Статья по теме: Концентрация наполнителя

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Предельные концентрации наполнителя в конкретных композиционных материалах определяются свойствами наполнителя и степенью взаимодействия его с матрицей жесткого ПВХ. Поэтому направленное изменение взаимодействия наполнителя с полимерной матрицей позволяет создавать композиционные материалы с определенным комплексом технологических и эксплуатационных свойств. Из множества известных способов изменения взаимодействия матрицы полимера с поверхностью наполнителя наиболее широко применяется модификация поверхности наполнителя за счет использования аппе-ротирующих добавок [25, 159], механохимической активизации наполнителей [26], нанесения полимерных покрытий, химически привитых к поверхности наполнителя [24]. Последний способ получил развитие в нашей стране как метод полимеризационного наполнения термопластов (норпласты) [25, 30, 71]. В норпластах при одинаковой природе полимера и полимерного покрытия на поверхности наполнителя достигается высокая адгезия матрицы полимера к наполнителю. В результате этого, как показано в [17, 20, 27, 31, 41], происходит улучшение технологических и некоторых физико-механических свойств. В частности, при наполнении изменяются реологические свойства расплавов полимеров, от которых в значительной мере зависит выбор способа переработки [42, 43]. Кривые течения наполненных композиций на основе жесткого ПВХ имеют характерный вид, когда течение ограничено снизу пределом текучести ттек, сверху - критическим напряжением ткр, при котором происходит срыв потока (рис. 7.8). Предел текучести и концентрация наполнителя, при которой он проявляется, зависят от взаимодействия наполнителя с матрицей жесткого ПВХ. Вероятно, с увеличением концентрации наполнителя или активации его поверхности ттек увеличивается, что выдвигает особые требования к технологии переработки. В частности, необходимо повышение температуры переработки, которое, однако, приводит к снижению допустимого времени пребывания наполненной композиции при[3, С.194]

Как и в случае пластификации, часто наблюдаются немоно->нные зависимости показатель — концентрация наполнителя, ?ичем при малых содержаниях наполнителя в некоторых слу-зях наблюдаются экстремумы [19], происхождение которых эудно объяснить.[2, С.163]

Поскольку наполнитель имеет тенденцию скапливаться именно в менее упорядоченных областях [150], то там создается повышенная по сравнению с остальным объемом концентрация наполнителя. Поэтому эквивалентное действие наполнителя на свойства кристаллизующегося полимера, связанное с его влиянием только на аморфную часть, может быть достигнуто при гораздо меньших концентрациях наполнителя, чем в случае его введения в аморфный полимер. Это же может быть одной из причин роста прочностных характеристик наполненных кристаллических полимеров при малых концентрациях наполнителя.[6, С.76]

Введение понятия «критическая концентрация» позволяет получить зависимости свойств наполненных композиций, инвариантные относительно природы наполнителя. Для построения таких кривых концентрация наполнителя заменяется приведенной величиной Ф/Фкр. которая определяет степень изменения свойств композиции при данной концентрации Ф и изменяется от 0 до 1. С помощью такого приведения удается 'получить обобщенные зависимости ряда свойств (в том числе модуля, температуры стеклования и др.) от приведенной концентрации независимо от природы наполнителя. При ФКр весь полимер переходит в состояние поверхностного слоя, и тогда на основании данных о Фкр легко может быть оценена толщина этого слоя как d = V/S (V — объем полимера, 5 — общая поверхность наполнителя при Ф/ФКр = 1). Найденные для разных наполнителей значения лежат в разумных пределах (80—400 А).[6, С.169]

Влияние дискретного наполнителя на прочность жесткоцепных полимеров м. б. объяснено с точки зрения статистич. теории распределения внутренних дефектов в твердом теле. Упрочняющее действие наполнителя связано с изменением условий перенапряжения на краях трещин, с релаксацией напряжений и перераспределением их на большее число центров прорастания микротрещин. Это должно увеличивать среднее напряжение, ведущее к разрушению тела. Микротрещина, развиваясь в наполненном полимере, может «упереться» в наполнитель и, следовательно, ее дальнейшее развитие будет требовать повышения напряжения. Чем больше концентрация наполнителя в полимере, тем больше создается препятствий для развития трещин; благодаря этому тормозится процесс разрушения. Кроме того, в тонких слоях полимера, согласно статистич. теории прочности, число дефектов, приводящих к разрушению, должно быть меньше; в определенных пределах увеличение прочности пропорционально уменьшению толщины слоя полимера.[8, С.164]

Влияние дискретного наполнителя Fa прочность жесткоцепных поли ме, ров м. б. объяснено с точки зрения статистам, теории распределения внутренних дефектов в твердом теле. Упрочняющее действие наполнителя связано с изменением условий перенапряжения на краях трещин, с релаксацией напряжений и перераспределением их на бйльшее число центров прорастания микротрещин. Это должно увеличивать среднее напряжение, ведущее к разрушению тела. Микротрещина, развиваясь в наполненном полимере, может «упереться» в наполнителг, и, следовательно, ее дальнейшее развитие будет требовать повышения напряжения. Чем больше концентрация наполнителя в полимере, тем больше создается препятствий для развития трсщип; благодаря этому тормозится процесс разрушения. Кроме того, в тонких слоях полимера, согласно статистпч. теории прочности, число дефектов, приводящих к разрушению, должно быть меньше; в определенных пределах увеличение прочности пропорционально уменьшению толщины слоя полимера .[7, С.166]

Существенно было исследовать также влияние концентрации наполнителя на среднее время релаксации полимерной матрицы в наполненном материале. Для этой цели была построена обобщенная зависимость тангенса угла механических потерь от частоты (рис. III. 38). С ростом концентрации наполнителя максимум механических потерь сдвигается в сторону более низких частот; так как время релаксации т = 1/сот (где сот — частота, отвечающая максимуму потерь), то можно вычислить зависимость 1§т = /(Ф) (рис. III. 39). Эта зависимость близка к линейной, что указывает на экспоненциальную зависимость времен релаксации от концентрации наполнителя. Это позволяет прийти к заключению о существовании в наполненных полимерах суперпозиции концентрация наполнителя — время. Действительно, характерная форма и положение кривых lgG' = /(lgco) при разных Ф (рис. Ш. 40) позволяют считать, что к этим системам применим метод ВЛФ._ Сделав приведение к наинизшей концентрации наполнителя и вводя кон-[6, С.145]

Рассматриваемые коагуляционные структуры наиболее характерны для систем с относительно невысоким объемным заполнением, но с большим числом дисперсных частиц. Они особенно легко возникают, если частицы анизодиаметричны или их поверхность мозаична. Для образования таких структур доля поверхности частиц, занятая лиофобными участками, т. е. коагуляционными центрами, должна быть невелика, ибо в противном случае коагуляция приведет не к развитию рыхлых каркасов структурной сетки, а к созданию компактных агрегатов частиц, что привело бы к резкому уменьшению числа свободных частиц, которых не хватило бы для образования пространственной сетки. Это указывает на важную роль степени дисперсности частиц наполнителя в наполненных системах. Именно с коагуляционным структурообразованием Ребин-дер связывал усиливающее действие активных наполнителей. Если объемная концентрация наполнителя достаточно велика, то полимер, адсорбированный в виде пленки на поверхности, сам может образовывать пространственную сетку, пронизывающую весь объем, и для структурирования не будет требоваться возникновения рыхлой коагуляционной структуры из частиц наполнителя. Наоборот, при малых содержаниях наполнителя образование коагуля-цнонной сетки, согласно Ребиндеру, необходимо для упрочнения структуры. Такая сетка, сама по, себе малопрочная, упрочняется вследствие возникновения в ней, как на матрице, пленки упрочненного полимера.[6, С.260]

Механизм действия полимерных аппретирующих веществ может быть объяснен следующим образом. Процессы образования клеевой прослойки путем нанесения на склеиваемые поверхности раствора клеящего вещества или путем отверждения клея между склеиваемыми поверхностями сопровождаются возникновением в полимере внутренних напряжений, которые могут быть столь велики, что приводят к самопроизвольному отслаиванию клеящей пленки от поверхности. Следовательно, чем ниже внутренние напряжения, тем прочнее адгезионная связь между склеиваемыми поверхностями. Действие полимерных аппретов, в качестве которых применяют главным образом эластомеры, сводится к тому, что они образуют выеокоэластичную прослойку между твердой поверхностью стеклйнного волокна и отвержденным связующим [491, 494]. Внутренние напряжения, которые возникают на границе раздела фаз в результате усадки связующего при отверждении, таким образом, частично релаксируют [495]. При исследовании влияния наполнителей на адгезию полиуретанов было установлено, что существует оптимальная концентрация наполнителя, обеспечивающая максимальную адгезию [495].[6, С.258]

Концентрация наполнителя,вес,%[5, С.436]

Концентрация наполнителя, вес.'/а[5, С.438]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь