Главная --> Справочник терминов


Концентрации наполнителя Совершенно другая зависимость вязкости от концентрации наблюдается для растворов полиэлектролитов [54] в полярных растворителях (например, полимерные кислоты в воде, см. опыты 3-10 и 5-03). Правда, и здесь при уменьшении концентрации значения %д/С снижаются, но затем круто поднимаются вверх (см. рис. 20, кривую 4). При добавлении нейтральной соли к водному

декагидронафталина не должна превышать 0,01%. При этой концентрации наблюдается довольно неприятный запах и имеет место раздражающее действие.

При использовании растворов ХСПЭ более высокой концентрации наблюдается образование геля, который распадается при добавлении толуола или н-бутиламина [134]. Подобный гель образуется и при обработке раствора ХСПЭ аминоспиртами, что обусловлено возникновением межмолекулярных водородных связей в таких сульфонамидных производных [133].

Но в то же самое время, если относительное количество полимера не превышает при заданной температуре равновесную концентрацию фазы I, то образуется гомогенный однофазный раствор. Выше этой концентрации наблюдается неполное растворение, т. е. образование

•— Существенное отличие адсорбции полимеров от адсорбции низкомолекулярных веществ заключается в том, что в случае полимеров изменение концентрации раствора сопровождается непрерывным изменением конформации макромолекул [142, 167]. Кроме того, в растворах полимеров при определенной концентрации возникают достаточно устойчивые надмолекулярные образования, и в дальнейшем с увеличением концентрации размер этих агрегатов увеличивается. Поэтому в процессе адсорбции поли-'Меров при каждой концентрации наблюдается другая структура

Если измерение концентрационной зависимости вязкости производится при температуре, находящейся между температурами размягчения отдельных компонентов, вследствие агрегации, начиная с некоторой определенной концентрации, наблюдается аномальная концентрационная зависимость вязкости, конечно, при условии, что матрица системы образована более мягким полимером и растворителем [33] (рис.-З).

При количественных исследованиях эти акцепторы радикалов значительно удобнее, чем кислород, так как их концентрацию в полимере можно легко контролировать; кроме того, применение этих соединений автоматически устраняет усложняющий эффект термоокислительной реакции при более высоких температурах. Влияние концентрации бензохинона на горячую и холодную пластикацию в атмосфере кислорода и азота показано на рис. 39. Скорость горячей пластикации постепенно уменьшается с увеличением концентрации ингибитора, как этого и следовало ожидать для цепной радикальной реакции, а скорость пластикации на холоду возрастает в полном согласии с рассмотренной выше теорией; однако выше определенной концентрации наблюдается обратный эффект, что связано, согласно Пайку и Уотсону, с протеканием процессов «сшивания», конкурирующих с деструкцией.

четливо выраженные пачки молекул. Аналогичные результаты были получены и для других систем, изученных с помощью указанных методик. Во всех исследованных нами растворах при изменении концентрации наблюдается переход от м:олекулярно-дисперсного к структурированному раствору, который происходит при значениях концентраций, зависящих от природы полимера и растворителя, и всегда предшествует макрорасслаиванию системы.

Пример превращений последнего типа, как для а-, так и р-кератина, был впервые получен Уивеллом и Вудсом [41]. При помещении волокна в медно-аммиачный раствор достаточной концентрации наблюдается 20%-ное уменьшение длины при комнатной температуре. Сокращение сопровождается характерным изменением рентгенограмм, показывающим, что действительно происходит плавление. Вероятно, в этом случае изотермическое плавление вызвано реакцией комплексообразования между определенными аминокислотными остатками белкового волокна и медно-аммиачным раствором. При помещении сократившегося волокна в разбавленный кислый раствор происходит восстановление его начальной длины, а рентгенограммы приобретают вид, характерный для ориентированного кристаллического волокна. Таким образом, разрушение комплекса приводит к обращению плавления, т. е. кристаллизации.

Нишиджима и Остер [14] провели измерения локальной относительной вязкости в растворах поливинилпир-ролидона диффузионным методом. Они обнаружили, что при некоторой критической концентрации наблюдается резкое возрастание локальной вязкости. Для объяснения этого явления было высказано предположение, что при достижении критической концентрации начинается частичное перекрывание молекулярных клубков, приводящее к появлению структурной сетки. При этом предположении величину критической концентрации сс оказалось возможным связать с отношением радиуса эквивалентной сферы к невозмущенному среднеквадратичному радиусу инерции макромолекулы (s20)'12. Полученное в оригинальной работе соотношение имеет вид

Показатель п в этом уравнении, называемый индексом течения, характеризует степень отклонения течения от ньютоновского. Это достаточно важная физическая характеристика материала, часто используемая при расчетах процессов переработки полимеров. Для эластомеров п составляет несколько десятых и зависит от молекулярной массы, разветвленности цепей, а также от концентрации наполнителя и температуры.

В заключение отметим, что введение в полимер мелкодисперсного инертного наполнителя приводит в основном к вертикальному сдвигу кривых податливости без нарушения их подобия. На рис. 2.15, а приведены обобщенные (по температуре) кривые податливости непластифицированных композиций ПВХ, наполненного мелкодисперсным мелом. Видно, что по мере снижения процентного содержания наполнителя Кв (%) закономерно растет податливость, пропорционально некоторой величине Вк, зависящей от Кп (%). Аналогичный характер изменения вязкоуп-ругой податливости в высокоэластическом состоянии материала обнаружен и при параллельном введении пластификатора ДБФ. Таким образом, обобщенные кривые податливости полимеров, наполненных инертным мелкодисперсным наполнителем, в определенных пределах концентрации наполнителя и пластификатора можно аппроксимировать соотношением

При повышенной концентрации наполнителя справедливо уравнение Дульнсва:

г-де V— Л,( К , с — переменная, зависящая от концентрации наполнителя <р: 2с'— 3 4-1 <(.

При механическом диспергировании наполнителей чаще всего наблюдается статистическое распределение их в полимере. При этом зависимость уде ьною сопротивления материала от содержания наполнителя ф„ описывается сложной кривой, имеющей три участк • первый характеризуется постоянным значением сопротивления, которое определяется свойствами полимерной среды, на втором происходит заметное снижение сопро тивления с ростом количества наполнителя, третий характеризуется очень слабой зависимостью ру от ср„. Первый перегиб соответствует концентрации наполнителя, при которой начинает образовываться его непрерывная цепная структура, второй — моменту, когда формирование этой структуры завершено Зависимость ру = Н<Рн) на втором участке может быть выражена со отношением

ИК-спектроскопический анализ при получении полимерных компаундов позволяет проводить измерения непосредственно в ходе технологического процесса. Например, фирмой "Automet. Corp." в 1991 году был предложен новый спектрометр для анализа потоков полимерного расплава, влияния концентрации наполнителя и соотношения гомополимеров в составе сополимера на его свойства.

Межфазное распределение наполнителя можно исследовать различными методами (газовой хроматографией, методом механических потерь), но наиболее распространена электронная микроскопия. Методы оценки степени диспергирования основаны на том, что из отобранных по закону случайных чисел образцов изготавливают тонкие пленки или микротомные срезы, которые затем просматриваются в световом или электронном микроскопе. Прямой метод с использованием оптического микроскопа наиболее распространен, однако он отличается большой трудоемкостью и низкой производительностью, что затрудняет его применение для оперативного контроля в заводских условиях. Другими недостатками являются: наличие субъективного фактора, значительное влияние гомогенности смеси на получаемый результат ввиду малости анализируемой пробы, колебания концентрации наполнителя в смеси и др.

Механические и электрические характеристики эпоксиднь компаундов, как и других хрупких гетерогенных тел, сильно з; висят от степени дефектности их макроструктуры. Под «дефек том», применительно к компаундам, мы понимаем отклонения макроструктуры от идеализированной средней структуры материала, т. е. воздушные включения (поры), трещины, неравномерности концентрации наполнителя, посторонние включен' >' и т. п. Наибольшее влияние на характеристики компаундов ок. зывают такие дефекты, которые нарушают его сплошность, т. поры и трещины.

Механические и электрические характеристики эпоксиднь компаундов, как и других хрупких гетерогенных тел, сильно з; висят от степени дефектности их макроструктуры. Под «дефек том», применительно к компаундам, мы понимаем отклонения макроструктуры от идеализированной средней структуры материала, т. е. воздушные включения (поры), трещины, неравномерности концентрации наполнителя, посторонние включении и т. п. Наибольшее влияние на характеристики компаундов ок. зывают такие дефекты, которые нарушают его сплошность, т. поры и трещины.

Предельные концентрации наполнителя в конкретных композиционных материалах определяются свойствами наполнителя и степенью взаимодействия его с матрицей жесткого ПВХ. Поэтому направленное изменение взаимодействия наполнителя с полимерной матрицей позволяет создавать композиционные материалы с определенным комплексом технологических и эксплуатационных свойств. Из множества известных способов изменения взаимодействия матрицы полимера с поверхностью наполнителя наиболее широко применяется модификация поверхности наполнителя за счет использования аппе-ротирующих добавок [25, 159], механохимической активизации наполнителей [26], нанесения полимерных покрытий, химически привитых к поверхности наполнителя [24]. Последний способ получил развитие в нашей стране как метод полимеризационного наполнения термопластов (норпласты) [25, 30, 71]. В норпластах при одинаковой природе полимера и полимерного покрытия на поверхности наполнителя достигается высокая адгезия матрицы полимера к наполнителю. В результате этого, как показано в [17, 20, 27, 31, 41], происходит улучшение технологических и некоторых физико-механических свойств. В частности, при наполнении изменяются реологические свойства расплавов полимеров, от которых в значительной мере зависит выбор способа переработки [42, 43]. Кривые течения наполненных композиций на основе жесткого ПВХ имеют характерный вид, когда течение ограничено снизу пределом текучести ттек, сверху - критическим напряжением ткр, при котором происходит срыв потока (рис. 7.8). Предел текучести и концентрация наполнителя, при которой он проявляется, зависят от взаимодействия наполнителя с матрицей жесткого ПВХ. Вероятно, с увеличением концентрации наполнителя или активации его поверхности ттек увеличивается, что выдвигает особые требования к технологии переработки. В частности, необходимо повышение температуры переработки, которое, однако, приводит к снижению допустимого времени пребывания наполненной композиции при

Предложен ряд уравнений, описывающих зависимость модуля эластомера от концентрации наполнителя. Наиболее обоснованным можно считать уравнение Гута и Голда [28]:




Концентрации поперечных Концентрации радикалов Каталитической дегидратации Концентрации сероводорода Концентрации свободного Концентрации углеводорода Концентрационная зависимость Концентрацию напряжений Концентрическими цилиндрами

-
Яндекс.Метрика