Статья по теме: Прочности наполненных

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Релаксационный характер этого механизма прочности наполненных резин проявляется в том, что с повышением температуры (и уменьшением скорости растяжения) вероятность W отрыва цепи от частицы наполнителя при том же напряжении возрастает, а среднее время релаксации: процесса десорбции tD (величина, обратная вероятности IF) уменьшается. Если время опыта значительно больше ID, то релаксационный механизм действия наполнителя не проявляется и эффект усиления не наблюдается. Если продолжительность испытания намного меньше TD, а это возможно при низких температурах и при высоких скоростях растяжения, то резина разорвется раньше, чем будет реализован механизм десорбции. В этом заключается причина появления максимума на кривой зависимости прочности от скорости растяжения для наполненной резины СКС-30 (см. рис. 113, кривая 2), а также максимума на кривой температурной зависимости прочности (см. рис. 116).[4, С.196]

Согласно одной из теорий [37, 38], усиливающее действие активных наполнителей, приводящее к повышению модуля и когези-онной прочности наполненных резиновых смесей, объясняется наличием на поверхности диспергированного технического углерода активных центров, участвующих в образовании поперечных связей в эластомере.[2, С.32]

Частицы активного наполнителя (сажи) изменяют структуру резины и расширяют число типов связей. Кроме химических поперечных связей и вторичных локальных межмолекулярных связей в наполненных резинах возникают связи наполнителя с каучуком, являющиеся главным образом связями адсорбционного типа. Эти связи сажа—каучук имеют прочность, промежуточную между прочностью химических и межмолекулярных связей между цепями каучука, что приводит к появлению ярко выраженных тиксотропных свойств при деформациях саженаполненных резин (эффект Патрикеева—Муллинса)86 28. Тиксотропные свойства наблюдаются также и у ненаполненных кристаллизующихся резин29. '•• Разработка теории прочности наполненных резин—дело будущего, так как эта задача гораздо сложнее, чем для ненаполнен-[4, С.194]

В таблице 2.17 весьма интересны результаты, полученные при испытании смесей и резин из каучука СКИ-3, физически модифицированного ультрадисперсными наполнителями за счет синтеза в эластомерной матрице энергонасыщенных частиц размером до 10'8 м [18]. В качестве энергонасыщенных частиц выступают сульфаты или карбонаты кальция и бария. При исследовании образцов изопренового каучука, модифицированных ультрадисперсными частицами минеральных наполнителей, было установлено, что синтез "in situ" 0,4-0,8% масс, на 100 масс. ч. каучука ультрадисперсных частиц обусловливает значительное изменение макроструктуры эластомера, способствует усилению протекания ориентационных и кристаллизационных процессов. Кристаллизация при растяжении начинается в модифицированном каучуке при меньших (на 50-150%) удлинениях, а степень кристалличности при пониженных температурах на 20-30% больше, чем в немодифицированных. Именно структурные изменения обусловили повышение в 4-10 раз ко-гезионной прочности наполненных резиновых смесей, на 40-60% физико-механических показателей резин, снижение гисте-резисных потерь. Как видно из таблицы 2.17, по большинству[3, С.43]

С изложенной точки зрения представляют интерес исследования структурообразования при одновременном присутствии нескольких наполнителей, модифицированных введением ПАВ [508], В этом случае каждый компонент твердой фазы обладает различной способностью к взаимодействию с полимером и с адсорбционным модификатором и, следовательно, к образованию в системе коагуляционных структур. В образовании коагуляционной сетки участвуют, таким образом, частицы наполнителей различных природы, формы и дисперсности. Так, для смеси немодифицированных барита и каолина прочность структур, образующихся в суспензии, в зависимости от соотношения компонентов проходит через максимум [.508]. Это определяется различиями в упаковке частиц разной формы в смешанной коагуляционной сетке. Но в отличие от суспензий в отсутствие растворителя в полимере прочность структур определяется не плотностью упаковки частиц, а структурой сопряженной системы частица — полимер. Повышение прочности структуры при определенном соотношении разнородных наполнителей объясняется также различной степенью модификации их поверхности ПАВ, необходимой для достижения неполного насыщения поверхности каждого компонента смешанной фазы хемосорбционным слоем модификатора. Представления о зависимости прочности наполненных полимерных систем от степени покрытия частиц наполг нителя ПАВ были подтверждены электронно-микроскопическими наблюдениями [516].[6, С.262]

Причины высокой прочности наполненных резин объясняются двумя основными гипотезами: релаксационной Александрова и Лазуркина30 и ориентационной Догадкина16.[4, С.195]

Кривые концентрационной и температурной зависимостей прочности наполненных растворов показывают существование критических температуры и концентрации, выше или ниже которых прочность не зависит от этих величин. Наличие критических температур связано только со свойствами полимерного раствора и обусловлено температурной зависимостью растворимости. Существенно, что в областях Т < Гкр и с > скр, в которых прочность с понижением температуры или ростом концентрации возрастает, выделяется полимерная фаза, тогда как при Т > Гкр и с < скр происходит только адсорбция на поверхности частиц.[6, С.263]

Усиливающее действие наполнителей тесно связано также с молекулярными движениями в полимерах [546]. Резкое.падение прочности наполненных каучуков при понижении температуры ниже Тс по сравнению с ненаполненными связывается с невозможностью релаксации напряжений, возникающих ниже Гс вследствие разности термических коэффициентов расширения полимера и наполнителя. Это приводит к снижению адгезии, и, таким образом, в наполненных системах подвижность кинетических элементов влияет не только на деформационные процессы и развитие дефектов, но и на когезию. Поэтому температурная зависимость усиливающего действия и прочность наполненных систем на основе аморфных полимеров определяются подвижностью элементов системы независимо от того, является ли полимер эластомером или термопластом. Реализация подвижности приводит к повышению как прочности, так и эффектов усиления.[6, С.272]

Роль адгезии в усилении эластомеров и трактовка явления усиления как адгезионного эффекта обсуждена Воюцким [540]. Адгезионная теория усиления основана на рассмотрении наполненных резин как совокупности множества микроскопических адгезионных соединений типа эластомер — частица наполнителя. Справедливость этой теории подтверждается наличием линейной зависимости прочности наполненных систем от величины адгезии. При этом разрушение может носить как когезионный, так и адгезионный характер. С точки зрения адгезионной теории усиления повышенная прочность резины, содержащей цепочечные структуры, объясняется не контактом частиц наполнителя друг с другом, а наличием в зазоре, окружающем место контакта, молекул полимера, каждая из которых прочно связана по крайней мере с двумя частицами. Эта точка зрения соответствует представлениям Бики. Адгезионная теория позволяет объяснить как механизм усиления, так и механизм разрушения наполненных резин.[6, С.271]

При усилении каучука полистиролом путем смешения компонентов в виде латексов и последующей совулканизации полистирол образует домены, действующие и как наполнитель, и как узлы структурной сетки [554, 555]. Они распадаются только при высоких напряжениях, что ведет к повышению прочности системы. Измерение увеличения объема наполненных систем при деформировании показало, что оно линейно зависит от деформации и связано с отрывом матрицы от поверхности наполнителя. Увеличение объема больше в тех системах, где больше размер частиц, т. е. меньше их поверхность, так как энергия разрушения или отслаивания прямо пропорциональна площади контакта. Рост прочности наполненных полимерными наполнителями эластомеров объясняется тем, что усиливающие наполнители увеличивают гистерезисные потери тем больше, чем меньше размер частиц.[6, С.278]

верхности эффект усиления отсутствует (рис. 5, нижняя кривая). При меньшей окисленности зависимость прочности наполненных сажей пленок от содержания в них сажи аналогична соответствующей зависимости, когда сажевая дисперсия стабилизируется поверхностно-активными веществами: на кривой, выражающей соответствующую зависимость, имеется максимум, величина и положение которого зависят от степени окисленности сажи (рис. 5, верхняя кривая).[7, С.196]

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