Исследование структуры и свойств смесей полимеров (1090301), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Зtо ук8аываеrрасnоримосrв ве88З8BIICII_totдиивы ВOJIUto,чto nереход к паевкем с noвblleввolоnrическоl nиorвocrьD совn8даеt с предеиом раоnоримосtв nоа~­меров.Оказ8аось,чtо ресrворимосtь ПО в ПИП и ПММА сосt8влиеt до­nи процевtа при обычвнх значениях мои.веоа и-реако возрасrаеtпри .уменьшении моп.веса виае 104 (рис.2). Моп.веспри коrо­500, а оnc,ром он неоrраничеиво смешиваеtск с ПИП, cocraвnяetПММА -I6ОО.Обпасrь боnъшой взаимной расrворимооrи nоnимеро•coorвercrвyer моn.весам,совnад8DЩИМ с моn.весом кивеrичеокоrосеrменrа,nозrому сеrмевtальвое растворение на rраиице раадеааnолимеров явnяеrся rермоди8амичааки обусповnеввым процесоо•.Сеrмеиrапьное ра·сrвореиие прекраrиtся, коrда мои.вео оtреако•цеnи превысиr оnредепеввый nредеп,харакtервыl дик даввой nармnолимеров. Поnимеры,t8КИМ образом, весовмесrимв по orвo•eвiD аМ8кромопекуn8М и совмесtимw по otвoJeRID к оеrмевtам,вх обраа~.....Предсt8вnеввк о сеrмеиtапьвоl ресrворвмосrи,.

вмесtе о rиnо­rезой о иокапьвой диффузии .JС.С.ВоDцкиl/ объясвкD! впиявие nрв­роды nоnамеров ва их едrезию друr к друrу и мноrие свойоtвасмесей nоnимеров.Налич3е сеrмевr8nьвой ресrворимосtи в меZфазиом·о~ое под-­тверждаеrся прямыми эпекrроввомикроскопическими иссиедова8И!МIjС.С.Воnцкий,А.Н.Кемевский), нзшими данными по эверrии коrеаввв смесях каучуков, nоивnевнем rperьero промеzуrочноrо максвмr­ма в дЕухфазвых nоnимервых сисrемех,расчеtом rопщи8н оаок,р:www.sp-department.rut110JO101Рис.2.

Эависимосrъ расrворимосrи ПС в ПИП (I) и вПММА (2) or моn.веса ПС.Моn.вес ПИП - IO6 ,П!ЛМА- 0,87 .!05.исхожя из наиболее вероятных конформаций макромоnекуп в nере­ходном спое /Е.Геnъфанд,Ю.Тэrами/, расширением максимума ди­эnекrрических и механических лоrеръ,оnредеnениемческоrо лоrенциаnа смесей/A.A.Tarep/rермодинами­и др.СТРУКТУРА И СВО~СТВА СМЮЕЙ ПОЛИМЕР - ПОЛИ!АЕРСвоИсrва смесей лоnимеро:в, в оrсуrствие расr:sориrеля, ре­шающим образом завися!or{~изическоrо состояния полимерныхISwww.sp-department.ruкомпонентов, поэтому такие системы удобно rруппировеrъ ~ сооt­ветствии с указанной особенностью: смеси каучуккаучук-nлесжмессе, nпесжмессе--каучук,пnaci~ecce.

Мы иауча.. мехе­иические свойстве укезанкых систем и выдеnипи,кроме специфlчес­ких,рид общих дли них характерных черт, сводищихон к спед~811·Смеси nолимеров, как nравило, двухфезвы и, весмоrри ве ма­лое межфазвое ватиzевие,в большинстве термодииемически вераJно­весны.Позтому всеrде имеnись оnасении,чrо в nроцесс~ эксплуата­ции таких сисrем моает nроизойти микрорасслаивение,приводнщеек ухудшению свойств смеси, в особенности при мноrокретиых де­формациях и в nрисутствии nластификаторе. Смеси НК и БСК иnвСцд и СКН-18 nосле введения вулканизующих аrентов деnипи ватричести,из которых одну вуnкенизовеnи сраау,друrую череаЭО-90 дней,е третью nосле дnитеnьноrо небухении в парах раство­рителя с nоследующимeroудалением.

Все три чести вуnкеиизова­ли и исследовалИ широкий комплекс прочноствых и устепоствкrхаректе~истик. Свойстве смесей не изменяютои боnъше,чем в и...видуельных полимерахностъпри тойzeобработке. Высока& стебвnъ­смесей полимеров была показеве также не примере крвоrеа­лических полимеров, не основении чеrо было сформуnировево пр~ставnение об эксnлуатационной устойчивости смесей поnамеров(совместно с В.Е.Гулем), подтвержденное затем работой по вnва­нию nлэсти(fикеторов ва свойства смесей.Смеси nолимеров мо~ао считатъ не только экспnуетациовво уо­тойчивыми,но и м~ханически однородвыми,т.к.

статистичеокаа обра­ботке результатов оnределения nрочности (на примере QМeoel81оБСК и Скд с СКН-18) nоказале,что ~оэффициевт вариации знечевиlnрочности в смесях ~-S~ не выше, чем в иидивидуапъвых попw.epex.www.sp-department.ruПри переребоtке смесей попимеров nроисходиt ориентации час­твц двеперсвой феаы1вепре1nевии сдвиrа. Ориентации чесtвц1оавикает •месте с ориевtацией мекромопекуn в вепра1иевии дей­СТIИИ силы,как ато·происходит ипоивмерех, позtому11ивдивиХУаnьвых,смесих попимеоо1, как и1однофазныходвофезsых поии­мерах 1озвикееt анизотропии механических cJolcтl. Веиичива ави­зотропии,бnеrодари ориентации частиц двеперсвой фазы в омесихпопимеров,боnьmе,чем в ивдиJидуеаьвнх поаимерех. Эtо продемов­сtрировево ва мвоrочиспенвнх пр1мерех. Тек, в смесь ска в скв-18вводиnи на вальцах вуикевизующую rруппу, содерzsщую суnъфев­емидвыl усаоритеnь.

Неемотри не величие индукциовкоrо периодевупкевизеции,во времи кotoporo смесь мorne бы nerкo отреnакси­ровать, анизотроnии прочноста (отношение ~ /~)в смесиcoc-teвnяne окоnо 2ОJ,тоrда как в вуnкеиизатах Скд и СКН-18 она вепревышеnе4J.Авепоrичные данвые быпи поnучены при намерениизверrии раздире и отвоситеnьноrо удиинении при разрыве. Анизо­троnия особенно веnике 1 смеси ПЭ с бутиnкаучуком, rде ПЭ,крис­таnnиауясь при охлаждении, создает каркас, nрепятствующий ре­лаксации неnряжев~й в БК. Анизотропия nрочности смесей,святыхс вапьцев, составnяет130-140%,torдa как в ПЭ и в БК она неnревышае! вескоnъких nроцентов.

Тоnько ·nосле nporpeвe nри 140°иnи nосие вулканизацииСМf;СИ nереК~iсью дикумиnасмеси исчезает nракtически nоnностью. Почти· ванизотропия в1,5раза разnича­ютсв значении прочности во взэимноnерnендикуnярных направnенияхв смес~ ПЭ и ППр, nрог.ущенных через экструдер без выrяжки иnиnоддува. В тех же услоъиях экструзив анизотроnия в ПЭ и ППрпрактически отсутсrЕует. Большая ~еличина анизотроnии в смесяхполимеров ввляеrся ст.едст11ием ил двухфазной структуры, мanoro18www.sp-department.ru..евиамеZфезвоrо неtи высокоа вв-.осtв смеси, чtо препаt-.crвyet релаксации формы дисnерсных •асtвц. Анизомеtричвооtъчастицuoaetбнtь весrопько веиике, чtо чесrвцЬl двсперсвоl фа­ан в смеси сtекпообраавнх noiiМepoв мoryt обрввовНJаtь воаок­нисtJII структуру ,реапвчимуu вeвoopyaeвlliDI rпааом-10nокве о~­ноrо nоивмера J.маrрвце дpyroro.

ПовЫ~евваа сnособвосtь смео1поnвмеров ориевtироваrьси прв внtиаке укеанваеt ва веобхо..­мосtъ коррекtировки режимов их внrиаки и эксrруsвв.Учиtываи,чfО двухфазвак ctpyкrypa смесей попвмеров е•е ве•давнорвссмеrривапась,как серьезвое npenиrctвиe дnи вх прiМе­невии, быnо проведено еравнеиве (совмесrво с с.с.Воuцввм иЮ.Г.Оrавесовым) механических свойсtв однофазных в двухфаавнхсмесей одной иfOIае пары поnJМеров {ПВI 1 виtрипьвнl каучук).На вальцах,в резвых tемnераrурных усиоввих,nопучапв двухфазвнесмесиуказанных nолимеров,ct~opa-а выпариваввем pactlopиtena ваpa-однофазные.

Последние, как окавапось, вмеD! менЪ8JDnрочносrь, чем nDбые двухфазвые смесиtexае nопвмеров.Otcu-дa cneдyet ваавый вывод о rом,чrо, во-nервых, дди упучвевваnрочносrных nокезаrеnей не cneдyet сrремиrьси к nопучениu одво­фезных смесеl nолимеров в,во-вtорых, учвtНJаа,чtо слишком rру­бые двухфазвые смеси raкze имеDt понваеввуu прочиосrь,cneдyetnризнаrь необходимость создании опредепенвоl "опrвмаnьвоl• мик­ронеоднородносrи смеси (опtимепьваи дисnероиuсrь частиц nоли­мера) дnи обесnечении иаи~оnьmеrо уровни прочносrиых noкsзare­nel.Смеси каучук-каучук.

Их микрос,ру.кtура иссnедоваnась спомощьu свеrовоrо микроскопа. ~rexсдучаах, коrда noкeзarenanреnомпевва каучука б818КI {например смесь ПИБ-НК) примена­ли набухание в парах сепекrиввоrо pacrвopвtena, в котором нs-.L9www.sp-department.ruбухаа тоаько один nоаимер. Резулыеrы исследования, в соrласив с результатами друrих 83!0ров,показывают,чrо средний раз­мер. частиц 1 хорошо перемешаввой смеси составляет0,2-5мк.Возмо~&s и более широкие предепs дисnерсности. В средних соот­ношенивхкаучуки сnособвы образовывать структуру двух неnрерыв­ных фаа, что является следствием авиЗометричности частиц.Прочность вупканизатов смесей каучуков, изуч.а:вшаяся вамина примере смесей СКД с СКН-18, НК с СКС-ЭОА ·и др., может nре:вы­•ать "аддитивные" значения, несмотря на то,что указанные каучу­ки веооD&естимы и их :взаимная расrворимость непревышает0,8-5~.

В согласии с питературными .денными(~.д.Захаров с сотр.)оказапось,что прочноствые nоказетели смеси полимеров в большейстепени зависят от способа их вулканизации или nрисутствия ва­попвитепв,чем от термодивамическоrосродства полимеров.Наиболее характерным для омесей каучуков является эффектвзаимоуоилевия-повышенной динамической выносливости вулкани­зетов в режиме мвоrократных дефОрмаций. Это явлвние было впер­вые обнаружено в!958 r.не смеси НК и СКС-ЭОА,а затем подроб­но исследовано (совместно с В.Д.Клыковой) на друrих парах по­лимеров.

В качестве примера nриведены денные дnв смеси СКД сСКН-18 (рис.3). Повышенное соnротивление утомлению характернодля сме·сей каучуков независимо от режима утомления или nрисут­ствия наполнителя или nластификатора. По кривой с максимумомr(рис .3) меняется и коэффициентN=(t.Р:в уравнении(7)являющийся мерой соnротивляемос rи материала ловторt.ому негру­жению fМ.М.Резниковский/. При этом ~rодули, лрочность, теnло-образование, Мfханические nс.отери,соnротивnение старееию меня-20www.sp-department.ru~lf~~16...~~~ 6"'----·""'.s6Рис.3.Сопротивлен~е утомлению вуnканиЗетов смесейскд­СКН-I8.Исnытания проводили в реzиме энакопеременноrо(си~етри~вQrQ) иэrиба (I),мноrократноrо растяженияот о до I~ ~2).3-коэффициенrJSюrся по кривым близким к аддитивным,только соnроти:вленv.е рез­растению трещин nри мноrократнойдеформации (число циклов необ­ходимое для росте трещины не оnределенную длину) меняется сим­батно соnротивлению утомлению.

Эффект вэаимоусиления объяснен,исходя из представления о релаксации nеренапряжений в вершинерастущей трещины,что.обусловленодисnерсной фазы,встречей трещины с частицейимеющей, как правило, иную :величину податли­Еосrи по сравнению со средой, либо релаксацией перенаnрР.жений впереходком слое, энерrия коrеэии :в котором понижена.

В ~езуль­татетрещина многократно меняет наnравление росте,что nuдт:вер­ждается значительно'й неровностью nоверхности резрушения смеси,посравнению с поверхностью разрушенияиндивидуельноrо полиме-2Iwww.sp-department.ruре.Српроtввnевие утомпевию в омесих моаеr быrь ва несколькоnорндков болъше,чем в индивидуалъвых каучуках.Смеси каучzк-nласжмасса. В качес~ве пласжмассw бwn взнrrпавным образом ПС бnочвwй 11и эмульсионный, в смеси с буrип­кеучуком (БК), ск,n,скс-оо, скд и друrими, nричем резуnыа!Ы ис­сnедованин структуры и свойств на резвых парах примерно одина­ковы. Полимеры nолучалиI) вальцеванием при ЭО-40° с последую­•им nрессованием при 80°, 2) вальцеванием при·ЭО-40° и прессо­ванием при !40°, 3) вальцеванием при !30-140° и прессованиемnри то~ ае те~шературе, 4) сублимацией бензольных растворов сме­си nолимеров с концентрацией ниже или выше nредела расслаива­нии.

Характеристики

Список файлов диссертации