Резина высокоэластическая

Деформация высокомолекулярных материалов (каучука, резины, различных текстильных волокон и других) — под воздействием приложенных внешних сил — это следствие величины этих сил и условий их приложения длительности, повторности, частоты и температуры. Свойственная каучуку и резине высокоэластическая деформация зависит от гибкости и длины молекулярных цепей каучука, от величины и роли внутри- и межмолекулярных связей и отличается от упругой деформации кристаллических тел большим пределом. При этом проявляется свойственная высокомолекулярным материалам способность принимать различные физические состояния стекловидное при низких, высокоэластическое при обычных и вязкотекучее при высоких температурах. [c.246]

Понятие о вулканизации. Основной задачей вулканизации является ограничение подвижности цепей макромолекул каучука относительно друг друга, что необходимо для выявления важнейших свойств резины — высокоэластических деформаций. Ограничение подвижности цепей производится вулканизацией — созданием прочных поперечных связей между ними, позволяющим материалу без разрыва этих связей значительно растягиваться. [c.355]

Уравнения (2) и (3) лежат в основе всех современных представлений о высокоэластическом состоянии полимеров. Они позволили объяснить важнейшие черты высокоэластической деформации — малое значение (0,1 10 МПа) модуля Юнга резин, рост его с повышением температуры и с ростом степени сшивания эластомеров. [c.48]

Хорошо известно, что эластичность резин при данной температуре тем выше, чем ниже температура стеклования соответствующих каучуков, при этом динамические свойства резин контролируются скоростью высокоэластических процессов и зависят от внутренней структуры материала [19]. [c.88]

К эластомерам относятся каучуки и резины. Термином каучук принято обозначать эластомер, состоящий из длинных гибких макромолекул, которые могут перемещаться друг относительно друга при повышении температуры или при действии механических напряжений. Для каучуков характерно аморфное состояние, однако при охлаждении или при растяжении они способны кристаллизоваться. Рабочим физическим состоянием каучуков является высокоэластическое состояние (17.2.1). При этом, чем шире интервал эластичности АТ = Тт Тс, тем обширнее температурная область, в которой каучуки могут использоваться в качестве эластомера. [c.424]

Вулканизация каучуков — это частный случай сшивания линейных полимеров, в процессе которого макромолекулы соединяются поперечными химическими связями с образованием пространственной трехмерной вулканизационной сетки. В подобной структуре макромолекулы не способны к необратимому перемещению друг относительно друга (деформация сдвига), вследствие чего резины, в отличие от каучука, теряют свойства текучести, сохраняя, однако, в широком диапазоне температур способность к высокоэластической деформации. [c.439]

Относительное удлинение при разрыве у резин очень велико (300-500 %). Наибольшее удлинение имеют резины, изготовленные на натуральном каучуке. Относительное удлинение при разрыве включает в себя все три деформации упругую, высокоэластическую и пластическую. При этом определяющей является высокоэластическая деформация. Определяют относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 270-75. [c.70]

Исследование закономерностей электропроводности полимерных материалов осложняется и тем, что величина коэффициента теплопроводности зависит от времени с момента приложения электрического поля. При рассмотрении влияния состава резин авторы многих работ отмечают, что все факторы, приводящие к увеличению молекулярной подвижности, обусловливают рост электропроводности. Так, введение пластификатора увеличивает электропроводность полимеров как в высокоэластическом, так и в застеклованном состоянии, что также указывает на роль пластификаторов в процессе ионного переноса электричества. [c.72]

Теплостойкость и морозостойкость являются одними из важных характеристик резин, как и любых полимерных материалов. Они характеризуются верхней и нижней допустимой температурой, при которых возможна длительная эксплуатация. В силу особенностей физико-механических свойств, при определенной высокой температуре полимер, как известно, переходит в вязко-текучее состояние, а при переохлаждении — в стеклообразное. Таким образом, при испытаниях на теплостойкость и морозостойкость определяют температуру перехода полимерного материала из высокоэластического состояния в вязко-текучее и стеклообразное. [c.103]

Природа высокоэластической деформации резин отличается от природы деформации твердых тел, но аналогична молекулярно-- [c.70]

В последнее время стал актуальным вопрос какую роль в термодинамике и статистике равновесной высокоэластической деформации играет надмолекулярная организация Для ответа на него необходимо напомнить, что в некристаллических эластомерах микроблоки упорядоченной структуры имеют флуктуационное происхождение и, следовательно, характеризуются определенным, конечным временем жизни (см. гл. I). Так, для каучуков и резин время жизни надмолекулярных образований при 20 °С обычно заключено в интервале 10 —10 с, а при повышенных температурах становится намного меньше. Молекулярная подвижность этих флуктуационных структур ответственна за медленный физический релаксационный процесс в эластомерах. Для того, чтобы судить [c.106]

Полученная формула применима и к твердым, и к высокоэластическим телам, однако физическая природа всех ее членов одинакова лишь в первом случае. Для резины только первый член, выражающий работу против сил всестороннего сжатия, имеет деформационную природу, характерную для твердых тел. Последующие же два члена обусловлены совершенно иной—высокоэластической — природой деформации, связанной с перегруппировкой и ориентацией звеньев цепных молекул. Если образец имеет форму параллелепипеда, грани которого в недеформированном состоянии равны Soi, S02, S03, то часто удобнее использовать условное напряжение Pi = Pi/so. Формула для работы примет тогда вид [c.114]

Из полученных выражений (III. 18) и (III. 19) следует, что деформация резины в рассмотренном случае сводится к объемной упругой и двухмерной высокоэластической. Однако термодинамическое рассмотрение двухмерной высокоэластической деформации резины ничего принципиально нового не вносит по сравнению с рассмотрением более простого случая — одномерной высокоэластической деформации. Поэтому далее термодинамический анализ проводится в приложении к одномерной деформации резины в этом случае формула (III. 19) принимает следующий вид [c.114]

Одномерное деформированное состояние данного конкретного образца резины можно характеризовать однозначно как параметрами Р, L, так и обобщенными р, X, где Я —степень растяжения (относительная длина). Однако деформированное состояние резины однозначно нельзя характеризовать величинами Р и L, из-за влияния на L теплового расширения резины. Поэтому дальнейшее рассмотрение мы будем вести, используя параметры р и X, однозначно описывающие деформированное высокоэластическое состояние резины. В термодинамике газа, как известно, вместо Р и L применяют параметры р и I/. Из этих двух параметров незави--симым является один. [c.114]

Чтобы вскрыть физический смысл величин 1 1, 1, определяющих уравнение состояния резины, рассмотрим воображаемую резину без теплового расширения ( 3 = 0) и сжимаемости (К = 0). Для нее Уг = и, 1 = 3 и соотношения (111.24) и (111.31) совпадают. В этом случае под V и 5 следует понимать конфигурационные энергию и энтропию, обусловленные изменением конформации молекулярных цепей при высокоэластической деформации. (Напомним, что изменение конформаций цепей при деформации приводит к изменению конфигурации системы в целом). Для реальной резины с тепловым расширением и сжимаемостью роль конфигурационных функций состояния играют i/ и 5[. Это следует из того, что нарастание высокоэластичности резины определяется изменением /1 и 5ь а условием идеальности является не (диЩ)р,т = О, а (ди1/дХ)р,т == 0. [c.118]

Итак, мы получили выражение для высокоэластического потенциала резины. [c.149]

Для создания методов расчета основных параметров резино-технических изделий необходим такой вид выражения для высокоэластического потенциала, который наиболее точно описал бы деформационное поведение высокоэластических материалов при различных видах напряженного состояния. До сих пор наибольшее распространение получил высокоэластический потенциал классической теории высокой эластичности полимерных сеток, [c.154]

Из анализа экспериментальных данных следует, что деформационное поведение ненаполненных резин при различных видах напряженного состояния более точно описывается высокоэластическим потенциалом (IV. 57), учитывающим механическое поле напряжений в нагруженном полимере и роль межмолекулярных сил в передаче напряжений в объеме полимера. [c.159]

Часто возникает вопрос о том, какую роль в равновесной высокоэластической деформации играют надмолекулярные структуры в виде физических узлов сетки. Для ответа на этот вопрос необходимо учесть, что в некристаллических полимерах (эластомерах) структурные микроблоки упорядоченной структуры имеют флуктуа-ционное происхождение и, следовательно, характеризуются определенным конечным временем жизни. Так, для каучуков. и резин время жизни надмолекулярных образований при 20° С характеризуется временем 10 —Ю с (Х-процессы), а при повышенных температурах оно намного меньше. Молекулярная подвижность этих флуктуационных структур ответственна за медленный физический релаксационный процесс в эластомерах. Для того чтобы достичь равновесного состояния, практически надо наблюдать за [c.60]

Физическая природа высокоэластической деформации отлична от природы деформации твердых тел, но сходна с молекулярно-кинетической (энтропийной) природой упругости газов. Например, равновесное напряжение в деформированной резине, как и давление сжатого газа при заданном объеме, пропорционально абсолютной температуре. Такое сочетание в высокоэластических материалах свойств трех агрегатных состояний является уникальным. [c.61]

Прочность является одной из важнейших характеристик всех конструкционных материалов, в том числе и полимерных. Полимерные материалы подразделяются на твердые (пластмассы, волокна, пленки), которые характеризуются относительно высокими модулями упругости (10 —10" МН/м ), и мягкие (высокоэластические материалы — резины с модулями упругости 1 — 10 МН/м2). Механизм и закономерности разрушения тех и других существенно различны. В этой главе рассматриваются природа и закономерности прочности твердых полимеров. [c.280]

Основные результаты были получены при длительных испытаниях ненаполненных резин при растяжении под постоянными напряжениями. В последующем механизм разрыва высокоэластических материалов изучался и при других режимах деформации (заданная деформация, постоянная скорость растяжения, многократные деформации). Было установлено, что механизм разрушения резины при всех режимах испытания имеет общие черты. [c.336]

В то же время процесс трения резины со смазкой весьма близок к характеру трения твердых смазанных поверхностей (рис. 13.7). Трение резины без смазки сильно зависит от скорости скольжения и температуры, тогда как трение твердого полимера от этих факторов практически не зависит. Это объясняется различной природой трения высокоэластических материалов и твердых тел. [c.367]

Упругое восстановление формы эластичных жидкостей происходит во многом аналогично упругому восстановлению резин после снятия внепшей нагрузки. Но в отличие от резин высокоэластические деформации, накопленные при течении полимерных систем, способны релаксировать. Это означает, что если между моментом прекращения принудительного деформирования и началом упругого восстановления проходит некоторое время, то конечное значение измеряемой высокоэластической деформации оказывается тем меньше, чем бЬльше период времени релаксации запасенной высокоэластической деформации. В отличие от этого в резинах равновесная высокоэластическая деформация (за исключением особых случаев) не зависит от длительности выдержки образца в нагруженном состоянии. Такая разница в поведении резин и текучих полимерных систем носит тот же характер, что и различие в равновесном напряжении в резинах оно сохраняется (теоретичес1(и) неограниченно долго, в текучих системах напряжения всегда релаксируют до нуля. [c.375]

Последние, однако, наряду с пластичностью обладают и высокоэластичностью, т. е. способностью к механически обра-тимы.м деформациям. Придание каучуку пластических свойств, достигаемое механической либо тепловой его обработкой, сохранение им этих свойств на всех этапах технологического процесса и, наконец, превращение его путем вулканизации в резину—высокоэластический материал, не обладающий пластичностью, является принципиальной основой всей современной технологии изготовления любых резиновых изделий или деталей. [c.28]

Электрическая прочность. Как и во всех диэлектриках, при достижении некоторой напряженности электрического поля в полимерах возникает пробой, т. е. происходит электрический разряд через материал. Природа его мало отличается от природы пробоя в других диэлектриках он сопровождается образованием разветвленных каналов, по которым идет разряд. Пробою в полимерных диэлектриках предшествует микроориентация материала, связанная с его "сильной" поляризацией. Полярные полимеры имеют большую электрическую прочность, чем неполярные. Электрическая прочность резко уменьшается при переходе из застеклованного в высокоэластическое состояние. Введение наполнителя также резко уменьшает электрическую прочность. Знание величины электрической прочности в зависимости от толщины, формы и других параметров образца — обязательное условие успешного применения резин в качестве электро- [c.73]

Наиболее рациональным путем получения эластомерных материалов с заданными магнитными свойствами является создание композиционных материалов, состоящих из каучуков и различных наполнителей, в том числе ферромагнитных. Такие материалы могут сочетать высокоэластические свойства, присущие эластомерам, с магнитными свойствами наполнителей. В качестве наполнителей используют порошки из ферромагнитных, ферримагнитных материалов и редкоземельных элементов. Такие наполнители, как и любые ферромагнетики, по своим магнитным свойсгвам разделяют на магнитотвердые и магнитомягкие. В соответствии с тем, какие наполнители использованы при их изготовлении, все эластичные магнитные материалы также можно разделить на два класса магнитомягкие и магнитотвердые резины. Особое внимание при использовании ферромагнитных наполнителей должно быть обращено на их удельную поверхность (или размер частиц), так как уровень магнитных свойств композитного материала существенно зависит от этого показателя. [c.75]

На самом же деле, для идеальной резины, у которой при малых растяжениях деформация также является высокоэластической, не дР1дТ)р,ь, а ( р/д7 )р,х должна быть всегда положительная (р— условное напряжение, рассчитанное на начальное поперечное сечение образца). [c.119]

Наблюдаемый эффект инверсии (см. рис. III. 7) объясняется неравновесностью процесса при быстром растяжении резины, когда в начале деформации ее упругая составляющая может иметь заметную величину по сравнению с высокоэластической. При равновесной же деформации резины упругая составляющая ее имеет ничтожную величину, примерно равную 0,05% от высокоэластической составляющей. При аналиве в предыдущих разделах этой упругой составляющей деформации резины мы пренебрегали. [c.121]

Инверсия теплового сд прежде всего В том, что Б линейных по-аффекта при деформации дцмерах физическая релаксация с течением времени приводит к практически полному исчезновению напряжения, а в полимерных сетках — к так называемому равновесному напряжению, отличному от нуля. К второму классу полимеров относятся высокоэластические матерпалы — резины, для которых деформация в обычных условиях эксплуатации близка к равновесной. Для тех режимов эксплуатации, в которых основную роль играют деформации, не слишком отличающиеся от равновесной, важное значение имеет термодинамика высокоэластической деформации. [c.60]

Каучуки и резины, некоторые каучукоподобные полимеры, а также набухшие жесткоцепные полимеры являются высокоэластическими материалами в различных интервалах внутри области температур от —100 до -Ь200° С. Высокоэластическое состояние широко применяется в технике, главным образом в виде различных высокоэластических материалов, резинотехнических изделий (уплотнителей, клапанов, амортизаторов и др.), автомобильных и авиационных шин и специальных деталей. Основные технические свойства высокоэластических материалов — низкие модули упругости и хорош.ие амортизирующие способности. Требование стабиль- [c.61]

Из выражений (3,18) и (3.19) следует, что трехмерная деформация полимера в рассмотренном случае сводится к объемной упругой и двухмерной высокоэластическон. Однако термодинамическое рассмотрение двухмерной высокоэластической деформации резины не внесет ничего принципиально нового по сравнению с рассмотрением более простого случая — одномерной высокоэластической деформации, Поэтому далее термодинамический анализ проводится для одномерной деформации резины, для которой формула (3,19) примет следующий вид [c.68]

Чтобы вскрыть физический смысл величин 11], 51, определяющих уравнение состояния резины, рассмотрим полимерную сетку без теплового расширения (с = 0) и сжимаемости (/г = 0). Для нее и=ии 5 = 51 и соотношения (3,24) и (3.31) совпадают, В этом случае под /7 и 5 следует понимать конфигурационные энергию и энтропию, обусловленные изменением конфигурации молекулярных цепей при высокоэластической деформации. Для реального полимера с тепловым расширением и сжимаемостью роль конфигурационных функций состояния играют 1 ] и 5(, Это следует из того, что нарастание высокоэластичности резины определяется изменением последних, а услоинем идеальности является не дШд .) р,т=0, а дих/дХ) р,т О. [c.72]

Энтропия 5з че имеет отношения к нарастанию высокоэластической упругости резины и поэтому не является конфигурационной энтропией, Де11ствительно, ((352,/( л) рд = о. Уо((5а/<Э .) р,г = аУо м, если учесть формулу (3.36). Отсюда видно, что не из- [c.72]

Учет сжимаемости эластомеров и резин при деформации связан с тем, что более точная теория высокой эластичности должна учитывать и малое изменение объема образца при деформации. В связи с этй1 вновь возник интерес к вопросу о вкладе энтропийной и энергетической составляющих в высокоэластические силы, рассмотренному в предыдущем разделе этой главы. [c.74]

Наблюдаемый эффект инверсии (рис. 3.7) объясняется нерав новесностью процесса при быстром растяжении эластомера, когДа в начале деформации ее упругая составляющая может заметно превышать высокоэластическую. При равновесной же деформации упругая составляющая ничтожна (примерно 0,05% от высокоэластической), поэтому ею обычно пренебрегают. При очень быстром растяжении эластомеров, когда молекулярные цепи из-за внутреннего трения еще не успевают выпрямиться, деформация в начальный момент может носить преимущественно упругий характер, связанный с изменением расстояния между атомами. Эта деформация сопровождается некоторым возрастанием энтропии и, следовательно, поглощением теплоты. Вследствие сказанного, наблюдаемое явление термической инверсии не исключает термодинамического определения идеальности резины. Близость многих реальных резин к идеальной при медленных (равновесных) деформациях несколько нарушается при быстрых деформациях. [c.82]

Исследование Тирионом сухого трения резины и Денни — трения полимеров со смазкой показали, что законы трения высокоэластических материалов со смазкой и без смазки одинаковы, но коэффициенты трения отличаются как по значению, так и по физической природе. Бартеневым [10] был предложен закон трения высокоэластических материалов в следующем виде [c.378]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология