Статья по теме: Технических материалов

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Для технических материалов практически всегда Я<С/е<С?. При выполнении этого неравенства выражение (11.42) можно упростить:[1, С.311]

Реологические свойства технических материалов характеризуют их способность к деформациям и течению. Благодаря исключительно своеобразному реологическому поведению полимерных материалов в последнее время большое внимание уделяется рассмотрению их деформационных (в том числе эластических) свойств.[2, С.11]

До тех пор пока использование полимеров как технических материалов было относительно ограниченным, отмеченный неправильный подход к ним в коллоидной химии особенно остро не ощущался. Однако, когда в начале этого столетия развилось производство нитроцеллю-лозных пластиков, порохов и искусственного волокна, а также некоторых других полимерных технических про-[4, С.20]

Сравнительно высокая реакционная способность каучука и родственных ему соединений, связанная с присутствием в молекулах ненасыщенных групп, позволяет легко проводить модификацию структуры их макромолекул и расширяет круг технических материалов, получаемых на основе этих веществ, а также возможности их применения. Радикальная реакция— вулканизация (см. гл. 5) является наиболее важным примером реакций этого типа. Процессы циклизации и гидрохлорирования также приводят к модификации структуры полимеров и сообщают им ценные технические свойства. Последние два процесса являются реакциями, протекающими без разрыва цепи, и, как теперь известно, имеют ионный характер.[6, С.243]

Морфология латексных полимерно-мономерных частиц рассматривается в ряде работ в связи с разработкой технологии получения латексов композиционных полимеров, приобретающих все больший практический интерес. Композиционные полимерные системы являются важным источником получения новых технических материалов [225, 226]. Создание таких систем из латексов имеет большие преимущества: они могут быть получены не только смешением различных латексов, но и путем многостадийной эмульсионной полимеризации, при которой несовмещающиеся полимеры последовательно наслаиваются в частице при лостадийном введении в реакционную смесь мономеров или их смесей. Например,[3, С.150]

Высокопрочными являются не только материалы с идеальной структурой, но и реальные материалы с микронеоднородной структурой, если в них отсутствуют микротрещины. Прочность такой реальной структуры ниже теоретической из-за наличия ослабленных мест в структуре и внутренних напряжений (II рода). Прочность технических материалов, содержащих различного рода дефекты, главным образом микротрещины, еще ниже.[1, С.282]

Интерес к процессам деструкции полимеров непрерывно возрастает и в настоящее время. Эти процессы изучаются с самых различных точек зрения химиками, занимающимися как теоретическими, так и практическими вопросами. Прикладные работы развивались параллельно с развитием промышленности пластических масс и всегда были тесно связаны с проблемой старения технических материалов. Ценные свойства технических полимеров могут быстро ухудшаться в процессе эксплуатации. Химики, занимающиеся прикладными вопросами, понимают, что фундаментальное изуче-[6, С.9]

В ранних работах исследования реакций, приводящих к деструкции полимеров, проводились с целью определения строения природных полимеров. В дальнейшем эти работы были тесно связаны с развитием промышленности синтетических пластиков. Такие исследования необходимы для лучшего понимания поведения этих материалов в различных условиях, особенно для объяснения процессов, приводящих к старению технических материалов. В настоящее время получено множество новых веществ, молекулы которых имеют своеобразное строение и способны к реакциям совершенно нового типа. Изучение этих реакций представляет интерес как с точки зрения исследования особенностей самих полимеров, так и с точки зрения общего развития химической науки.[6, С.8]

Сверхпрочными можно назвать материалы, имеющие хорошо организованную бездефектную структуру и обладающие прочностью, сравнимой с теоретической. Такие материалы в промышленных масштабах еще не производятся, но встречаются в лабораторной практике в виде отдельных образцов. Высокопрочными являются материалы, не имеющие начальных микротрещин. Их прочность составляет от 1 до 3 ГПа, что на порядок ниже теоретической прочности, но на порядок выше прочности обычных технических материалов с микротрещинами. Так как образования микротрещин легче избежать в малых образцах (масштабный эффект прочности), высокопрочное состояние обычно реализуется на стеклянных и полимерных волокнах, тонких пластинках и т. д. Прочность большинства технических и строительных материалов, содержащих внутренние микроповреждения (микротрещины), значительно ниже.[5, С.39]

Сформулированы два представления о процессе разрушения в полимерах. Согласно первому, разрыв полимерных цепей происходит одновременно по всему объему образца (в слабых или перенапряженных микроучастках структуры), согласно второму, он происходит последовательно по мере разделения образца на части очагом разрушения. Первый процесс мог бы реализоваться в материале с идеальной структурой и играет лишь ограниченную роль при разрушении полимера в высокопрочном состоянии. Критерием разрушения в первом процессе является критическая концентрация разорванных цепей. Второй процесс реализуется для всех технических материалов с начальными и возникшими под нагрузкой опасными микротрещинами. Этот процесс разрушения наблюдается практически во всех реальных случаях. Критерием разрушения при втором процессе, согласно механике разрушения, является пороговое напряжение, выше которого упругая энергия образца равна энергии разрушения или превышает ее, а согласно физике разрушения — безопасное напряжение, выше которого скорость разрыва цепей превышает скорость их рекомбинации под действием тепловых флуктуации. Последующие главы будут посвящены механике и физике разрушения полимеров с микротрещинами.[5, С.58]

Наиболее очевидным результатом реакций разрыва и «сшивания» цепей является снижение или увеличение средних размеров молекул исходного полимера. Таким образом, результаты измерения молекулярного веса в ходе реакции могут характеризовать суммарный эффект этих двух процессов. Серьезным недостатком этого метода является, однако, то, что измерения должны проводиться в растворе, а в тех случаях, когда преобладают процессы «сшивания», полимер, вначале растворимый, быстро теряет растворимость. Реакции «сшивания» и разрыва представляют большой интерес и с точки зрения процессов вулканизации технических материалов.[6, С.166]

Для исчерпывающего анализа механизма любой реакции совершенно необходима однозначная идентификация продуктов реакции. При окислении такая идентификация является значительно более трудной задачей, чем при реакции деполимеризации, строение продуктов которой тесно связано со строением полимера. При низких степенях окисления задача сводится к определению присутствующих в малых количествах кислородсодержащих групп, присоединенных к длинной углеродной цепи. На более глубоких стадиях окисления, когда произошло значительное число разрывов цепи, так что большая часть кислорода оказывается присоединенной к небольшим и более легко идентифицируемым осколкам цепи, реакция часто становится настолько сложной, что трудно сделать какие-либо выводы о первичных процессах. Тщательное изучение этих первичных реакций обычно важно и с точки зрения интерпретации всей реакции в целом и в конечном счете с точки зрения предотвращения сложного процесса старения технических материалов. По этим причинам при исследовании окисления полимеров модельные вещества используются шире, чем при изучении других процессов деструкции, а физические методы анализа, такие, как масс-спектро-метрия и инфракрасная спектроскопия, приобретают особенно важное значение.[6, С.127]

Полный текст статьи здесь