Статья по теме: Смешиваемых полимеров

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Соотношение вязкости смешиваемых полимеров можно регулировать пластификацией одного из них, в частности, выбирая селективный пластификатор, имеющий сродство главным образом к одному полимеру [87}. Можно изменять соотношение вязкостен изменением молекулярного веса полимеров. На рис. 12 показана зависимость вязкости каучука СКИ-3 от молекулярного веса ПС, вводимого в СКИ-3. Видно, что при введении низкомолекулярного ПС, вязкость которого ниже вязкости СКИ-3, вязкость смеси резко падает. В то же время введение ПС, вязкость которой больше вязкости СКИ-3, практически не изменяет вязкость смеси. Многие другие реологические параметры (индекс течения, теплота активации и др.) меняются скачкообразно при обращении фаз. Обращение фаз при увеличении молекулярного веса, а следовательно и вязкости ПС (рис. 12), не вызывает сомнений. Экструдаты смесей с низкомолекулярным ПС твердые и ломкие, как это и должно быть при наличии непрерывной фазы ПС, а экструдаты смесей с высокомолекулярным ПС эластичны и гибки так же, как и сам СКИ-3.[7, С.45]

Использование бутадиен-стиро-цьных смол в смесях с бутадиен-стирольным каучуком наиболее эффективно ввиду близкой плотности энергии когезии смешиваемых полимеров. Повышение прочностных свойств вулканизатов, полученных на основе смеси каучука с высокостирольной смолой, по сравнению с вулканизатами сополимеров с аналогичным содержанием стирола30, объясняется, вероятно, тем, что высокостирольная смола является своеобразным активным наполнителем. Хотя известно, что размер частиц- бута-диен-стирольных смол составляет 125 мкм и выше, т. е. в 3000 раз больше частиц усиливающей канальной или печной сажи43.[6, С.41]

В работах [26, 55] установлено, что предел расслаивания раствора смеси полимеров снижается тем больше, чем меньше характеристическая вязкость или второй вириальный коэффициент смешиваемых полимеров в данном растворителе. Оказалось, что если подобрать растворители, имеющие одинаковое сродство к полимерам, то и значения с2 в этих растворителях одинаковы. Так, ПС имеет одинаковое значение [TJ] в хлорбензоле и диоксане, так же как и ПММА. Поэтому[7, С.21]

Из рис. 210 следует также, что смесь, приготовленная на основе поливинилхлорида и бутадиен-питрильного каучука, содержащего 49,8% нитрильных групп (сополимер 5), обладает хорошими эластическими свойствами. В данном случае сополимер 5 является лучшим пластификатором по отношению к поливинилхлориду. Аналогичное действие оказывают бутадиен-гштрильгше каучукп на нитрат целлюлозы. Наилучшие показатели у смеси гштрата целлюлозы с каучуком^ содержащим 36% акрилонитрила. Сопротивление разрыву смеси нитрата целлюлозы с таким сополимером равно 4,89 кГ1см* (прочность нитрата целлюлозы — 6,6яГ/слг2), а относительное удлинение при разрыве составляет около 100% (2,5% дли нитрата целлюлозы). Смесь нитрата целлюлозы с дибутил-фталатом имеет такое же относительное удлинение при разрыве и разрывную прочность 0,2 кГ/см2^ Из этих данных сдедует! что пластификация одних полимеров другими в ряде случаев может оказаться более эффективной, чем пластификация низ ко молекулярными жидкостями. При этом необходимо учитывать полярность смешиваемых полимеров. Сополимеры, содержащие слишком много полярных ['р^пи, не обладают большой эластичностью И( очевидно, пе могут повысит!, эластичность второго жесткого полярного полимера. Сополимеры с малым содержанием полярных групп образуют с ним неоднородные смеси, обладающие- очень плохими физико-механическими показателями. По-видимому, неоднородность и вызванные ею плохие физико-механические показатели смеси являются следствием несовместимости полимеров. Нитрат целлюлозы не совмещается с полибутадиеном, последний не совмещается с поливипилхлоридом. Эти два полярных полимера не совмещаются с сополимерами, содержащими мало иитрильпых групп.[1, С.457]

В серии работ, посвященных анализу совместимости полимеров и свойствам получаемых смесей, основное внимание уделяется именно этим специфическим взаимодействиям, возникающим между макромолекулярными цепями смешиваемых полимеров. Схема такого взаимодействия продемонстрирована на следующем примере[2, С.472]

При смешении на вальцах, экструдерах и других типах смесителей диспергирование идет довольно интенсивно до некоторого предела, а затем замедляется и размер частиц в дальнейшем изменяется мало [83—85]. Предельный размер частиц зависит от соотношения вяз-иостей смешиваемых полимеров. Если маловязкий полимер вводится в более вязкий (последний преобладает), то, как правило, это способствует лучшему диспергированию. При введении высоковязкого полимера в менее вязкий трудно добиться высокой дисперсности частиц в смеси. В таких случаях полезно регулировать вязкость вводимого полимера изменением (если это возможно) молекулярного веса [86] или снижать вязкость введением пластификатора [83],[7, С.26]

Свойства двух- и многофазных полимерных смесей определяются не только их составом, но и способом изготовления, режимом переработки, физическим состоянием полимеров в момент смешения. Наивысшая степень диспергирования одних по-тичеров в других достигается при их смешении в виде латсксов, дисперсий с последующей коагуляцией или при смешении расплавов одинаковой вязкости. В случае аморфных полимеров степень дисперсности тем больше, чем ближе химическое строение и ниже молекулярная масса смешиваемых полимеров. Вследствие гшантских размеров макромолекул и надмолеку-[3, С.424]

В. Е. Гуль и др. при микроскопических исследованиях смесей полимеров обнаружили, что в зависимости от соотношения параметров растворимости компонентов во времени изменяется характер границы между микроскопическими частицами полимеров BN двухфазной) системе, образовавшейся при их смешении. При больших значениях параметра р, когда степень принудительного смешения выше равновесной, граница раздела фаз становится более четкой, а при малых значениях р (полиэтилен и полйбута-диен), наоборот, граница становится более размытой, сегментрль-ная взаимодиффузия смешиваемых полимеров увеличивается107. Вязкость сырых смесей полимеров снижается в сравнений с аддитивным значением вязкости, пропорционально разности между параметрами растворимости компонентов. ^-^„[6, С.24]

Совместимость (или несовместимость) двух данных полимеров не является определенной величиной, характерной для данной пары. Она зависит от условий смешения, молекулярного веса полимеров, а также от присутствия пластификаторов, наполнителей, вулканизующих агентов и других ингредиентов. Изменяя условия смешения и вводимые ингредиенты, можно в весьма широком диапазоне изменять свойства смеси. Данную пару полимеров можно, следовательно, считать или не считать «совместимой» в зависимости от условий смешения и состава смеси. Кроме того, комплекс свойств смеси зависит также и от химической природы смешиваемых полимеров, или, как говорят, от их сродства. Влияние природы полимеров на свойства смеси учесть количественно в настоящее время не представляется возможным, классификация смесей с этой точки зрения возможна лишь в весьма общем плане.[7, С.10]

Из рис. 210 следует также, что смесь, приготовленная на основе поливинилхлорида и бутадиен-питрильного каучука, содержащего 49,8% питрильпых групп (сополимер 5), обладает хорошими эластическими свойствами. В данном случае сополимер 5 является лучшим пластификатором по отношению к поливинилхлориду. Аналогичное действие оказывают бутадиеп-питрильгше каучукп на нитрат целлюлозы. Наилучшие показатели у смеси нитрата цел-люлозы с каучуком, содержащим 36% акрилонитрила. Сопротивление разрыву смеси нитрата целлюлозы с таким сополимером равно 4,89;.Т/сл12 (прочность цитрата целлюлозы — 6,6 кГ/см2'), а относительное удлинение при разрыве составляет около 100% (2,5% для нитрата целлюлозы). Смесь нитрата целлюлозы с дибутил-фталатом имеет такое же относительное удлинение при разрыве и разрывную прочность 0,2 кГ/cju2. Из этих данных следует, что пластификация одних полимеров другими в ряде случаев может оказаться более эффективной, чем пластификация низкомолекулярными жидкостями. При этом необходимо учитывать полярность смешиваемых полимеров. Сополимеры, содержащие слишком много полярных I'pjnn, не обладают большой эластичностью и( очевидно, пе могут повысит!, эластичность второго жесткого полярного полимера. Сополимеры с малым содержанием полярных групп образуют с ним неоднородные смеси, обладающие очень плохими физико-механическими показателями. По-видимому, неоднородность и вызванные ею плохие физико-механические показатели смеси являются следствием несовместимости полимеров. Нитрат целлюлозы Не совмещается с полибутадиеном, последний не совмещается с поливиггилхлоридом. Эти два полярных полимера не совмещаются с сополимерами, содержащими мало нитрильпых rpvnn.[5, С.457]

Оптические методы. Для характеристики однородности смесей полимеров неоднократно использовались различные оптические методы, в том числе контрастная микрофотография78"80, электронная микроскопия81"85, рентгеноскопия 86~~90, светорассеивание91 и другие методы92-94. Эти методы наглядно показывают степень взаимного перемешивания компонентов и средний размер частиц в каждой фазе. Если размер частиц в фазе соизмерим с длиной применяемой в эксперименте волны, то смесь получается прозрачной. Уменьшение длины волн в стандартном оптическом микроскопе, в ультрамикроскопе, в электронном микроскопе выявляет неоднородность систем вплоть до обнаружения высокоорганизованных образований, присущих индивидуальным исходным полимерам. Опыт показывает, что высокоорганизованные структуры в исходных полимерах, обнаруживаемых при электронной микроскопии, наблюдаются и после смешения. Поэтому оптические методы характеризуют относительную степень диспергирования полимеров и дают дополнительную информацию, подтверждающую их общую термодинамическую несовместимость. С помощью оптических методов можно определить, какой из двух смешиваемых полимеров является дисперсионной средой, а какой дисперсной фазой. Поэтому оптические методы особенно ценны при изучении свойств смесей полимеров, применяемых в промышленности.[6, С.21]

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