|
|
|
Главная --> Справочник терминов Эксплуатации полимерных Поскольку полимеры и полимерные материалы в процессе переработки и эксплуатации подвергаются разнообразным воздействиям, вполне вероятно, что в результате "деструкции полимера может произойти резкое изменение его свойств. В то же время реакции деструкции используют иногда специально для получения продуктов с более низким молекулярным весом. Следовательно, очень важно знать механизм и закономерности процессов деструкции, чтобы уметь ими управлять. Кроме того, реакции деструкции имеют большое теоретическое значение для изучения строения высокомолекулярных соединений. Некоторые изделия из полиэфирного волокна, например газовые фильтры, в процессе эксплуатации подвергаются действию водяного пара различной степени насыщения при температурах выше 100 °С. Кристаллизация при растяжении имеет большое значение дчя полимеров, которые при эксплуатации подвергаются действию многократных деформаций растяжения — сжатия, поскольку она определяет такие важные свойства, как прочность, хпругость .и гистерезис (см. гл. 5). Шины в процессе эксплуатации подвергаются значительным статическим и динамическим нагрузкам. При повышенных температурах и низком сопротивлении шинной резины старению они быстро выходят из строя. В этой связи актуальной становится задача повышения сопротивления резин термостарению в присутствии кислорода воздуха. Из-за токсичности противостарителя фенил-р-нафтиламина (Нафтам-2) ОАО "Нижнекамскнефтехим" для опробования на соседнем шинном объединении выпустил полиизопреновые каучуки СКИ-3, стабилизированные диафеном 13 - М-(1,3-диметилбутил)-М'-фе-нил-п-фенилендиамин и ВТС-60 - метил замещенный - N, N'-дифенил-п-фенилендиамин (таблица 2.3). Было отмечено, что однородность распределения этих противостарителеи в массе каучука значительно выше, чем при использовании традиционных противостарителеи. Кроме того, каучуки, содержащие дан- Поскольку полимеры и полимерные материалы в процессе переработки и эксплуатации подвергаются разнообразным воздействиям, вполне вероятно, что в результате "деструкции полимера может произойти резкое изменение его свойств. В то же время реакции деструктшп используют иногда специально для получения продуктов е более тшзким молекулярным весом. Следовательно, очень важно Зтоть механизм и закономерности процессов деструкции, чтобы уметь ими управлять. Кроме того, реакции деструкции имеют большое теоретическое значение для изучения строения высокомолекулярных соединений. Поскольку полимеры и полимерные материалы в процессе переработки и эксплуатации подвергаются разнообразным воздействиям, вполне вероятно, что в результате "деструкции полимера может произойти резкое изменение его свойств. В то же время реакции деструктшп используют иногда специально для получения продуктов е более тшзким молекулярным весом. Следовательно, очень важно Зтоть механизм и закономерности процессов деструкции, чтобы уметь ими управлять. Кроме того, реакции деструкции имеют большое теоретическое значение для изучения строения высокомолекулярных соединений. Такие полимерные материалы, как резины, реактопласты, природные белковые волокна (шерсть, кожа) и т. д., в процессе их производства, переработки и эксплуатации подвергаются интенсивным и длительным механическим воздействиям, сопровождающимся механокрекинтом сеток с последующими свободшрадикаль-ньгми превращениями. Эти превращения столь разнообразны, что не могут быть исчерпывающе рассмотрены IB разделе, посвященном механодеструкции, которая составляет только их небольшую часть. Изделия из полимеров в процессе эксплуатации подвергаются различным деформациям, истиранию и в конечном итоге разрушаются. Если бы в результате деформаций и прения в полимерных композициях, из которых изготовлено изделие, не происходило никаких изменений, то оно практически не должно было бы изнашиваться и разрушаться. Разрушение, следовательно, связано с накоплением каких-то изменений, постепенно снижающих прочность изделия и ослабляющих его сопротивление многократным деформациям. Органические стекла при переработке и эксплуатации подвергаются воздействию высоких температур, значительно превышающих температуры их размягчения. Анизотропия пленки, возникающая вследствие адгезии к подложке, на которой производится отлив, и в результате натяжения в процессе формования, приводит к нежелательным усадкам ее при эксплуатации. В то же время сочетание одноосной вытяжки с последующей релаксацией внутренних напряжений приводит к ориен-тационному упрочнению, что имеет значение для пленок, которые в процессе эксплуатации подвергаются одноосным механическим воздействиям (например, кинопленки). Склеенные детали в процессе эксплуатации подвергаются различным воздействиям: механических нагрузок, температуры, влаги или агрессивных сред. Для оценки работоспособности склеенное изделие или модельные образцы испытывают в условиях предстоящей работы. Качество склеивания и работоспособность клеевых соединений могут быть определены разрушающими или неразрушающими методами контроля. Фенолоформальдегидные олигомеры относятся к числу наиболее термостойких органических полимеров при температурах до 300 °С они практически не претерпевают никаких изменений, в основном удаляются непрореагировавшие остаточные фенол и формальдегид При более высоких температурах происходит образование пероксидов по метиленовой группе с последующим их разложением Широкое применение фенолоформальдегидных олигомеров обусловлено их высокой термостойкостью, поскольку материалы и изделия на их основе в процессе эксплуатации подвергаются воздействию интенсивных теп-ловых нагрузок (например, фрикционные материалы) От молекулярной массы зависят такие важные характеристики полимеров, как температуры текучести, стеклования и хрупкости, определяющие температурные интервалы переработки и эксплуатации полимерных материалов. В зависимости от различных внешних условий (температуры, наличия пластифицирующих сред, величины и скорости приложения нагрузки и т. п.) Изменение температурных условий и влажностного состояния материала — наиболее распространенные в практике условия эксплуатации полимерных изделий. В связи с этим возникает вопрос: нельзя ли использовать изменение характеристик ползучести, связанное с изменением влажности материала, в целях прогнозирования длительной ползучести по данным кратковременных испытаний при повышенных уровнях влажности материала. Результаты многих работ подтверждают, что такая возможность существует. Увеличение срока эксплуатации полимерных материалов в различных областях народного хозяйства, в том числе и строительстве, без существенного изменения их физико-химических свойств — одна из главных задач, стоящих перед химиками и технологами. В настоящее время большинство полимеров перерабатывается с добавкой стабилизаторов, которые в условиях эксплуатации полимерных изделий предотвращают их старение, т, е. изменение свойств во Времени, Учение о фазовых и физических состояниях полимеров имеет большое практическое значение для технологии переработки и для эксплуатации полимерных материалов. Взаимное расположение цепей определяет все механические характеристики волокон, пленок, каучуков, пластических масс, и задача получения полимерных материалов с заданными свойствами в очень сильной степени зависит От структуры, которая придается материалу в технологических процессах. Таким образом, для правильного выбора условий переработки и эксплуатации полимерных материалов необходимо знать особенности поведения полимеров в кристаллическом, стеклообразном и вы-сокоэластическом состояниях и закономерности их переходов из °ДНого физического состояния в другое. Процессы взаимодействия полимеров с низкомолекулярпьши жидкостями, приводящие к набуханию и растворению полимеров, имеют большое практическое значение как при переработке полимеров, гак и при эксплуатации полимерных изделий. Например, многие синтетические волокна и пленки получают из растворов. Процесс пластификации, применяемый в производстве изделий из полимерных материалов, основан на набухании полимеров в пластификаторах. Лаки и клеи — это растворы полимеров. Во всех перечисленных случаях очень важно, чтобы полимеры хорошо набухали и растворялись в низкомолекулярных жидкостях, При эксплуатации полимерных материалов очень важно, чтобы материал совершенно не взаимодействовал со средой Очевидно, этого можно достигнуть, если применять сильнополяриые полимеры и неполярпые среды или неполярные полимеры и полярные среды Так, по отношению к воде или водяным парам наиболее устойчивы полиэтилен, полипропилен, пол «бутадиен, политетрафторэтилен, полистирол, поливипилхлорид, кремнииоргапические полимеры Все указанные полимеры гидрофобны и не набухают в воде Механическая деструкция. В процессе механической переработки полимеров или их смесей с наполнителем (вальцевание, измельчение прессование, каландрование) возникают большие внутренние напряжения, которые могут привести к разрыву макромолекул. То же наблюдается и при эксплуатации полимерных материалов под действием механических напряжений Разрыв макромолекул приводит к образованию макрорадикалов, способных инициировать различные химические реакции в полимерах, которые называются механохимическими, Разрыв изолированной макромолекулы при механическом: воздействии (механокрекинг) происходит вследствие того, что-приложенное напряжение превышает прочность химической, связи между атомами основной цепи, величина которой находится в пределах 4—6 Н/связь. В полимере напряжения, возникающие при деформации, распределяются не только па химические валентные связи основной цепи, но и на межмолекулярные связи между цепями. Если бы все макромолекулы были распрямлены и уложены параллельно друг другу, то при. деформации такого пучка они испытывали бы почти одинаковое напряжение были бы равномерно нагружены и для их разрыва потребовались бы очень большие напряжения, превосходящие средние напряжения, возникающие при переработке-и эксплуатации. Однако в реальных условиях различные макромолекулы к даже участки одной и тон же макромолекулы расположены в различных направлениях относительно направления действующей силы. Вследствие этого, а также различной подвижности сегментов, наличия сил внутреннего трения или. межмолекулярного взаимодействия, тепловых флуктуации при деформации полимерных материалов их отдельные структурные элементы испытывают различное напряжение В какой-то точке это напряжение может превысить критическое напряжение, равное прочности химической связи цепи, вследствие чего эта связь рвется. Влияние структуры полимера и условий испытаний на прочность. При эксплуатации полимерных изделии их разрешение происходит в самых разнообразных условиях при растяжени г, сжатии, изгибе, срезе, п результате проколов, надрезов, истирания и т. д. Поэтому прочностные свойства характеризуют обычно несколькими показателями, определяемыми при рачных условиях деформирования Поскольку прочность зависит от скорости и температуры испытания, прочностные показатели определяют при постоянных скорости деформирования и температуре. Кратковременную прочность оценивают по разрушающему напряжению при растяжении, сжатии, изгибе, срезе в обычных условиях при невысоких скоростях деформирования («0,001—0,5 м/мин). Для некоторых полимеров определяют сопротивление разрушению при ударных воздействиях нагрузки со скоростью 2 —4 м/с. Этот показатель называется ударной вязкостью {или ударной прочностью). Он представляет собой отношение работы разрушения Аразр к площади попере ного сечения образца 50.  Электрофильного присоединения Эффективной константы Электромагнитные колебания Электроны находящиеся Электронный парамагнитный Электронные микроскопы Электронных орбиталей Электронными эффектами Электронным микроскопом |
- |
Навигация