Теплостойкость и межмолекулярное взаимодействие

При повыщенных температурах прочностные свойства резин падают из-за резкого уменьшения межмолекулярного взаимодействия. В процессе испытания на разрыв при 100 °С резины, вулканизованные гексаметилендиаминкарбаматом, уменьшают свою прочность более, чем в 2 раза (с 13,4 МПа до 5,2 МПа), а при 150°С сохраняют /з своей первоначальной прочности (3,6—4,0 МПа). Дальнейшее повышение температуры выше 150°С мало меняет сопротивление разрыву вследствие теплостойкости резин и незначительных происходящих в ней структурных изменений. Повышение содержания наполнителя, до 30—35 ч. (масс.), несколько улучшает температуростойкость резин. [c.519]

В зависимости от природы исходного каучука, свойств ингредиентов и степени вулканизации резин наблюдается разная степень изменения показателей. В большинстве случаев повышение температуры приводит к снижению прочностных свойств, твердости, износостойкости, остаточных деформаций и повышению эластичности до определенного предела с последующей реверсией в связи с возрастанием энергии теплового движения цепных макромолекул каучука и уменьшением энергии межмолекулярного взаимодействия в вулканизате. При этом возможно плавление кристаллической структуры каучука. Так, вулканизаты на основе НК, обладающие высокими прочностными свойствами при комнатной температуре, вследствие резкого падения прочности при повышении температуры теряют необходимые эксплуатационные свойства. Достаточную теплостойкость проявляют резины на основе хлоропренового каучука и вулканизаты на основе каучуков общего назначения в присутствии ускорителей типа тиазолов и продуктов конденсации альдегидов с аминами, высокую — резины на основе СКФ, СКТ, акрилатного каучука. [c.169]

Приготовление эпоксидного заливочного компаунда начинается с введения в смолу заданного количества предварительно подогретого наполнителя (пылевидный кварц, около 200 масс. %). При нормальной температуре эпоксидная смола имеет консистенцию густого меда, но при 80° С ее вязкость уменьшается в 10 раз, что облегчает смешивание. Затем вводят пластификатор, например полиэфир. Введение небольшого количества термопластичного полимера снижает межмолекулярное взаимодействие, что уменьшает усадку, увеличивает эластичность, повышает морозостойкость, но несколько снижает теплостойкость. [c.175]

Точно так же, если хотят получить эластомер с высокой теплостойкостью, то в его структуре обязательно должно быть некоторое количество прочных химических поперечных связей, например, таких, которые образуются за счет триола. У большинства полимеров увеличение степени такого поперечного сшивания будет несколько повышать температуру стеклования и понижать прочность на раздир и модуль упругости (у эластомеров с сильным межмолекулярным взаимодействием). [c.423]

Усиление межмолекулярного взаимодействия и повышение теплостойкости достигается путем введения в макромолекулу ПВХ звеньев, содержащих полярные группы. Наибольшее практическое значение приобрела в этом отношении сополимеризация винилхлорида с акрилонитрилом. Сополимеры с небольшим содержанием этого мономера [c.273]

Все вещества, добавляемые в латексные пропиточные составы для повышения прочности связи, в той или иной степени улучшают физико-механические свойства пленок, повышая межмолекулярное взаимодействие (при добавлении полярных веществ) и усиливая пленки (при добавлении активных наполнителей). Так, при введении белковых веществ, резорцино-формальдегидных смол и сажевых дисперсий в латекс улучшаются физико-механические свойства пленок разрывное усилие, напряжения при малых деформациях, сопротивление раздиру и теплостойкость 152,162. т, i7s [c.77]

Рассмотрим этот вопрос подробнее, поскольку межмолекулярное взаимодействие в полимерах, обусловленное различными типами связи между соседними макромолекулами, играет большую роль в проявлении тех или иных свойств полимерных материалов. Эти связи (сравнительно слабые ван-дер-ваальсовые силы или более сильные диполь-дипольные взаимодействия, водородные связи) оказывают большое влияние на теплостойкость, механические свойства (упругость, эластичность, прочность), ди- [c.141]

Анализируя роль межмолекулярного взаимодействия в повышении теплостойкости полимера, следует учитывать также химическое строение и объем фрагмента повторяющегося звена, в который входит полярная группировка. [c.149]

Поскольку теплостойкость зависит от таких факторов, как плотность упаковки полимерных цепей, межмолекулярное взаимодействие и гибкость макромолекул, интересно рассмотреть последовательно влияние каждого из этих факторов. [c.156]

При исследовании влияния химического строения на свойства полиимидов следует иметь в виду, что последние могут обнаруживать склонность к кристаллизации. Исследования показали [35—37], что в зависимости от жесткости цепи, которая определяется наличием ароматических ядер, кристаллизуемость меняется сложным образом. Сначала увеличение числа ароматических ядер препятствует кристаллизации, и при некотором их содержании кристаллизуемость становится минимальной, однако она вновь увеличивается при усилении межмолекулярного взаимодействия, приводя к получению неплавкого полимера. Существенное влияние на кристаллизуемость оказывает положение ароматического цикла в цепи и наличие растворителя [35, 36]. Подробнее эти вопросы рассмотрены при анализе влияния методов синтеза на свойства полиимидов и других теплостойких полимеров (см. с. 237). Сведения о свойствах ароматических полиимидов можно найти также в работах [38, 40], в которых особое внимание уделено влиянию изомерии замещения [38, 39]. [c.168]

Кроме указанных параметров, большое влияние на теплостойкость оказывает межмолекулярное взаимодействие, сильно возрастающее при переходе от полиарилатов к ароматическим полиамидам аналогичного строения. Изучение теплостойкости полиарилатов и ароматических полиамидов позволило определить эффективную энергию водородных связей (совпадающую с данными ), как это было сделано ранее при исследовании резольных смол [c.145]

Затем вводят пластификатор, например полиэфир. Введение небольшого количества термопластичного полимера снижает межмолекулярное взаимодействие, что уменьшает усадку, увеличивает эластичность, повышает морозостойкость, но несколько снижает теплостойкость. [c.100]

Одним из наиболее удобных способов облегчения растворения или плавления полимеров, широко применяемым в практике, является нарушение регулярного строения макромолекул введением в цепь различных атомных группировок, расположенных вдоль цепи нерегулярно. Необходимо лишь учесть, что вместе со снижением межмолекулярного взаимодействия или с увеличением гибкости макромолекулярных цепей снижается и температура начала размягчения полимера, т. е. ухудшаются формоустойчивость, теплостойкость и другие практически важные показатели волокна. [c.25]

Теплостойкость химических волокон увеличивается с ростом межмолекулярных взаимодействий и молекулярного веса полимера, [c.376]

При одинаковом химическом строении полимера теплостойкость волокна, а в известной степени и его термостойкость зависят от интенсивности межмолекулярного взаимодействия, определяемого, в частности, степенью ориентации макромолекул. [c.128]

Для улучшения комплекса физико-механических свойств (особенно теплостойкости и снижения текучести) необходимо повысить межмолекулярное взаимодействие путем образования химических связей. [c.202]

Одной из важных характеристик волокон является их устойчивость при повышенных температурах, определяемая теплостойкостью и термостойкостью волокон. Теплостойкость (обратимое изменение механических свойств волокна, подвергнутого действию высоких температур) зависит от интенсивности межмолекулярного взаимодействия и гибкости макромолекул. При повышенной температуре и даже небольших напряжениях проис.ходит разрыв части межмолекулярных связей, вызывающий течение полимера. Возможно, частично происходит также рекристаллизация полимера. При охлаждении волокна восстанавливаются исходная структура и механические свойства волокна. [c.211]

Карбоцепная структура макромолекул поливинилового спирта обеспечивает высокие хемостойкость, стойкость к действию света, микроорганизмов и другим воздействиям. Наличие гидроксильных групп, вызывающих сильное межмолекулярное взаимодействие, обусловливает достаточно высокие теплостойкость и температуру плавления (220—230 °С). [c.168]

Низкая теплостойкость ограничивает области применения ПВХ и волокон из него. Для повышения теплостойкости необходимо усиление межмолекулярного взаимодействия. Увеличение стереорегулярности и обусловленное этим повышение энергии межмолекулярного взаимодействия приводят к росту [c.373]

Свойства волокон, полученных из привитых сополимеров, зависят в первую очередь от природы прививаемого полимера. Так, прививка к ПВХ производных пиридина придает волокнам способность окрашиваться кислотными красителями, а прививка акрилонитрила повышает их свето-и теплостойкость [30]. Интересны свойства волокон, полученных из привитого сополимера поливинилхлорида с полиметакриловой кислотой [34]. Эти волокна имеют значительно более высокую теплостойкость при испытаниях на воздухе уменьшается усадка, повышаются температуры начала усадки и течения. Теплостойкость же волокон из привитых сополимеров во влажном состоянии (усадка в воде при 100 °С) практически такая же, как и у волокон из гомополимера винилхлорида, а при большом содержании привитого сополимера даже ниже. Повышение теплостойкости волокна в сухом состоянии с увеличением содержания полиметакриловой кислоты объясняется увеличением межмолекулярного взаимодействия за счет образования водородных связей между карбоксильными группами соседних макромолекул. Гидратация карбоксильных групп приводит к ослаблению водородных связей, и теплостойкость волокон резко снижается. Сорбция красителя и влагопоглощение волокон, естественно, увеличиваются с введением гидрофильных функциональных групп. [c.428]

При термическом воздействии на полимерную пленку независимо от того, исходит это воздействие от подложки или с внешней стороны, возможно протекание обратимых и необратимых процессов. Первые связаны с ослаблением межмолекулярного взаимодействия в полимере и характеризуют теплостойкость, вторые —с разрывом химических связей они отражают термостойкость. Склонность полимеров к необратимым химическим изменениям связана с энергией их химических связей. [c.179]

Теплостойкость полистирола — около 80° С. Объясняется это тем, что его молекулы пе проявляют значительных сил межмолекулярного взаимодействия. Кроме того, молекулы полистирола легко скользят одна по другой при воздействии тепла вследствие теплового движения. Исходя из этих двух обстоятельств, определяющих температуру размягчения, можно наметить два пути повышения температуры размягчения материала 1) увеличение взаимного притяжения между цепями макромолекул и 2) придание жесткости отдельным молекулам [387]. [c.131]

Взятые по отдельности, такие макромолекулы обычно не являются жесткоцепными можно оценить (о, и оно окажется довольно высоким. Но тут появляются два дополнительных фактора. Один из них — просто усиление влияния АН из-за взаимодействий между карбонильными группами имидных циклов. Другой связан со своеобразным расщеплением Вклад в конфигурационную энтропию за счет только /о такой же, как и в случае, скажем, виниловых полимеров, и не вносит ничего нового по сравнению с формулой (4). Но появляется дополнительный вклад, типичный именно для полигетероариленов с более или менее плоской конфигурацией повторяющихся звеньев сами звенья настолько велики, что смежные цепи уже нельзя упаковать друг относительно друга, не скоррелировав ориентаций циклов — их плоскости должны быть более или менее параллельны друг другу. Ясно, что это приводит к такому же эффекту, что и снижение /о, хотя на самом деле такое снижение не происходит. Отметим, что в возникшей ситуации для создания беспорядка надо преодолеть сильное межмолекулярное взаимодействие. Именно поэтому полиимиды являются самыми теплостойкими из чисто органических полимеров. [c.71]

Большое количество боковых ответвлений приводит к уменьшению подвижности полимерной цепи и увеличивает межмолекулярное взаимодействие, что отражается в повышенной теплостойкости и воздухонепроницаемости. "Эласт" с 70-80% 3,4-звеньев имеет когезионную прочность в 50 раз более высокую, чем у СКИ-3. С увеличением содержания 3,4-звеньев в таком полиизопрене когезионная прочность растет, улучшается качество экструдата, но увеличивается температура стеклования, падает скорость вулканизации и эластичность резин вибродемпфирующие характеристики улучшаются. [c.45]

Эта достаточно грубая гипотеза позволила синтезировать новые теплостойкие полимеры, что подтвердило сформулированное выше мнение о том, что гибкость макромолекул, а также интенсивность межмолекулярного взаимодействия отражают особенности молекулярного строения полимера (т. е. структуру сегментов цепи). Нанример, если рассмотреть ряд простых полиэфиров общей формулы [—(СН2)т—О—] , то температура плавления снижается от 180 °С для первого члена ряда — полиоксиметилена (т = 1) до 66 °С для полиоксиэтилена (/те = 2) и далее до 37 °С для полиоксациклобутана тп = 3) однако при дальнейшем возрастании т температура плавления достигает 137 °С для полиэтилена (т = оо). Это объясняется одновременным изменением межмолекулярного взаимодействия и гибкости цепи. [c.165]

Из всех синтетических полимеров, используемых для производства синтетических волокон, одними из наиболее доступных являются полиолефины. Однако еще несколько лет назад получение волокон из полимеров этого класса, в макромолекуле которых пе содержится полярных групп, представлялссь нецелесообразным ввиду низкой прочности и теплостойкости вырабатываемых из них изделий. Формование волокон с ценным комплексом свойств стало возможным лишь после того, как были разработаны методы синтеза полиэтилена строго линейной структуры и особенно стереорегулярных (изотактических) полпмеров из а-олефпнов (пропилена, бутилена н др.). Прп использовании таких полимеров удалось резко улучшить свойства получаемых материалов (возрастает интенсивность межмолекулярного взаимодействия и соответственно повышается весь комплекс физико-механпческих свойств полимера) и тем самым создать необходимые условия для использования ноли-олефинов для нроизводства волокна. [c.256]

Сополимеры с несколько повышенной теплостойкостью и повышенной хрупкостью были получены также при использовании в качестве второго мономера имида малеиновой кислоты, замещенного у азота ароматическими циклами (например, К-фенилмалеимид 1 ), или акриламидов с полициклическими заместителями у атома азо-та 15б-157 2 этих случаях повышение теплостойкости и хрупкости полимеров частично может являться следствием усиления межмолекулярного взаимодействия из-за появления в макромолекулах сополимера дополнительных полярных функциональных групп. [c.273]

Изучение эластичных сополимеров, полученных с использованием ди- и триэтиленгликоля, показало, что они сравнительно мало различаются по показателям температуры хрупкости [6, 8]. Однако при одном и том же соотношении ненасыщенной и модифицирующей кислот отвержденные продукты на основе триэтиленгликоля характеризуются более низкой температурой хрупкости. При исследовании сополимеров полиэфиров ПЭГ обнаружено [24], что с возрастанием молекулярной массы полиэтиленгликолей Гс отвержденных продуктов сначала уменьшается вследствие повыше- ния гибкости полиэфирных цепей, а затем возрастает в результате увеличения межмолекулярного взаимодействия полиэфирных звеньев. Спиртовые реагенты циклического строения способствуют повышению теплбстойкости отвержденных полиэфиров. Так, отмечено повышение теплостойкости сополимеров с увеличением содержания циклогександиола-1,2 в рецептуре полиэфиров на основе [c.167]

Полярные группы, придающие элементарным звеньям свойства диполей, являются причиной возникновения ку-лоновского притяжения между противоположными полюсами различных достаточно близко расположенных макромолекул. Тепловое движение диполей снижает силы межмолекулярного взаимодействия этого типа, поэтому они тем значительнее, чем ниже температура. Полярность элементарных звеньев способствует увеличению прочностных характеристик и теплостойкости полимера, но снижает его диэлектрические свойства и морозостойкость. [c.15]

При повышении температуры до 150 °С условная прочность вулканизатов сополимеров ВФ с ТФХЭ и сополимеров ВФ с перфторированными мономерами вследствие уменьшения межмолекулярного взаимодействия снижается примерно на 7з, а относительное удлинение — на 7г по сравнению с уровнем свойств при 25 °С [2, 102]. Однако при дальнейшем старении эти свойства сохраняются почти неизменными, тогда как в случае наиболее теплостойких углеводородных эластомеров относительное удлинение при 150 °С изменяется следующим образом (% от первоначального значения/продолжительность старения, сут) бутадиеннитрильный— 20/14, этиленпропилендиеновый — 30/28, акри-латный — 45/28 [4]. При 200 °С фторуглеродные эластомеры сохраняют 50% условной прочности даже после 1 года старения, при 260 °С —более 2 мес. [c.191]

Высокомолекулярные соединения в настоящее время являются основой для изготовления широкого круга технических материалов пластмасс, пленок, резин, волокон, лаков и т. д., от качества которых зависит работоспособность множества деталей И конструкций различного назначения. Некоторые основные технические требования к этим материалам часто оказываются определяющими при постановке широких чисто научных исследований по химии и физике полимеров. Одно из таких требований — обеспечение возможности использования полимерных материалов со всеми свойственными им преимуществами и спецификой при высоких температурах. Это особенно важно для электротехники, энергетики и авиационной техники, где эффективность многих устройств прямо зависит от максимальной температуры, при которой они могут работать. Поэтому создание термостойких полимеров, т. е. сочетающих свойства теплостойкости итермостабильности, является в течение многих лет одной из главных задач химии высокомолекулярных соединений. Теплостойкость полимеров в основном определяется интенсивностью межмолекулярных взаимодействий, наличием поперечных сшивок, кристалличностью и т. д. Термостабильность определяется главным образом термической устойчивостью входящих в состав макромолекул отдельных групп и связей, соединяющих их в полимерные цепи. Только в немногих случаях, в основном методом аналогии с модельными соединениями и по результатам исследования гомологических полимерных рядов, можно оценить теплостойкость и термостабильпость полимера заранее, зная лишь [c.3]

Нарушение регулярности цепи путем сополимеризации также может привести к появлению растворимости полиимидой. Шарнирные атомы и группы следует вводить в диангидридный компонент для уменьшения межмолекулярного взаимодействия цепей. Естественно, что при циклизации полиимидов необходимо предотвращать возможность сшивания, так как в противном случае будут образовываться нерастворимые продукты. Необходимо также учитывать, что при изменении химического строения полиимидов для получения растворимых продуктов часто происходит снижение теплостойкости и термостойкости. Так, полиимиды на основе пиромеллитового диангидрида и 2-диалкиламино-4,6-дигидразин-1,3,5-трназинов обладают хорошей растворимостью в доступных растворителях (диоксан, тетрагидрофуран), но введение указанного диаминного компонента снижает температуру размягчения и термостойкость [26]. При использовании того же диаминного компонента и диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты получаются полиимиды с более высокими температурами интенсивной термодеструкции, растворимые в доступных растворителях [27] [c.51]

Для иллюстрации влияния химической структуры и межмолекулярного взаимодействия на теплостойкость полимеров на рис. 111.3 показаны кривые, ограничивающие области работоспособности полиамидов и полиэфиров на основе себациновой кислоты. Наибольшую область работоспособности имеет полиамид себациновой кислоты и анилинфталеина. Переход к полиэфиру аналогичного строения приводит лишь к смещению кривой, ограничивающей эту область, в сторону более низких температур, а переход к полностью алифатическому полиэфиру на основе себациновой кислоты — к резкому уменьшению границы механических напряжений. Таким образом, наличие водородных связей при практически одной и той же структуре повторяющегося звена приводит к смещению границы области работоспособности лишь по температуре, а изменение химического строения (при наличии водородных связей) — как по температуре, так и по напряжениям. Смещение температуры размягчения ароматических полиамидов по сравнению с полиарилатами может быть использовано для оценки энергии водородных связей. [c.141]

Еще в 1958 г. один из авторов данной монографии высказал соображения [1] об определяющем влиянии на теплостойкость и термостабильиость полимеров протяженных фрагментов сопряжения и, в частности, полисопряжения ароматических и(или) гетероциклических ядер. Для таких систем характерны сравнительно низкие значения внутренней энергии (т. е. повышенная прочность связей) и сильное межмолекулярное взаимодействие [1-3, 9]. [c.434]

Теплостойкость полимеров характеризуется предельно д<эпустимой температурой использования полимера как твердого вещества и обусловлена в основном величиной межмолекулярного взаимодействия, наличием поперечных связей между макромолекулами, упорядоченностью на надмолекулярном уровне и т. д. [c.14]

Свойства полиорганосилоксанов определяются химической структурой, формой и размером молекул. Многие особенности свойств полиорганосилоксанов связаны с высокой гибкостью макромолекул и относительно малым межмолекулярным взаимодействием. Большое влияние на свойства полимеров оказывают боковые группы. Увеличение размеров алифатического радикала повышает эластичность и растворимость полиорганосилоксана в неполярных растворителях и снижает его твердость и теплостойкость. [c.324]

В отличие от теплостойкости и усадочности волокон их морозостойкость тем выше, чем ниже межмолекулярное взаимодействие и жесткость цепей. По этой причине наиболее морозостойкими являются полиолефиновые (особенно полиэтиленовые) волокна, -а гидратцеллюлозные и полиэфирные волокна отличаются недостаточной морозостойкостью. [c.403]

Основным направлением работ по получению ПВХ волокон с повышенной теплостойкостью является повышение стереорегулярности полимера. Поливинилхлорид, получаемый обычно свободнорадикальной полимеризацией при 40—70°С, имеет атактическую структуру с небольшими упорядоченными областями синдиотак-тической структуры . Промышленный поливинилхлорид такой структуры имеет небольшое число разветвлений одно на 60—120 звеньев , а также некоторую долю звеньев, присоединенных по схеме голова к голове . Нерегулярное строение поливинилхлорида определяет аморфную структуру полимера с низкой степенью кристалличности, которая различными авторами - оценивается в пределах от 10 до 30%. Наряду с более низкой (в 2—2,5 раза по сравнению с другими волокнообразующими полимерами) энергией межмолекулярной когезии это обстоятельство является причиной низкой теплостойкости ПВХ. В результате повышения стереорегулярности макромолекул ПВХ может быть повышена степень кристалличности . При этом увеличивается энергия межмолекулярного взаимодействия и теплостойкость полимера. [c.187]

Для получения искусственных волокон, пленок, лаков, некоторых пластических масс применяются растворы и расплавы полимеров. Как правило, в растворах и расплавах полимеров макромолекулы или их агрегаты расположены недостаточно упорядоченно, и а потому без специаль-ного процесса их ориентации путем вытягивания материала в пластическом состоянии (при формовании или последующей обработке) получаются нити и пленки с плохими механическими свойствами. В результате ориентации макромолекулы располагаются более упорядоченно, одновременно возрастает интенсивность межмолекулярного взаимодействия. Поэтому, чем более ориентированы макромолекулы или их агрегаты в пленках и нитях, тем выше прочность, теплостойкость и некоторые другие свойства получаемых изделий. Так, например, прочность обычного сравнительно малоориентированного вискозного волокна в 2—2 /2 раза ниже прочности такого же волокна с высокой степенью ориентации агрегатов макромолекул. Путем ориентации макромолекул полиамидного волокна прочность его может быть повышена в 4—6 раз. [c.629]

Теплостойкость полистирола — около 80° С. Объясняется это тем, Что его молекулы не проявляют значительных сил межмолекулярного взаимодействия. Кроме того, молекулы полистирола легко скользят одна по другой при воздействии тепла вследствие теплового движения. Исходя из этих двух обстоятельств, онределяюш их температуру размягчения, можно наметить два пути повышения температуры размягчения материала [c.134]

Введение заместителей в кольцо стирола увеличивает асимметричность его молекулы и, следовательно, не уменьшает, а увеличивает его полпмеризациониую способность. Однако взедеппе одного заместителя, естественно, приводит к ухудшению диэлектрических свойств полимера, так как молекула последнего приобретает больший дипольный момент. Если же ввести в кольцо два одинаковых заместителя в пара-положение друг к другу, то суммарный дополнительный дипольный момент молекулы будет равен нулю и макромолекула в целом остается неполярной (слабополярной) в той же мере, как и сам полистирол. Вместе с тем эффект усиления межмолекулярных сил, благодаря взаимодействию введенных полярных групп, а также вследствие утяжеления ядра, приводящего к торможению вращения сегментов, сохраняется а это приводит к более высокой теплостойкости полимера. Примером может служить полимер 2,5-дихлорстирола, имеющий столь же малый ди-польныи момент, как и полистирол [c.224]