Главная --> Справочник терминов


Эластичных полимеров Мономерные уретаны (эфиры карбаминовой кислоты) применяют в качестве селективных растворителей, а в медицине как снотворные средства. Линейные полиуретаны с различными группами R и R" используются для изготовления волокон, поли-уретановых каучуков, клеев, пленок, пластических масс, лаков, эластичных пенопластов и других изделий.

Первоначально в СССР эти вопросы были рассмотрены Комиссией по механике полимеров Государственного комитета химической промышленности при Госплане СССР. Комиссия сформулировала [1] перечни показателей ;меха«ических свойств пластмасс, необходимых для их общей оценки и применения их в силовых конструкциях, для расчетов деталей и конструкций из жестких пластмасс, для характеристики жестких и эластичных пенопластов как 'конструкционных материалов.

Рис. 3. Диаграмма сжатия основных типов эластичных пенопластов:

Такова предварительная оценка поведения пенопластов, сделанная на основе рассмотрения их макроструктуры без учета действия боковых стенок ячеек и воздуха в них. Проведенные нами экспериментальные измерения открытопористых эластичных пенопластов с различными

2. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ДЕФОРМАЦИИ ЭЛАСТИЧНЫХ ПЕНОПЛАСТОВ

То обстоятельство, что аналогичные 160 результаты получены не только на различных типах эластичных пенопластов, но и подтверждаются опытами на некоторых полужестких и жестких пено-материалах, позволяет говорить, несмотря на кажущееся значительное различие в механических свойствах различных пенопластов, об общности указанного механизма деформации. Действительно, сравнивая диаграммы сжатия различных пенопластов (а по-видимому, и любых ячеистых материалов), можно прийти к выводу, что эти диаграммы представляют собой частные случаи самой общей диаграммы сжатия, приведенной на рис. 2г.

3. О СВЯЗИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЛАСТИЧНЫХ ПЕНОПЛАСТОВ С ПАРАМЕТРАМИ МАКРОСТРУКТУРЫ

Как уже отмечалось, одной из основных проблем в технологии пено-материалов является возможность целенаправленного регулирования их физико-механических свойств в процессе производства. Очевидно, что ключом к решению этой проблемы является установление связи между природой и свойствами пенопласта, его макроструктурой. Нами проведены исследования механических свойств основных типов эластичных пенопластов, позволившие оценить влияние различных параметров пенс на их поведение под нагрузкой.

Впервые попытка теоретического рассмотрения процесса сжатия эластичных пенопластов была предпринята известными физиками Ген-том и Томасом [1]. Ими была предложена модель, состоящая из линейных нитей квадратного сечения, соединенных концами в монолитные

Нами проведен расчет процесса сжатия эластичных пенопластов на основе иной модели, более полно отражающей свойства реальных пенопластов, в частности пенополиуретанов. В основу модели положена также конструкция сетчатого типа, состоящая из стержней квадратного сечения. Однако, в отличие от известной модели, стержни, расположенные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, могут иметь начальную кривизну (начальный эксцентриситет), причем нить сохраняет свою первоначальную длину.

Основной практический интерес для эластичных пенопластов представляет, однако, область значительных деформаций (50 — 70%). Рассмотрим поведение модели в этой области деформаций. В направлении. 2, т. е. когда е-+0, имеем чисто продольное сжатие стержня, выражаемое до предела устойчивости известным законом Гука. При появлении небольшого эксцентриситета возникают дополнительные изгибные деформации, выражаемые уравнением

Некоторые полиэфирные полимеры склеивают стеклопластики с асбестоцементными и древесноволокнистыми плитами, сотоплас-тами, а также друг с другом. Они используются при изготовлении некоторых шпаклевочных масс, применяемых для гидро- и пароизо-ляции бетона и наливных полов, приобретающих после отверждения высокую ударную прочность и стойкость к истиранию, действию воды и агрессивных сред. При добавлении паст некоторых органических красителей в диоктилфталате можно получать окрашенные монолитные полы. Иногда при изготовлении наливных полов используют полиэфирно-кумароновые мастичные составы с минеральными наполнителями. Сочетание полиэфирных эластичных полимеров с хрупкими кумароновыми полимерами позволяет создавать покрытие полов с высокими эксплутационными свойствами. Стеклоткань или стеклянное волокно, пропитанное растворами полиэфиров в стироле, превращается в стеклопласты, не уступающие по прочности стали, но со значительно меньшей плотностью. Из такого материала можно получать различные санитарно-техни-ческие изделия повышенной прочности (ванны, трубы и т. д.).

Синтетические каучуки (СК) — важнейший класс эластичных полимеров. Основную массу СК получают из диенов (бутадиена, изопрена, хлоропрена) и олефпнов (стирола, бутилена, акрилоннтрила). Однако имеется широкий ассортпмет каучуков специального назначения (уретановые, фторкаучуки, си-локсановые, иолисульфидные и др.).

Основные закономерности релаксационных свойств полимеров являются, разумеется, общими для стеклообразных, кристаллических и эластичных полимеров.

Рис. 13.11. Зависимость долговечности от напряжения для эластичных полимеров

В соответствии с теорией Г. М. Бартенева lgtp эластичных полимеров линейно уменьшается с ростом Iga (рис. 13.11), тогда как для мало деформируемых полимеров lgtp обратно пропорционален о (см. рис. 13.9). Для эластичных пространственно сшитых полимеров (для резин)

В заключение необходимо подчеркнуть, что прочность полимеров, как правило, в несколько раз ниже теоретической, что обусловлено наличием дефектов — концентраторов напряжений. Наличие дефектов приводит к тому, что определяемое значение прочности является среднестатистическим. Существует разброс значений прочности и проявляется влияние масштабного фактора на прочность. Теорией, качественно правильно объясняющей закономерности прочности твердых полимеров, является теория Гриффита, отклонения от которой тем больше, чем большая доля упругого напряжения в разрушаемом образце идет на потери, связанные с процессами деформации. Наряду с понятием прочности по Гриффиту существует понятие долговечности, т. е. времени, в течение которого образец разрушается под действием данного напряжения, меньшего чем стр. Установлена прямая пропорциональность между lgTri и а для твердых полимеров, малодеформируемых в момент разрушения, и прямая пропорциональность между lgtp и Igo для эластичных полимеров (резин). Аналогичным образом при динамическом режиме нагружения циклическими нагрузками существует прямая пропорциональность между lgWp и ао для твердых полиме-

Непосредственное механическое воздействие на каучук при пластикации приводит к разрушению глобулярной структуры каучука и к разрыву цепей полимера, т. е. к механической деструкции. Возможность механической деструкции каучука подтверждается повышением пластичности при механической обработке на холодных вальцах таких эластичных полимеров, как полиизобутилены, которые вследствие отсутствия двойных связей не подвержены окислительной деструкции.

Аналогичная картина наблюдается при стекловании полимеров. Остатки мономера в цепи полимера соединены химическими связями, поэтому общая подвижность системы значительно мень-те, чем у низкомолекулярных жидкостей, Однако, вследствие теплого движения звеньев, в высокозластическом состоянии время релаксации составляет от Ю-' до 10~6 сек, т. е. относительно мало. Поэтому у эластичных полимеров яря применяемых обычно скоростях охлаждения успевает установиться равновесная структура. Следовательно, прямая ОБ отвечает равновесному состоянию.

эластичных полимеров u"iav Такая зависимость наблюдается при растворении эластичных полимеров в любых растворителях- (кривая Л рис. 182), Вязкость растворов стеклообразных полимеров в области очень высоких концентраций полимера резко возрастает (кривая 2} рнс. J82), что обусловлено приближением этих сис при температурах опыта к стеклообразному состоянию.

Синтетические клучукн (СК) — важнейший класс эластичных полимеров.

Введение в основную цепь полимера дифункциональных звеньев (диметилсилокси-, диэтилсилокси- или метилфенилсилоксизвеньев) цриводит к образованию эластичных полимеров циклолинейной структуры:




Электроно акцепторными Элементами структуры Элементов надмолекулярной Элементов поверхности Элиминирования отщепления Элиминирование протекает Эмпирические соотношения Эмпирических уравнений Эмульгирующими свойствами

-