На главную

Статья по теме: Сегментальной растворимости

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Закономерности влияния молекулярного веса на взаимную растворимость дают возможность высказать гипотезу о наличии сегментальной растворимости полимеров на границе раздела фаз в двухфазной смеси [24, 45, 96, 97, 100]. Действительно, при контакте двух полимеров на границе раздела начинается процесс взаимного растворения, приводящий к образованию переходного слоя, состоящего из смеси сегментов. Параметры этого слоя, т. е. его толщина *и характер распределения сегментов по толщине определяются не только растворимостью сегментов, определенной из данных по совместимости олигомеров. На процесс граничного взаиморастворения налагается ограничение в виде требования к сохранению наиболее вероятной формы макромолекулярных клубков. Действительно, перемещение молекулы олигомера с молекулярным весом порядка 104 в слой другого полимера может произойти, однако, перемещение такого же по размерам отрезка макромолекулы вызовет изменение конформации клубка, что приведет к изменению энтропии системы. Видимо, растворимость сегментов должна лишь качественно согласовываться с величиной взаимной растворимости соответствующих олигомеров, количественное согласование невозможно без учета изменения кон-формационного набора пограничных макромолекул в зоне контакта полимеров.[3, С.28]

Наряду со слоем сегментальной растворимости полимеры могут образовывать протяженные граничные слои с измененными копформацнен макромолекул и н дмолскулярнымн структурами, [оторые могут включать часть сегментов более )датен-ных макромолекул другой фазы[1, С.424]

Есть и второе объяснение эффекта взаимоусиления. В предыдущем разделе было показано, что благодаря сегментальной растворимости полимеров на границе раздела фаз возникает переходный слой. Также было показано экспериментально, что энергия когезии в переходном слое сильно понижена по сравнению со средним значением для смеси. Пониженная энергия когезии переходного слоя обеспечивает большую скорость релаксационных процессов в нем. Трещина, встречаясь с переходным слоем, может погасить в нем перенапряжения, сконцентрированные в ее вершине. Вероятно, что при этом рост трещины должен развиваться преимущественно по границе раздела. В работе Уолтерса и Кейта [83] было показано, что в грубодис-персной смеси каучуков развивающаяся трещина разрушает частицы, не огибая их. При увеличении дисперсности частиц трещина иногда проходит через частицы, иногда огибает их, проходя по поверхности раздела. В указанной работе разрушение проводили разрывом об-[3, С.40]

Если оба компонента в смеси ПС и ПОМ перевести в расплав и выдержать некоторое время, то, исходя из представлений о сегментальной растворимости, это не Должно вызывать существенных изменений морфологии. Однако из рис. V. 7 следует, что включение ПОМ в ПС с довольно четкой границей вначале (см. рис. V. 5, а) приводит к постепенному изменению формы границы, которая, не теряя четкости, на отдельных участках приобретает в процессе выдержки характер ломаной линии с очень глубокими выступами (рис. V. 7, а). Затем отдельные выступы теряют видимую связь с основной массой частицы (рис. V. 7, б).[2, С.208]

Помимо состава и темп-ры, на механич. свойства смеси влияют характер и прочность связи на границе раздела фаз. Известно, что бутадион-нитрильный каучук эффективнее усиливается поливинилхлоридом, чем полистиролом, т. к. глубина слоя сегментальной растворимости, а следовательно, и адгезия в первом случае выше, чем во втором. Благоприятное влияние на свойства смеси, по-видимому, оказывает образование прочных химич. связей на границе раздела фаз в смеси каучуков. Хорошие моханич. свойства таких смесей обычно обеспечиваются при равенстве скоростей вулканизации каждой фазы и условиях, при к-рых могут возникать химич. связи между компонентами. Однако в действительности наличие «совулканизации» каучуков и характер ее влияния на механич. свойства вулканизата не установлены. Следует отметить, что увеличение прочности связи сверх определенного предела не всегда целесообразно; так, образование химич. связей на границе раздела каучука и диспергированных: в нем твердых частиц бутадиен-стирольного сополимера приводит даже к некоторому снижению эффекта взаимоусиления.[4, С.219]

Помимо состава и темп-ры, на механич. свойства смеси влияют характер и прочность связи на границе раздела фаз. Известно, что бутадиен-нитрильный каучук эффективнее усиливается поливинилхлоридом, чем полистиролом, т. к. глубина слоя сегментальной растворимости, а следовательно, и адгезия в первом случае выше, чем во втором. Благоприятное влияние на свойства смеси, по-видимому, оказывает образование прочных химич. связей на границе раздела фаз в смеси каучуков. Хорошие механич. свойства таких смесей обычно обеспечиваются при равенстве скоростей вулканизации каждой фазы и условиях, при к-рых могут возникать химич. связи между компонентами. Однако в действительности наличие «совулканизации» каучуков и характер ее влияния на механич. свойства вулканизата не установлены. Следует отметить, что увеличение прочности связи сверх определенного предела не всегда целесообразно; так, образование химич. связей на границе раздела каучука и диспергированных в нем твердых частиц бутадиен-стирольного сополимера приводит даже к некоторому снижению эффекта взаимоусиления.[5, С.219]

В двухфазных смесях полимер А, диспергированный в полимере Б, может быть как дисперсной фазой, так и дисперсионной средой. Обращение фаз происходит обычно в интервале концентраций дисперсной фазы от 30 до 70%. В пределах этого интервала оба полимера могут сосуществовать в виде двух непрерывных фаз. Протяженность интервала, в к-ром происходит обращение фаз, зависит от соотношения вязкостен компонентов, их сегментальной растворимости и условий смешения. Маловязкий полимер легче образует непрерывную фазу. Так, смешение порошков полистирола (маловязкого компонента) и полиметилметакрилата при темп-ре Т, меньшей темп-ры стеклования смеси Тс, с последующим нагреванием смеси до Т>ТС приводит к образованию непрерывной фазы полистирола уже при 10%-ном содержании его в смеси. После перемешивания на вальцах при 160°С непрерывной фазой становится полиметилметакрилат; обращение фаз происходит в интервале концентраций полистирола 10—40%.[5, С.218]

В двухфазных смесях полимер А, диспергированный в полимере Б, может быть как дисперсной фазой, так и дисперсионной средой. Обращение фаз происходит обычно в интервале концентраций дисперсной фазы от 30 до 70% . В пределах, этого интервала оба полимера могут сосуществовать в виде двух непрерывных фаз. Протягкенность интервала, в к-ром происходит обращение фаз, зависит от соотношения вязкостен компонентов, их сегментальной растворимости и условий смешения. Маловязкий полимер легче образует непрерывную фазу. Так, смешение порошков полистирола (маловязкого компонента) и полиметилметакрилата при темп-ре Т, меньшей темп-ры стеклования смеси Тс, с последующим нагреванием смеси до Г>ГС приводит к образованию непрерывной фазы полистирола уже при 10%-ном содержании его в смеси. После перемешивания па вальцах при 160СС непрерывной фазой становится полиметилметакрилат; обращение фаз происходит в интервале концентраций полистирола 10—40%.[4, С.218]

Большинство полимеров растворяются друг в друге в количестве долей процентов, а критическая температура смешения очень высока. Поэтому при температуре эксплуатации и переработки мы имеем дело с двухфазной коллоидной системой Однако олигомеры с молекулярной массой, близкой к молекулярной массе статистического сегмента макромолекулы, как правило, характеризуются неограниченной взаимной растворимостью Поэтому многие полимеры, не способные к полному взаиморастворению с образованием гомогенного термодинамически устойчивого раствора, при смешении проявляют способность к сегментальной растворимости на поверхности их контакта. Сегментальная растворимость заключается в образовании промежуточного переходного слоя между различными полимерами вследствие взаимной диффузии наиболее подвижных участков их макромолекул (например, концевых сегментов, боковых ответвлений и др.) Сегментальная растворимость харак-[1, С.423]

лярных структур и высокой вязкости подобные системы крайне медленно расслаиваются, их структура и свойства практически не изменяются в процессе эксплуатации изделий. Стабильность многофазных полимерных систем еще более возрастает в случае сегментальной растворимости и образования переходных слоев на поверхности раздела фаз[1, С.425]

растворимость соответствующих несовместимых полимеров на поверхности их контакта (рис. 2). Сегментальную растворимость способно проявлять большинство полимеров. Толщина переходного слоя на границе контакта обычно тем больше, чем меньше разница в полярностях смешиваемых компонентов, т. е. чем меньше разность энергий когезии компонентов. Толщина слоя сегментальной растворимости составляет десятки или[4, С.217]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! 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. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
2. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
3. Голда Р.Ф. Многокомпонентные полимерные системы, 1974, 328 с.
4. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
5. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.

На главную