Исследование структуры и свойств смесей полимеров (1090301), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Посrроевие одной поnвой дaarpeiAIIII, не основеэкспервменrельвых девных,rребуеr поnуче~wи и испытанииIO%сей (черезда66смесостава), nоэтому сле;оваnо сделать выбор метопланирования эксперимента,позвоnяющеrо существенно сокретиrъ объём работы.Осrановиnисьна меrоде симnлекс-решеrчаrоrо nпавировав.ии(Шеффе), nозвоnяющеrо рэ~считатъ изолинии свойств с участиемкак тройных,тек и бинарных смесей,и в дальнейшем сревниrънеИденные закономерfосrи свойств тройных смесей с известнымизакономерностями бИнарных сие rем. Был :выбран nоnином чет:верrойсrепенв,едекватво оnисывающий nодавляющее большинство исследованных поверхностей свойство-состав.
КоэФФициенты nолиноманаходили на ЭВМ "Мир" по резуnьrатам иссnедован;:я свойствтрех инди:видуаnьных nолимеров,тройных.Bcero9их бинарных смесей и трехисследо:вано (со:вмесrно с Ю~П.Мирошниковым) бо50 треуrольных :циеrраммCIOl - СКН-18 - СW.ЛС-ЭОАРК илееизменения разных свойсоrв сv.есиее :вулкэн1tзаrовные наnолненвые и ненаnолненные), смеси СКД( смолявые и сер- СКН-40 - ПВХ,а rакже свойст:в растворов тройных смес.ей ~~t.ноrих nолимеров.Были сш;ты фазовые диаrраммы :взаимной pacrвopиvncrи :всистеме nолимерI-nолимер2-nоы1мер3-рест:воритеnь. V!сслед.ованы сие темы с одно~,двумя и треt~я несмешивающимися лареми.
Во всех случаях отмечена ло:вышенная взе11мнея рэсrворимост:ьлолимtро:ввrpo:1иcV. смес~·l.Э'~'О o~:::rof!r~льci'EO"o:;:erоказывать35www.sp-department.ruвлияние ва ФОJ!.!Иро:вание о:войсr:в смеси при маиом оодерааuиодиоrо из компонентов даае в отсутствие растворитеия. Изучениесветорассеяния и вязкости в растворах тройных омесей nоказаnо,что мив~умы и максимумы на треугольных диаrрвммах отсутствуютпо сравнению с уроввRМИ с:войсr:в в бинарных смесях, чrо указывает на отсутствие ассоциации в тройной смеси nолимеров избыточной по сравнению с ассоциацией :в растворе бинарной смеси.В вулканизаrах смесеИ Скд-СКН-!8-СКМС-ЭОАРК оnределялимодуль внутреннего трения и динамический модуль при знакопеременном симметричном изrибе, nредел nрочносrи nри растяаении,соnротивпеиие раздиру и утомлению в разных условиях деформации.В не:вуnканизовенвых смесях оnределяли nредел текучести nри раотяаении,вязкость ресллава,уседку инелряжевие,nрикоторомвозникает эпестическея тур~улентность.
Рельеф nоверхности отклике достеточносложен,однеконет резкоrоулучшения иnи ухудшения свойств по сравнению о бинарными смесJ~Ми. В обпаеrях nрилеrающих к сторонам треуrольн~ка,изм~нение свойств nроисходитинтенсиDнее,чем в центральных областях. Только сопротивление,tтомпвнию имеет максимум ло сравнению с бинарными смесJ!МИ~~ис.S).· Сечениело А-А показы:вает,что добавление небольшоrоAtколичества СКН-18 (= O,I6.I04 циклов) к смеси СКД:СЮ.С-30=:8:2 ("' = 2?.!04 циклов) увеличивает~ до !42.!04 П'lкло:в,что демопстрируеr большие nреиrлущестБЗ тройных смесей ло oonpoтивлеиию уrомлению.nолученные rреуrольюJе дисr paflМЪI nоi<азывают отсуrс rвие экстремальнь:х точР-к ло отношению I\ уровню своасrв ~инарных омесей.
Это коif:ется лонятным,f'сли учесrь,что лри nереходе от 1инарной (дrухфазноИ) сr.1еси к тро!lной( rрехG;>аэно~)меняетсятолько число фаз и не nроисходtfт лринцилиальноrо иэw.енения3(www.sp-department.ruCKR-11Рис.S.Сопроrивnевие уrомnеввю при мноrо~~аrвом расrиаении вулкенизаrовсrрукrуры,как при переходеot IOO до 250~ {t,.I0-4 циклов).or однофезноrо полимере к ~ухфазной смеси. Авализ диаrремм nоказаn,что в тройных смеоил,каки в бинарных, нет аддитивности свойств по отношению к индиЕидуелъним полимерам,вместе стем о~наружена хорошо со~людающаяся аддиrивность свойсrв nри переходе от .бинарных смесей к тройным. Уро:енение nлоскости, rtроходящгй через точки ~ll,x , х,,13(рис.6) запишется rак:(II)rдеУ- уровеньсвойства тро:tной смеси, а ':1' - объёмнаядJЛЯ бинарной смеси в данной троr.ной. Расчет сво~сrва в точкеОno (II)и СJ:евнение с эксnериментальными данными nозволяе'J'оцениrь меру со~лю:цения адд<~r~1вносrи свойств rpottнo;t :меси.6казаnось, чrо рассчиrанпыес ошибко:i Mf нееIO%no (II)сво~сrва rро;iных смесейсовnадаюr с эксnериw.Ентаnьными данниr:.и,www.sp-department.ru"-tf!/tlРис.б.
Схема расчета С!ОЙСТ! троnвой СМРСИ !по уравнению (II) или (!2).точке От.е. хорошо соблюдается nривциn nэрвой (бинарной) аддитивностив тройных смесях. Примерно такую же точность можно nолучить,расечитывея свойства троV.ной смеси по уровнению:~сt (,,1 ... у~,+ yl))Отклонекия зкслерюt.ектапьных данных от рассчитанных по(12)(!2)( II) илинабпюдэютси дпи однофэзных рэстворо~ омасей полимеров ипи-дпи смеси СКД-СКН-40ПВХ, r:це два nоследних nолим~рэ обладэютзнэчитеnьноn взэимной расrворимосrью. В укеьанных случеих ошибке увеличивается доI0-40%.Принцип бинарной эддитивности даетвозможность быстро рэссчитsть свойства тройных смесей, исходяиз свойств бинарных.
Поя:вле.ние эксrремельных точек на nоверхности отклике в тройных смесях,:в соответствии с указэнным принциnом, мэловероитно (кроме усrэлостной выносливости), тройныесм~си имеют', nоэтому,.•реимУЩествоrлэвным о~рэзом в расширенииЗ8www.sp-department.ruкомnлекса nолезных свойств материала, в не» увеличенииуровня свойств.
Можно думать,что nривцип бинарной аддиtивво~тиnрименим и к смесям с числом комnонентов больше трех.ЗАКЛЮЧЕНИЕСовместимость nолимеров-сnоJш:вшийся в технолоrив nереработки nолимеров тepMifH, отражающий возможность nолучени11метериала из СМtСИ двух или более высокомолекулярных комnонентов, обладающеrо оnределенным комnлексом свойств.
Очевидко,чтоnодобноrо рода укаэан~е на совместимость или несовместимостьnолимеров не являетс11 оnределенным, характерным nля данно~ nары. В работе nокезано, что своt~с тв а смеси сильно·, за:висRf о! условий смешения, молекулярноrо весе nолt!меров,е также решающимобразом от nрисутстDия nnестификеrоров, вулканизующих аrентов идруrих инrре.циентов, обычных для nолимерных материало:ь. МеняRусловиясмешения и :вводимыеинrредиенfЬI,ком д11аnазоне м::;нять свойстве смеси так,можнов весьма широ•что nоследняя можетО:5nадаТЬ ИЛ~I неr ОбладаТЬ УК83ЭННЫМ "оnредеЛеННЫМ КОМ11ЛеКСОМсвойств". Дэиную пару nолимеров можно, следовательно, счиrатьили не считаrь "совместимой" в зэвисимост~tи ооставаotусловий CMt:lleaивсмеси.ВМесте с тем совершенно очевидво,что свойстве смеси зависяти от сродства nолимеров.
Влияние термодинамическоrо сродства не свойства смеси различно в зависимости от фазовоrоraвe ее. Поэто~r.у, :вмых nолимеров,инаходя:циеся вCOQ-эавис~1tr.ос rи от химической' nрироды смешиваеcvrcи можно разделить на однофазные, двухq.,азны.еnреходном сосrоянии,nромежуточном между одноG,аэным и дЕТ't'~;азным.Тер!.юдин<-~-~:~ческая теория ":о:ы.1- стt1Мосrи" nолимеров наnрав-39www.sp-department.ru·пена нз оnределение nределов их взаимной растворимости, она·имеет цепью дать такие критерии их термодинемическоrосродства, которые бы позволяли nредсказать свойства однофазных смесей, или смесей, находящихся в nромежуточном (nредкритическом)состоянии, близком к расслаиванию.Анализ литературных данных nоказывает,что смеси только2-5%исследованных пар полимеров однофаэны в широком диаnазоне составов. Все остальные см~си д~ухфззны и являются дисnерсиямиодноrоnолимерз всреде дpyroro,закономерности связи ихструктуры со свойствами должна сформулировать коллоидная химияэтих систем.
Представленная работа и была направлена на создание основ теории коллоидных дисnерсий типа "полимер в nолимер~".Б тех случаях, коrда можно сравнить свойства однофазной идЕухфазкой СМfСИ одних и тех ае полимеров, результаты свидетельствуют в nользу nоследней,чточасто,:вместо поискатаким образом можно сказать,совм~стимых nолимеров,следует наnравлять усилия на создание д:вухфезных смесей с оnтимальной структурой, обесnечи:вающей наилучшие свойства.-Сле;цущие основные парамэтры дисперсии "полимер :в полимере" определяют ее Мf'Ханическ!'е свойства: объёмная доля дисnерсной фазы, физико-механические сво~ст:ва обеих фаз, nрочноатьсвязи но межфазной rрэнице, резмер и ;о~ла чостиц дисnерснойфазы.Обпэруиенное в работе l!ЗМ€нение ассоциации макромоnекулпоrnимеров в сt..гси укезывеет на нео:5ходимость учета измененияЭhtроnии nри их смешении иcor ласуетсяс ре счетом,rюкэза:вшимзначительное ум.-;нъшение энтроnии nри смешении некоторы~ nоnимеров (П.Флори).40www.sp-department.ruТеория смесей полимероЕ, их "совместимости", реsвивалесьдо сихnopнеравномерно: основвые усиnия были веnревленЬl навыяснен~е термодинамических закономер!осrей nроцесса смешения,на nоиск вэаимнорsсrворимых nолимеров.
Коnnоидивя химия двухфезных дисnерсий "nолимер в nолимере" (не rоворя уае о трехфазных) оказалась развитой rораэдо слабее. Резвиrие этой обnасти неуки о nолимерах,сnлав оnыта накоnленноrо коллоидной химией и физико-химией nолимеров, даст возможность окончательносформулировать количественные зекономерности влиJiния структурысмесина ее мехенические свойстве, ч~о облеrчиtсЛоиск новыхкомбинаций nолимеров, удовлетворяющих все возрастающим требо:Бениям нашей nро~t.ышленности.ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫI.Исследованы структура и свойст}!а смесей различных nолимеров и обоб1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
