различен, поскольку последние в условиях эксплуатации находятся в вы-сокоэластическом состоянии. Следует также иметь в виду, что механизм усиления полимеров нельзя объяснить с какой-либо одной точки зрения. Для его понимания необходимо учитывать все факторы, влияющие на свойства материала химическую природу полимера и наполнителя, тип наполнителя (дисперсный, волокнистый, тканый и пр.), фазовое состояние полимера, адгезию полимера к поверхности, условия формирования наполненного полимера из раствора или распл ава или условия отверждения жидкого связующего, условия вулканизации и т. д. [c.251]

Роль адгезии в усилении эластомеров и трактовка явления усиления как адгезионного эффекта обсуждена Воюцким [540]. Адгезионная теория усиления основана на рассмотрении наполненных резин как совокупности множества микроскопических адгезионных соединений типа эластомер — частица наполнителя. Справедливость этой теории подтверждается наличием линейной зависимости прочности наполненных систем от величины адгезии. При этом разрушение может носить как когезионный, так и адгезионный характер. С точки зрения адгезионной теории усиления повышенная прочность резины, содержащей цепочечные структуры, объясняется не контактом частиц наполнителя друг с другом, а наличием в зазоре, окружающем место контакта, молекул полимера, каждая из которых прочно связана по крайней мере с двумя частицами. Эта точка зрения соответствует представлениям Бики. Адгезионная теория позволяет объяснить как механизм усиления, так и механизм разрушения наполненных резин. [c.271]

Частицы жесткой гетерофазы, химически связанные с макромолекулами, по мнению авторов [30, 35—37], действуют как частицы усиливающего наполнителя, что и обусловливает основные особенности механических свойств вулкаиизатов. Образование гете-рофазной структуры в резинах с ПНС подтверждается возникновением малоуглового рентгеновского рассеяния. Появление рассеяния рентгеновских лучей, направленных на объект под малыми углами, свидетельствует о присутствии дисперсной гетерофазы с отличной от основной матрицы электронной плотностью. Интенсивность рассеяния растет с увеличением концентрации ПНС. Расчеты показали, что размеры частиц гетерофазы полимеризованного метакрилата магния в вулканизатах бутадиен-стирольного каучука составляют 140—250 А, т. е. близки по величине к размерам частиц усиливающих углеродных саж. Отмечается, однако, что такое совпадение не свидетельствует о сходстве в механизме усиления. Доля сшивок, связанных с частицами полимеризованного метакрилата магния, увеличивается с ростом его концентрации и при 40— 50 масс. ч./ЮО масс. ч. каучука составляет около 90%. Соответственно уменьшается доля сшивок в матрице эластомера, и облегчаются процессы релаксации цепей. При использовании метакрилата натрия происходило образование только линейного гомополимера. Однако при этом, несмотря на возникновение гетерофазы, не наблюдалось существенного упрочнения вулкаиизатов. Предполагается, что в этом случае размер частиц гетерофазы значительно больше, чем у активных наполнителей или частиц полимеризо-ванной магниевой соли. Действительно, при переходе к акриламиду наблюдалось уменьшение размера частиц дисперсной фазы и улучшение физико-механических свойств резин [43]. [c.118]

Релаксационный характер этого механизма прочности наполненных резин проявляется в том, что с повышением температуры (и уменьшением скорости растяжения) вероятность W отрыва цепи от частицы наполнителя при том же напряжении возрастает, а среднее время релаксации процесса десорбции (величина, обратная вероятности W) уменьшается. Если время опыта значительно больше Tj5, то релаксационный механизм действия наполнителя не проявляется и эффект усиления не наблюдается. Если продолжительность испытания намного меньше тц, а это возможно при низких температурах и при высоких скоростях растяжения, то резина разорвется раньше, чем будет реализован механизм десорбции. В этом заключается причина появления максимума на кривой зависимости прочности от скорости растяжения для наполненной резииы СКС-30 (см. рис. 113, кривая 2), а также максимума на кривой температурной зависимости прочности (см. рис. 116). [c.196]

Методами светорассеяния и электронной микроскопии найдено, что наполнитель распределяется в среде полиорганилсилоксанов достаточно сложно. Аэросил агломерируется с образованием частиц— агломератов величиной в несколько микрометров, состоящих из 40— 50 исходных частиц [555]. Эффект усиления связан с энергией, необходимой для разрушения образовавшихся агломератов, однако наличие крупных агломератов аэроеила может служить причиной низкого сопротивления разрыву кремнийорганических резин [491]. Таким образом, рассмотрение механизма взаимодействия полимер — наполнитель показывает, что для создания оптимальной сетки усиления силиконовых резиновых смесей холодной и горячей вулканизации необходимы наполнители с большой удельной поверхностью, способные к взаимодействию с кремнийорганическим полимером. [c.45]

Механизм действия наполнителя до сих пор не вполне ясен. Взаимодействие между иолисилоксаном и активным кремнеземным наполнителем связано со структурой наполнителя, природой его поверхности, в особенности с числом и типом присутствующих в нем реакционноспособных групп, подобных гидроксилу, так же как и с другими возможными факторами, пока еще не установленными. Усиление полимера может включать разрыв полимерной цепи наполнителем, конденсацию силанольных грунн наполнителя с такими же группами полимера, силы Ван-дер-Ваальса или, возможно, и другие факторы. Взаимодействие полимер — наполнитель может быть сильным и быстрым настолько, что полезное время жизни в условиях хранения сырых материалов на складе может быть очень коротким из-за старения. Свойства резины появляются до завершения вулканизации. [c.188]