Эластичность изменение при вулканизации

Для улучшения качества натуральных и синтетических каучуков их превращают в резину. Резина — это вулканизированный каучук. Сущность вулканизации состоит в том, что атомы серы присоединяются к линейным (нитевидным) молекулам каучука по месту двойных связей и как бы сшивают эти молекулы друг с другом. В результате вулканизации липкий и непрочный каучук превращается в упругую и эластичную резину. Резина прочнее каучука и более устойчива к изменению температуры. [c.297]

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]

Изменение физико-меха-нических свойств натурального каучука в процессе вулканизации — сопротивление разрыву г — относительное удлинение 3 — набухание 4 — эластичность б — твердость. [c.337]

В 1839 г. был открыт способ вулканизации каучука путем нагревания его смеси с серой. Вулканизация коренным образом изменяет свойства каучука повышается его прочность и эластичность, он становится более стойким к действию различных растворителей, повышается стойкость к нагреванию и к изменению температуры, каучук теряет липкость. [c.16]

Натуральный каучук (НК) впервые стали добывать из млечного сока (латекса) тропического дерева — бразильской гевеи. Е XVI веке в Европу были впервые привезены грубые изделия из каучука, которые в жаркое время плавились, а в холодное становились хрупкими и растрескивались. Промышленное значение каучук приобрел лишь после того как в 50-х годах XIX века был изобретен метод вулканизации, позволяющий длительное время сохранять первоначальные эластичные свойства каучуковых изделий и их устойчивость к изменению температуры. [c.294]

Изменение физических свойств каучука в результате вулканизации обусловлено появлением связей между макромолекулами через атомы серы. Нитевидные цепи сырого каучука связываются друг с другом неравномерно при помощи ковалентных связей и образуют редкую трехмерную решетку с гигантскими молекулами, проходящими через весь кусок каучука от одного конца до другого. Поэтому макромолекулы уже не могут изменять свои места одна по отношению к другой пластичность исчезает, и, следовательно, сонротивление на разрыв увеличивается. Однако связи через атомы серы столь редки (в мягком вулканизованном каучуке), что частичные термические движения макромолекул и возможность перехода из скрученной формы в удлиненную форму при растяжении не тормозятся. Поэтому эластичность сохраняется. Уменьшение способности к набуханию хорошо объясняется наличием трехмерной решетки. [c.943]

Сохранение постоянства объема каучука при деформации является прямым результатом особого механизма его эластической деформации. Мы уже видели, что деформация обусловлена изменением конформации молекул, образующих открытую сетку, подобно представленной на рис. 4.1. Чтобы осуществить деформацию такой сетки, требуются относительно небольшие усилия. Именно поэтому модуль эластичности каучука (как указывалось в предыдущей главе) гораздо меньше модуля таких материалов, как сталь. Однако объем каучука определяется истинным объемом самих молекул и никак не связан ни с конформацией молекул, ни с наличием поперечных связей в сетке. Это можно подтвердить тем, что вулканизация не оказывает заметного влияния на плотность каучука. Объем последнего определяется меж-молекулярными силами, подобно тому как это имеет место и в случае любых других веществ. Поэтому деформация сетки — процесс совершенно иного рода, он протекает без изменения сил межмолекулярного взаимодействия и, следовательно, без изменения объема. [c.74]

При В. происходит изменение следующих свойств каучука напряжения при заданном удлинении (модуля), твердости, прочности при растяжении, относительного удли(гения, остаточной деформации, эластичности, морозостойкости, набухаемости, газопроницаемости, теплостойкости, электрич. сопротивления. Количество поперечных связей, образующихся при В., определяет степень сшивания каучука, или степень вулканизации. Между напряжением и степенью сшивания наблюдается определенная зависимость. [c.260]

Каучук — пластичный материал. Для того чтобы придать ему прочность, износоустойчивость, эластичность, стойкость к изменению температуры, к действию растворителей и химических реагентов, его подвергают в смеси с наполнителями (сажа и др.) вулканизации. Она производится нагреванием с серой или ее соединениями. Имеется ряд других вулканизующих средств. В процессе вулканизации происходит сшивание линейных молекул каучука в еще более крупные сетчатые (трехмерные) образования. Образуется резина. [c.85]

Влияние степени вулканизации на эластичность по отскоку в резинах из натурального каучука зависит от типа ускорителя. В присутствии дифенилгуанидина скорость изменения эластичности по отскоку в зависимости от степени вулканизации меньше, чем в присутствии триэтаноламина, а последняя в свою очередь меньше, чем в присутствии меркаптобензтиазола . В резинах из бутадиен-стирольного и натурального каучуков эластичность по отскоку зависит от концентрации серы в смеси. Смесь, содержащая больше 3% серы, становится более чувствительной к изменениям температуры . При составлении рецептур для резин с высокой упругостью необходимо избегать применения замедлителей вулканизации и увеличивать количество ускорителей для получения жестких вулканизатов . Эластичность по отскоку резин из бута- [c.103]

Каучук — пластичный материал. Для того чтобы придать ему прочность, износоустойчивость, эластичность, стойкость к изменению температуры, к действию растворителей и химических реагентов, его подвергают вулканизации нагреванием с серой или ее соединениями в смеси с наполнителями (сажа и др.). Имеются и другие.вулканизирующие средства. В процессе вулканизации про- [c.97]

Следует отметить, что производство некоторых изделий основывается на применении вулканизованного латекса, носящего название ревультекс. Вулканизация латекса в состоянии водной дисперсии производится путем нагревания его с серой, ускорителями и активатором в автоклаве при температуре 70— 80 °С в присутствии веществ, защищающих латекс от коагуляции. Эластичная прочная пленка, полученная из такого латекса (путем испарения воды), инертна к растворителям, не чувствительна к температурным изменениям, т. е. обладает всеми свойствами вулканизованного каучука. Распыленный и высушенный вулканизованный латекс пластичен и может применяться для изготовления изделий путем прессования. [c.29]

Для изменения свойств сырой резиновой смеси, придания ей эластичности, прочности и химической стойкости ее подвергают химико-термической обработке, называемой вулканизацией. [c.25]

Огромное практич. значение имеет взаимодействие НК с серой, хлористой серой, органич. перекисями и другими веществами, вызывающими вулканизацию. Вулканизация приводит к образованию сетчатых структур, в к-рых длинные макромолекулы каучука соединены ( сшиты ) между собой атомами серы или другого вулканизующего агента. Технически наиболее цепным свойством НК и особенно его вулканизатов является высокая эластичность. Мягкие вулканизаты (резины) из НК способны нри комнатной темп-ре обратимо растягиваться более чем на 1000% и имеют при этом сопротивление разрыву до 350 кг/сж (исходного сечения). В отличие от кристаллич. тел, деформация НК в пределах 100—200% растяжения не сопровождается изменением объема, а следовательно, и изменением внутренней энергии. В основном эластичность НК сопровождается уменьшением энтропии при растяжении и увеличением ее при обратном сокращении. Поскольку высокая эластичность НК связана с тепловым движением его гибких макромолекул, она может проявляться в той области темп-р, в к-рой это движение достаточно интенсивно. При темп-ре ок. —70° НК утрачивает эластичность даже при очень медленных воздействиях и становится хрупким выше 80—100° НК пластичен, т. к. нри этой темп-ре возникает возможность перемещения отдельных нитевидных макромолекул относительно друг друга. Величина деформации НК зависит не только от величины механич. напряжения, но и от длительности его действия (см. Механические свойства полимеров). При коротком действии сипы участки макромолекул НК не успевают перегруппировываться, и высокая эластичность не проявляется каучук ведет себя нри этом как твердое тело. Чем выше темп-ра, тем короче период релаксации, необходимый для установления равновесия между силой и деформацией. При комнатной темп-ре высокая эластичность НК проявляется, если продолжительность действия силы (в одном направлении) не менее одной стотысячной доли секунды. [c.247]

Для проведения сравнительных медико-биологических испытаний образцы перекисных и радиационных вулканизатов подсаживали животным на длительные сроки. Изучение реакций организма на имплантируемые образцы показало удовлетворительное состояние животных во время эксперимента и в послеоперационный период. Свойства резин не претерпели существенных изменений после 3— 5-летнего пребывания в организме животных и в растворе солей. Практически не изменилось относительное удлинение, характеризующее эластичность материала (рис. 57). В начальный период резины обнаружили незначительное набухание в растворе солей с последующей потерей массы, особенно резины перекисной вулканизации (рис. 58). [c.282]

Кремнийорганические полимеры являются совершенно незаменимыми в ортопедической стоматологии в качестве материалов для оттисков и эластичных подкладок зубных протезов [37, с. 153 44]. Качество зубного протеза во многом зависит от свойств оттискного материала, используемого для снятия негативного отображения тканей полости рта. Такой материал должен обладать высокой оттискной эффективностью, в нем должны проходить минимальные размерные изменения при вулканизации. Важными являются и другие показатели материала — жизнеспособность смеси, консистенция, текучесть ее, остаточная деформация при сжатии. По данным стандартов Американской Стоматологической Ассоциации, предельные показатели по основным свойствам силоксановых оттискных материалов приведены ниже [c.284]

Хотя учет реального газового числа и некоторых технологических факторов уточняет расчет, но и в этом случае имеются существенные расхождения значений величины а, определяемых расчетом и опытным путем. Причина расхождения заключается в том, что приведенное выше уравнение не учитывает таких важных факторов, как различная скорость диффузии газов через резину, зависимость газопроницаемости от состава резиновой смеси, изменение эластичности и пластичности резины на различных стадиях вулканизации, а также улетучивание газов из формы вследствие недостаточной ее герметичности. Приведенное выше уравнение (2) является лишь приблизительно верным. Особенно ошибочно оно в тех случаях, когда при разложении газообразователя выделяются вода, аммиак или другие легко сжижаемые вещества. [c.145]

Изменение механических свойств. Основной технологической задачей вулканизации является придание резиновой смеси эластических свойств. В производственном процессе натуральный каучук обычно подвергают пластикации, для того чтобы сделать возможным осуществление технологических операций смещения, шприцевания, каландрования и растворения. Резиновая смесь, составленная из пластицированного каучука, в той или иной степени пластична. После того как этой резиновой смеси придана необходимая форма, она подвергается вулканизации. В результате вулканизации каучук вновь приобретает эластичность — свойство, столь ценное в готовом резиновом изделии. [c.294]

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, в связи с возрастанием энергии теплового движения цепных макромолекул каучука и уменьшением энергии межмолекулярного взаимодействия в вулканизате. Так, вулканизаты на основе НК, обладающие высокими прочностными свойствами при комнатной температуре, вследствие резкого падения прочности при повышении температуры, теряют необходимые эксплуатационные свойства. [c.159]

При вулканизации происходит изменение макромолекулярного строения, однако для каучука можно осуществить реакции, известные из химии олефинов, при которых структура полимера не меняется или изменяется лишь незначительно. К этим реакциям относятся все реакции присоединения по двойной связи (гидрирование и особенно хлорирование). Хлоркаучук, твердый при комнатной температуре, приобретает пластические свойства (но не каучукоподобную эластичность) при повышенной температуре (начиная с 80°). Он используется как пластмасса, в частности, для создания лаковых покрытий, устойчивых к действию кислот, хлора, алифатических углеводородов. Хлоркаучуковые покрытия неустойчивы к действию ароматических растворителей, сложных эфиров и кетонов. При хлорировании снижается вязкость каучука в растворе. Причина этого явления пока не установлена. Штаудингер предполагает, что при хлорировании происходит циклизация. При действии на каучук газообразного хлористого водорода происходит гидрохлорирование. Гидрохлорид каучука по свойствам напоминает гуттаперчу. Переход в область каучукоподобной эластичности для него осуществляется при температуре П5°. [c.115]

Вулканизацией каучука называется процесс, при котором в результате взаимодействия каучука с серой или другими веществами (или под действием радиации) образуется значительное число новых связей между цепями (цепи сщиваются ), что приводит к изменению его эластичности и приобретению им значительной жесткости. Резина представляет собой вулканизованный каучук и обычно содержит еще различные наполнители (сажу и др.), пластификатор [c.568]

Чем более гибки цепные молекулы (при данной длине) и чем они длиннее (при данной степени гибкости), тем легче должна происходить деформация. Если бы молекулы не обладали способностью к внутреннему вращению, то деформация тела могла бы возникать только за счет изменения валентных углов или расстояний между атомами, т. е. имела бы такой же характер, как и деформация кристалла. Поэтому при изменении способности молекул к изгибанию резко изменяются механические свойства (модуль упругости, величина деформации) тела. Примерами этого являются потеря каучуком эластичности при низких температурах (застеклование), резкое изменение его механических свойств при набухании, зависимость механических свойств от степени вулканизации и т. п. [c.194]

Непредельные полимеры способны соединяться по месту двойных связей с серой и другими полифункцио-иальными соединениями с образованием пространственной структуры и резким изменением свойств системы. Образовавшиеся пространственные полимеры с редкими связями вследствие большой длины и гибкости макромолекул эластичны в широком интервале температур, способны многократно деформироваться, а после снятия деформирующих усилий — восстанавливать почти полностью свои размеры. Материалы с такими свойствами называют резинами, а исходные полимеры, при переработке которых могут быть получены резины,— каучуками. Реакцию образования поперечных связей между длинными макромолекулами называют вулканизацией. Полимеризацией бутадиена и изопрена и сополимеризацией их с другими соединениями получено большое число синтетических каучуков. Синтетические каучуки по свойствам близки к натуральному каучуку, издавна используемому в качестве основного сырья для производства резин. Поэтому синтетические каучуки принято оценивать путем сопоставления с натуральным каучуком. [c.145]

Значительные изменения испытывает под действием излучения полиэтилен [79]. Этот кристаллический полимер, при плавлении которого сразу образуется вязкотекучий расплав, в результате радиационной вулканизации превращается в материал, обладающий выше температуры плавления высокой эластичностью. Оказалось, что между определенным по данным ТМА модулем сжатия (1/Ае) и дозой облучения имеется прямая пропорциональная зависимость. Высокоэластические свойства материала особенно наглядно демонстрируются ТМА-кривыми, полученными при растяжении (рис. VII. 12). [c.162]

В окисленном асфальте сильно повышается величина отношения асфальтейы/смолы, что результируется в некотором увеличена его молекулярного веса, повышении твердости и хрупкости, снижении эластичности температура размягчения повышается, не-нетрация снижается. В элементном составе наблюдается изменение идет заметное обогащение серой и углеродом и обеднение водородом (отношение С/Н повышается). Почти весь кислород, содержащийся в 302, выделяется в виде реакционной воды. Это обстоятельство, а также накопление серы в окисленном битуме, несомненно, указывают на то, что основным агентом дегидрирования при воздействии па нефтяные остатки двуокиси серы является содержащийся в ней кислород сера же, если и участвует в процессе дегидрирования, то лишь в незначительной степени. Основное направление ее действия состоит в сшивании углеродных скелетов с образованием трехмерных структур. Процесс этот напоминает вулканизацию каучука при нагревании с элементной серой. Вновь образовавшиеся молекулы асфальтенов в результате конденсации двух и более молекул ароматизированных в результате дегидрирования углеводородов и смол способствуют накоплению в битуме более жестких с меньшим молекулярным весом асфальтенов, чем первичные асфальтены. Эти новые полициклоароматические кон- [c.85]

Кроме этого следует отметить недостатки самого полимерного продукта, в частности, повышенную ползучесть, относительно низкую скорость вулканизации, несовулканизуемость с каучуками общего назначения, неудовлетворительную адгезию, плохую совместимость с некоторыми ингредиентами, малую эластичность при комнатных температурах, высокое теплообразование при многократных деформациях. Лишь некоторые из отмеченных недостатков можно устранить изменением рецептуры резиновых смесей и условий их обработки. Однако радикального изменения свойств БК и в первую очередь увеличения скорости вулканизации можно достигнуть лишь химическим путем. [c.322]

Значительная деформируемость вулканизатов при повышении температуры является следствием увеличения эластичности высокостирольных участков макромолекулы при температуре выше температуры текучести невулканизован-ного полимера. Однако образованные в процессе вулканизации мостичные связи у бутадиеновых звеньев ограничивают текучесть образца и повышают величину обратимой деформации после снижения температуры. Это свойство вулканизатов на основе полимеров с высоким содержанием стирола обеспечивает возможность вторично подвергать их формованию в определенных пределах, но является недостаточным при работе изделий в динамических условиях. Для исследования динамических свойств указанных вулканизатов и процессов утомления разработан прибор и методика на испытание резин на динамическое сжатие при перепаде температура. За показатель динамического разнашивания (Кд) принимается изменение размеров образца (в %) от первоначальных размеров. Наряду с коэффициентом динамического разнашивания, стойкость к действию повышенных температур характеризуется коэффициентом теплостойкости (Ктс) (отношение модуля сжатия при 100° С к модулю сжатия при 20° С при нагрузке 10 кгс/см ), определяемым на специально сконструированном приборе [c.35]

Вулканизация каучука представляет собой процесс его превращения из пластического в эластическое состояние,. причем происходящее при этом изменение химических и физических свойств каучука значительно расширяет область его применения. Явление вулканизации было открыто в 1840 г. Чарльзом Гудьиром, который заметил, что при нагревании пластициро-ванного каучука с серой получается продукт, обладающий гибкостью и эластичностью. Вулканизацию осуществляют путем добавления к пластицированному каучуку вулканизующего агента, например серы, с последующей гомогенизацией смеси и нагреванием ее в пресс-форме (в случае серы до температуры выше 110°С). Нагревание сопровождается сшиванием молекул каучука, причем чем больше число поперечных связей, тем тверже полученный продукт. Вулканизованный натуральный каучук находит большое применение из него изготовляют шины, пористую резину, подметки для обуви, изоляцию для электрических проводов и кабелей и др. [c.278]

Блох и Меламед указали на существенное значение химических реакций во время вулканизации между активными областями сажевых частиц и остальных ингредиентов резиновой смеси. Варрик и Лаутербур пришли к выводу, что для получения высокопрочной резины обычные первичные валентные поперечные связи значительно более важны, чем связи полимер — наполнитель. Для определения численных величин оптимальной плотности поперечных связей для различных каучуков вместо метода набухания эти авторы использовали данные измерения эластичности и данные кривых нагрузка — удлинение резин и пришли к выводу, что оптимальная плотность поперечных связей при изменении типа вулканизующей системы меняется в смесях из натурального каучука и остается неизменной в смесях из полиизопрена. [c.97]

Помимо изложенного следует еще отметить существенное влияние, которое оказывает температура на степень отклонения свойств реального каучука от свойств идеального. При повышении температуры, вследствие изменения соотношения между энергией взаимодействия и энергией теплового движения молекул, возрастает подвижность всей цепной молекулы, что вызывает появление текучести. Таким образом, повышение температуры приводит к тому, что, помимо высокоэластической части деформации, становится заметной и даже может стать преобладающей пластическая часть деформации. С другой стороны, понижение температуры, увеличивая влияние энергии взаимодействия между звеньями по сравнению с влиянием энергии их теплового движения, может привести, к тому, что звенья цепи потеряют подвижность, и способность цепи изгибаться не смсжет быть реализована (явление застеклования каучука). В этом случае высокоэластическая деформация резко уменьшается и проявляется только упругая часть деформации. При сильном охлаждении каучук становится твердым и малодефор-мируемым. Эти две области температур (область размягчения и область появления текучести) ограничивают проявление высокоэластических свойств. Ясно, что слабая вулканизация, затрудняя текучесть, расширяет температурную область высокой эластичности. [c.201]

Имеется еще одна весьма важная в техническом ошошеник особенность процесса вулканизации ряд свойств изменяется по кинетическим кривым, обладающим максимумом или минимумом. Так, апример, растворимость вулканизата, определяемая величиной хлороформенного экстракта (см. рис. 117), изменяется по кривой, имеющей минимум—в первой части процесса наблюдается резкое падение растворимости, а затем наступает некоторое повыщение, не достигающее, впрочем, исходного значения. Произведение упругости и модуль эластичности, наоборот, изменяются по кривым, обладающим максимумами. Для большинства свойств точки минимума или максимума находятся в близких по значениям координатах времени. Так как вулканизат, соответствующий этим или близким к ним координатам, обычно обладает аилучшими техническими свойствами, то это состояние вулканизата носит название оптимума вулканизации. С технической точки зрения дальнейшее изменение вулканизата, следующее за оптимумом вулканизации, нежелательно. Исходя из этого соображения, производственные смеси составляют с таким расчетом, чтобы их кинетические кривые обладали наиболее пологим максимумом. В эт0 м случае уменьшается опасность перевулканизации, так как по достижении оптимальных свойств вулканизат сохраняет их в течение более или менее длительного отрезка времени. Другими словами, производственные смеси должны обладать широким плато вулканизации. [c.298]

Как уже отмечалось, а-полихлоропрен при температурах выше 35° способен превращаться в нерастворимый эластичный продукт. Принимается, что этот процесс состоит в соединении линейных молекул а-полихлоро-прена поперечными валентными связями в пространственную структуру. Другими словами, и по характеру физических изменений, и по внутреннему механизму превращеиие ачюлихлоропрена при нагревании может рассматриваться как процесс вулканизации. Так как товарный хлоропреновый каучук состоит, главным образом, из а-модификации, то подобный прием вулканизации может быть применен к любому виду хлоропренового каучука. Следует лишь иметь в виду, что хлоропреновый каучук стабилизован неозоном и поэтому требуются более высокие температуры, чтобы осуществить процесс вулканизации без применения вулканизующего агента. При температуре 130° для процесса требуется около 40 мин. [c.387]

Наибольшее влияние на Тс резины оказывает структура исходного каучука и значительно меньшее— ее изменение при переработке и вулканизации. Процесс стеклования имеет рела[ксационный характер, поэтому те особенности структуры, благодаря которым увеличивается скорость релаксационных процессов и повышается эластичность, способствуют также и улучшению морозостойкости. [c.170]