На главную

Статья по теме: Активность наполнителя

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Активность наполнителя проявляется не только в вулканиза-тах, но и в сырых резиновых смесях, что выражается в повышении прочности, жесткости и понижении пластичности резиновой смеси после введения наполнителей. Это также объясняется переходом каучука в пленочное состояние.[1, С.172]

Сорбционная способность наполнителя. Согласно взглядам академика П. А. Ребиндера активность наполнителя определяется сорбционной способностью и молекулярной природой наполнителя. При наличии у наполнителя сорбционной способности молекулы каучука определенным образом ориентируются относительно поверхности частиц наполнителя, образуя сольватные пленки. Пленки каучука, связанные адсорбционными силами с частицами наполнителя, обладают более высокой прочностью, чем остальной, так называемый объемный, каучук. Рентгенографические исследования вулканизата, наполненного газовой канальной сажей, при растяжении подтверждают наличие вблизи поверхности частиц наполнителя каучука, находящегося в особом ориентированном состоянии.[1, С.172]

На усиление каучука влияют следующие свойства наполнителя: степень дисперсности, форма его частиц и природа частиц. На примере саж было установлено, что с повышением дисперсности в значительной степени увеличивается активность наполнителя. Чем больше удельная поверхность наполнителя, тем больше и поверхность соприкосновения его с каучуком.[1, С.169]

Особо важное значение имеет кристаллизация наполненных эластомеров. При введении наполнителей в эластомеры кристаллизация обычно ускоряется [136]. Например, полупериод кристаллизации уменьшается с ростом концентраций сажи даже при ее содержании до 60 масс, ч.; одновременно уменьшается константа п в уравнении Аврами. Ускоряющее влияние наполнителя на кристаллизацию вулканизата тем сильнее, чем выше активность наполнителя. Однако в ряде случаев введение наполнителей в эластомеры может. приводить и к уменьшению скорости кристаллизации.[5, С.71]

Она также может служить мерой прочности связи наполнителя с каучуком. Отсюда видно, что прочность связи наполнителя с каучуком, выраженная величиной 1рг, тем больше, чем меньше величина поверхностного натяжения (поверхностной энергии) о„_к, т. е. тем больше, чем больше каучукофилен наполнитель и чем легче он смачивается каучуком. Отсюда следует, что: 1) всякая обработка поверхности частиц веществом, делающим эту поверхность более каучукофильной (например, введение стеариновой кислоты), повышает активность наполнителя, т. е. увеличивает прочность связи каучука с наполнителем; 2) наибольшее усиление достигается при смачивании каучуком всех частиц наполнителя (при отсутствии агломерации частиц наполнителя): в этом случае удельная поверхность наполнителя в каучуке St будет достигать своего наибольшего значения.[1, С.171]

Если механизм разрушения наполненного каучука объясняется однозначно и подтверждается * многочисленными исследованиями, вплоть до применения прямых визуальных электронно-микроскопических методов211'212, то механизм взаимодействия поверхности частиц наполнителя с каучуком изучен в меньшей степени, хотя существование прочной связи общепризнано213"215. Большинство исследователей считают, что характер взаимодействия между поверхностью наполнителя и каучуком должен осуществляться, путем физической адсорбции, зависящей от дисперсионных сил или диполей216*217. Причем чем выше сорбционная активность наполнителя, тем большую долю каучука он переводит в особое пленочное213-218'219 упрочненное220 состояние. Однако отсутствие усиления латексов при введении в него напрлнителей и образование значительного * количества саже-каучукового геля221-222 свидетельствует о том, что при вальцевании протекают механо-хим'ические процессы, ведущие к возникновению ковалент-ных связей223'224-228. Тем не менее лишь 1—2 центра на 100А2 площади наполнителя, т. е. всего около 5—10%, способны взаимодействовать со свободными радикалами225.[4, С.75]

Свойства наполненного полимерного материала определяются свойствами полимерной матрицы и наполнителя, характером распределения последнего, природой взаимодействия на границе раздела полимер — наполнитель. Материалы с жидкими и газообразными наполнителями, как правило, изотропны; с твердыми наполнителями — изотропны или анизотропны в зависимости от вида наполнителя и характера его распределения. Свойства наполненного полимерного материала существенно зависят также от дисперсности и формы частиц наполнителя, степени и условий Н., фазового или физич. состояния полимера, природы его звеньев, частоты пространственной сетки. Деление наполнителей на активные (упрочняющие, усиливающие) и неактивные (инертные) в известной мере условно, поскольку, улучшая какую-либо характеристику системы, наполнитель может ухудшать др. ее свойства. Напр., большинство саж повышает одновременно прочность и модуль (жесткость) резин, однако увеличение жесткости во многих случаях нежелательно. Кроме того, активность наполнителя проявляется только при его определенном содержании в системе.[7, С.162]

Свойства наполненного полимерного материала определяются свойствами полимерной матрицы и наполнителя, характером распределения последнего, природой взаимодействия на границе раздела полимер — наполнитель. Материалы с жидкими и газообразными наполнителями, как правило, изотропны; с твердыми наполнителями — изотропны или анизотропны в зависимости от вида наполнителя и характера его распределения. Свойства наполненного полимерного материала существенно зависят также от дисперсности и формы частиц наполнителя, степени и условий Н., фазового или физи*:. состояния полимера, природы его звеньев, частоты пространственной сетки. Деление наполнителей HI активные (упрочняющие, усиливающие) и неактивные (инертные) в известной море условно, поскольку, улучшая какую-либо характеристику системы, наполни"ель может ухудшать др. ее свойства. Напр., большинство саж повышает одновременно прочность и модуль (жесткость) резин, однако увеличение жесткости во многих случаях нежелательно. Кроме того, активность наполнителя проявляется только при его определенном содержании в системе.[6, С.164]

Свойства полимерных материалов можно регулировать, изменяя их состав. Наибольшее влияние на механические свойства оказывают пластификаторы, наполнители, армирующие материалы Введение пластификаторов способствует снижению температуры стеклования полимера (что расширяет температурную область эксплуатации полимерных материалов), но снижает модуль упругости и прочность, увеличивает долю пластических деформаций н текучесть в вязкотекучем состоянии. Влияние наполнителей на прочность полимеров неоднозначно. С одной стороны, введение твердых частиц в полимерную матрицу создает на границе раздела полимер — наполнитель дополнительные перенапряжения (дефектные зоны), которые снижают прочность. Уровень дефектности определяется прочностью связи полимер — наполнитель. С другой стороны, наполнитель изменяет структуру: в наполненных материалах увеличивается доля слабых адсорбционных связей и повышается ориентация макромолекул в направлении действия нагрузки, что способствует росту прочности. В стеклообразном состоянии наполнители снижают прочность, в высокоэластическом —• проявляется их упрочняющая роль; в последнем случае зависимость прочности от содержания наполнителя описывается немонотонной кривой с максимумом при оптимальной концентрации фсгт, которая определяется структурой полимера (в основном гибкостью) к физико-химическими свойствами наполнителя (размером частиц, свойствами их поверхности). Чем ниже гибкость полимера к больше активность наполнителя (например, меньше размер частиц), тем меньше фонт- Снижение прочности при концентрациях наполнителя, превышающих оптимальную, обусловлено уменьшением ориентирующего влияния наполнителя. Это объясняет тот факт, что кристаллизующиеся полимеры или сильно сшитые резины (эбониты) не упрочняются при наполнении.[2, С.348]

ного на вальцах в течение того же времени. Понижение растворимости оказывается тем больше, чем больше активность наполнителя. Мел, например, меньше других наполнителей влияет на растворимость каучука.[1, С.173]

где Р — коэффициент пропорциональности, учитывающий активность наполнителя.[3, С.32]

трехмерных полимеров 43 Структурная активность наполнителя 76,[5, С.303]

Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белозеров Н.В. Технология резины, 1967, 660 с.
2. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
3. Вострокнутов Е.Г. Переработка каучуков и резиновых смесей, 1980, 281 с.
4. Шварц А.Г. Совмещение каучуков с пластиками и синтетическими смолами, 1972, 224 с.
5. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
6. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
7. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.

На главную