Главная --> Справочник терминов


Концентрациях растворов Свойства полимерных материалов можно регулировать, изменяя их состав. Наибольшее влияние на механические свойства оказывают пластификаторы, наполнители, армирующие материалы Введение пластификаторов способствует снижению температуры стеклования полимера (что расширяет температурную область эксплуатации полимерных материалов), но снижает модуль упругости и прочность, увеличивает долю пластических деформаций н текучесть в вязкотекучем состоянии. Влияние наполнителей на прочность полимеров неоднозначно. С одной стороны, введение твердых частиц в полимерную матрицу создает на границе раздела полимер — наполнитель дополнительные перенапряжения (дефектные зоны), которые снижают прочность. Уровень дефектности определяется прочностью связи полимер — наполнитель. С другой стороны, наполнитель изменяет структуру: в наполненных материалах увеличивается доля слабых адсорбционных связей и повышается ориентация макромолекул в направлении действия нагрузки, что способствует росту прочности. В стеклообразном состоянии наполнители снижают прочность, в высокоэластическом —• проявляется их упрочняющая роль; в последнем случае зависимость прочности от содержания наполнителя описывается немонотонной кривой с максимумом при оптимальной концентрации фсгт, которая определяется структурой полимера (в основном гибкостью) к физико-химическими свойствами наполнителя (размером частиц, свойствами их поверхности). Чем ниже гибкость полимера к больше активность наполнителя (например, меньше размер частиц), тем меньше фонт- Снижение прочности при концентрациях наполнителя, превышающих оптимальную, обусловлено уменьшением ориентирующего влияния наполнителя. Это объясняет тот факт, что кристаллизующиеся полимеры или сильно сшитые резины (эбониты) не упрочняются при наполнении.

эактера разрушения, внутренние напряжения и т. д. В соответ-•твии с тем, что а — Ее, прочность при растяжении зависит как )Т Е, который увеличивается при наполнении, так и от е, кото-)ое при этом уменьшается. Такое антибатное изменение параметров приводит к тому, что часто значения прочности прохо-1ят через максимум при определенных концентрациях наполнителей и при обычно применяемых концентрациях наполнителя 5ывают меньше, чем для ненаполненных компаундов.

актера разрушения, внутренние напряжения и т. д. В соответ-гвии с тем, что а — Ее, прочность при растяжении зависит как г Е, который увеличивается при наполнении, так и от е, кото-)е при этом уменьшается. Такое антибатное изменение пара-етров приводит к тому, что часто значения прочности прохо-зт через максимум при определенных концентрациях наполнн-;лей и при обычно применяемых концентрациях наполнителя авают меньше, чем для ненаполненных компаундов.

При средних и высоких концентрациях наполнителя реализуетдя основная цель их использования - снижение полимероемкости материала. Однако при этом, как правило, не удается сохранить на прежнем уровне комплекс эксплуатационных и технологических свойств. Такие материалы используются для создания изделий неконструкционного назначения. В качестве дешевых и доступных наполнителей в этом случае особенно целесообразно применять отходы производства некоторых областей промышленности, что способствует комплексному использованию сырья.

Поскольку наполнитель имеет тенденцию скапливаться именно в менее упорядоченных областях [150], то там создается повышенная по сравнению с остальным объемом концентрация наполнителя. Поэтому эквивалентное действие наполнителя на свойства кристаллизующегося полимера, связанное с его влиянием только на аморфную часть, может быть достигнуто при гораздо меньших концентрациях наполнителя, чем в случае его введения в аморфный полимер. Это же может быть одной из причин роста прочностных характеристик наполненных кристаллических полимеров при малых концентрациях наполнителя.

концентрации наполнителя возрастают средние времена релаксации, то существенным является вопрос о влиянии наполнителя на температурную зависимость времен релаксации. На рис. III. 43 представлена - температурная зависимость значений G' при разных концентрациях наполнителя. Повышение содержания наполнителя сдвигает эти зависимости в сторону более высоких температур. Из этих данных может быть найдена концентрационная зависимость модуля при разных температурах (рис. III. 44). Как видно, кривые IgG' =/(Ф) имеют весьма характерную форму и эквидистантное расположение, что позволяет применить к ним метод ВЛФ. Обобщенная кривая построена на рис. III. 45. Зависимость lg ат ф= = 1(Т) почти линейна (рис. II 1.46). Таким образом, в рассматриваемом случае увеличение концентрации наполнителя ведет к такому же росту G', как снижение температуры, что может быть определено как выполнение концентрационно-температурной суперпозиции. Ее существование позволяет расширить возможности прогнозирования влияния наполнителя на свойства композиции.

,lu,i Auiiiijjjv.iiui-i'i L^ICIUCC и ou озаймидеиллвии участвуют не отдельные молекулы, а надмолекулярные образования. Наибольшее влияние первых порций наполнителя на вязкость может быть связано с более равномерным распределением частиц в растворе, при больших концентрациях наполнителя начинается взаимодействие его частиц друг с другом, в результате чего часть поверхности наполнителя исключается из взаимодействия с полимером и не участвует в образовании дополнительной сетки. Различия в степени структурирования раствора обусловливают различия в изменении вязкости растворов при введении наполнителя.

При рассмотрении релаксационных свойств полимеров, напол-.ненных минеральными наполнителями, нами было установлено существование суперпозиции данных о концентрации наполнителя. Преимущество такого подхода заключается в том, что он основан на общих теоретических положениях и не связан с выбором какой-либо определенной модели структуры композиционного материала и с необходимостью специального учета взаимодействия на границе раздела фаз и существования переходных слоев. В работе [446] существование такой суперпозиции было подтверждено для систем, содержащих полимерные наполнители; в частности, для эпоксидной смолы ЭД-20 с порошкоббразньш полистиролом. Из данных по амплитуде деформации и напряжения, а также по углу сдвига фаз между ними были1 вычислены температурные зависимости действительной части комплексного модуля сдвига G' наполненных образцов. На рис. V.21 приведена частотная зависимость действительной части комплексного модуля сдвига образцов при различных концентрациях наполнителя. Из рисунка видно, что повышение концентрации полимерного наполнителя сдвигает зависимость lgG' = f(co) в сторону более высоких частот. Аналогичные кривые получены .при других температурах в области а-пере-хода эпоксидной смолы.

Найдено, что при увеличении весового содержания волокна одной длины разрывная прочность и модуль упругости образцов возрастают по сравнению •с исходным полиизобутиленом. Например, в образце с 40% волокна длиной 3 мм прочность возрастает в 20 раз, модуль-50 —• в 800 раз. Замечено, что возрастание прочности систем, содержащих волокно длиной 3 мм, наиболее резко при концентрациях наполнителя до 10%. При увеличении концентрации наполнителя от 10 до 40?^> прочность образцов возрастает менее резко. Увеличение содержания волокна выше 40% не приводит к дальнейшему повышению прочности образцов.

В результате проведенных исследований стало очевидным, что введение частиц анизодиаметричной формы в полимер при отсутствии химического взаимодействия оказывает существенное влияние на механические свойства полимера даже при сравнительно небольших концентрациях наполнителя. Можно с уверенностью сказать, что возрастание прочности, модуля-50 п температуры текучести наполненных систем связано с формой и размером введенных частиц.

Разбавленными растворами полимеров обычно называют растворы, в которых концентрация полимера не превышает 1 г/100 мл. При таких концентрациях растворов ниткомолекулярных веществ молекулы растворенного вещества практически друг с другом не взаимодействуют. В растворах полимеров, вследствие очень больших размеров макромолекул» для их полного разделения Требуют* ся большие разбавления. Как уже указывалось выше, в растворах. содержащих 0,5 г/100 мл и даже меньше, уже наблюдается взаимодействие между молекулами полимера, приводящее к обра-зова гшю ассоцЕтатов. Поэтому, если rf мучаются свойства, обуслов^ леннь^ присутствием изолированных макромолекул, то показатели обязательно экстраполируют к бесконечному разбавлению.

На рис. XI. 9 и XI. 10 показаны зависимости времени релаксации мелкомасштабного движения для полистирола в дейте-ротолуоле и величины 1/Т2 для полиметилметакрилата в дейте-рохлороформе от Ig-Mn при различных концентрациях растворов. Времена релаксации мелкомасштабного движения определены по температурным зависимостям Т\. Более резкая концентрационная зависимость для Т2 при больших М^ есть

Наши опыты с А. В. Гуторко выяснили условия протекания процесса гидролиза а-нафтиламина при различных температурах н концентрациях растворов серной кислоты 6).

Разбавленными растворами полимеров обычно называют растворы, в которых концентрация полимера не превышает 1 г/100 мл. При таких концентрациях растворов низкомолекулярных веществ молекулы растворенного вещества практически друг с другом не взаимодействуют. В растворах полимеров, вследствие очень больших размеров макромолекул, для их полного разделения Требуются большие разбавления. Как уже указывалось выше, в растворах. содержащих 0,5 г/100 мл и даже меньше, уже наблюдается взаимодействие между молекулами полимера, приводящее к образованию ассоциатпв. Поэтому, если изучаются свойства, обусловленные присутствием изолированных макромолекул, то показатели обязательно экстраполируют к бесконечному разбавлению.

центрация полиядерных алюминат-ионов увеличивается с ростом температуры. Природа катиона (Na, К), не сказываясь на структуре гидроксокомплексов А1(Ш), влияет на их концентрацию — в натриевых системах концентрация полимерных образований выше. При концентрациях растворов выше 100 г/л начинают сказываться катион-анионные взаимодействия, что и влияет на концентрацию полимерных анионных образований.

ванными ионами натрия. Вопрос о существовании полимерных анионов при высоких концентрациях растворов и рН остается дискуссионным.

Разбавленными растворами полимеров обычно называют растворы, в которых концентрация полимера не превышает 1 г/100 мл. При таких концентрациях растворов низкомолекулярных веществ молекулы растворенного вещества практически друг с другом не взаимодействуют. В растворах полимеров, вследствие очень больших размеров макромолекул, для их полного разделения Требуются большие разбавления. Как уже указывалось выше, в растворах. содержащих 0,5 г/100 мл и даже меньше, уже наблюдается взаимодействие между молекулами полимера, приводящее к образованию ассоциаттш. Поэтому, если изучаются свойства, обусловленные присутствием изолированных макромолекул, то показатели обязательно экстраполируют к бесконечному разбавлению.

центрация полиядерных алюминат-ионов увеличивается с ростом температуры. Природа катиона (Na, К), не сказываясь на структуре гидроксокомплексов А1(Ш), влияет на их концентрацию — в натриевых системах концентрация полимерных образований выше. При концентрациях растворов выше 100 г/л начинают сказываться катион-анионные взаимодействия, что и влияет на концентрацию полимерных анионных образований.

ванными ионами натрия. Вопрос о существовании полимерных анионов при высоких концентрациях растворов и рН остается дискуссионным.

Рис. 8. Скорость адсорбции поливинилацетата на поверхности хрома при различных концентрациях растворов:

малых концентрациях растворов:




Концентрация напряжений Концентрация применяемой Концентрация растворителя Концентрация сегментов Концентрация свободного Концентрации эмульгатора Концентрации целлюлозы Концентрации гидроксильных Концентрации катализатора

-
Яндекс.Метрика