Термины, связанные с цементом. Механическая деструкция

Главная --> Справочник терминов

Механическая деструкция Активировать химические реакции в полимерах механические напряжения могут и в тех случаях, когда они не вызывают разрыва макромолекул. Так, например, образцы или изделия из эластомеров и их вулканизатов быстро разрушаются в присутствии небольших концентраций озона, если находятся в растянутом состоянии. При приложении многократных деформирующих напряжений быстрее протекает взаимодействие полимеров с кислородом, приводящее к разрыву макромолекул. Механическая активация химических реакций в полимерах объясняется изменением направления химической реакции, например распада озонидов, и ускорением роста трещин. При замораживании картофеля возникающие механические напряжения вызывают разрыв молекул крахмала с образованием более низкомолекулярных веществ типа

ГЛАВА 1. МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ РАЗЛИЧНЫХ

Механическая активация химической деструкции 44

Механическая активация полимераналогичных превращений 47

Механическая активация фотохимического галогенирования 47

МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

Все это подтверждает вывод о том, что в перечисленных случаях имеет место механическая активация типичных для данного полимера и среды химических деструктивных процессов. Так, показано [101], что энергия активации процесса окисления каучука снижается при его многократном деформировании. При этом некоторые авторы полагают, что образования свободных радикалов еще не происходит. Кислород присоединяется к активированным макромолекулам каучука, и осуществляется окислительная деструкция, энергия активации которой понижена за счет действия механического фактора.

Предполагается, что при низкой температуре происходит интенсивный механокрекинг и стабилизатор присоединяется только к макрорадикалам. По мере повышения температуры интенсивность механокрекинга снижается, но стабилизатор начинает присоединяться и к механически активированным двойным связям в макромолекулах каучука, что вызывает увеличение расхода стабилизатора. Именно механическая активация ответственна за это увеличение. Это подтверждается тем, что расход стабилизатора яри лро-греве (60°С) практически равен нулю, а при одновременной механической активации вальцеванием достигает максимального значения при минимальном количестве актов обрыва цепи. При наличии кислорода идут конкурирующие процессы, и расход стабилизатора соответственно снижается.

МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ

МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ПОЛИМЕРАНАЛОГИЧНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ФОТОХИМИЧЕСКОГО ГАЛОГЕНИРОВАНИЯ

Полиизобутилены характеризуются высокой водо- и газонепроницаемостью даже при повышенной температуре. Они обладают высокими электроизолирующими свойствами: тангенс угла диэлектрических потерь 0,0004—0,0005, удельное объемное электрическое сопротивление > 1015 Ом-см, электрическая прочность 23 МВ/м. Высокомолекулярные полиизобутилены могут перерабатываться на вальцах, каландрах, шприц-машинах, в прессах только при повышенных температурах 100—200 °С, так как при низких температурах переработки происходит механическая деструкция макромолекул. Причем чем выше молекулярная масса полиизобутилена, тем интенсивнее протекает деструкция.

Механическая деструкция (механодеструкция) - снижение молекулярной массы полимеров при механических воздействиях, приводящих к разрывам основной цепи макромолекул и сопровождающееся образованием свободных радикалов.

Такие подробные исследования показали, что механическая деструкция полимера методом истирания на вальцах происходит только в том случае, когда макромолекулы состоят из длинных цепей. Предел стабильности макромолекул в процессе вальцевания также различен для разных полимеров. При вальцевании поливинилацетата молекулярный чес его снижается до 11000; поливинилового спирта до 4000, что совпадает с результатами исследования степени механической деструкции полимеров в шаровой мельнице.

Механическая деструкция полимеров в атмосфере инертного газа не является единственным методом получения свободных макрорадикалов из макромолекул. Подробно исследован и процесс ультразвукового воздействия на различные линейные полимеры в присутствии стабильных низкомолекулярных радикалов, в том числе а,а'-дифенил-^-пикрилгидразила*. Было установлено, что интенсивность ультразвуковой деструкции возрастает с увеличением длины макромолекулярных цепей. Например, разрыв цепей полиметилметакрилата с образованием макрорадикалов наблюдается начиная со степени полимеризации 20 000, для полистирола—с 30 000. В разбавленных растворах скорость образования макрорадикалов под влиянием ультразвука пропорциональна разности между степенью полимеризации Рп исследуемого полимера и предельно низкой степенью полимеризации Р'„ аналогичного полимера, при которой уже не происходит разрыв цепей под влиянием ультразвуковых волн:

1) механическая деструкция полимерных цепей смеси полимеров*;

2) механическая деструкция полимерных цепей одного полимера в присутствии мономера другого строения;

Механическая деструкция происходит при приложении механических напряжений. Это один из часто встречающихся видов деструкции полимеров, так как полимерные материалы при эксплуатации могут подвергаться самым различным видам деформации. При механической деструкции происходит изменение структуры и свойств полимеров, связанное с разрывом макромолекул. Такой разрыв в присутствии кислорода воздуха способствует возникновению свободных радикалов, которые инициируют цепной процесс окислительной деструкции. Это вызывает еще более глубокие изменения и разрушения полимеров.

При вальцевании или перетирании смеси нескольких полимеров длинные молекулярные цепи сравнительно легко разрываются — образуются макрорадикалы. Если механическая деструкция полимера происходит в отсутствие кислорода, то из макрорадикалов в результате их рекомбинации (взаимодействия) создаются макромолекулы блоксополимера. Если деструкцию вести в присутствии мономера другого строения, то макрорадикалы взаимодействуют с радикалами мономеров и создаются макромолекулы блоксополимера. Таким путем могут быть синтезированы высокомолекулярные соединения, которые не удается получить обычными методами, например сополимеры природных высокомолекулярных соединений (целлюлозы, крахмала) с синтетическими полимерами (полиакрило-нитрилом, полистиролом). Низкомолекулярные полимеры (со степенью полимеризации 10—50), содержащие определенные функциональные группы, можно получить поликонденсацией (стр. 461), теломеризацией (стр. 449), ступенчатой полимеризацией (стр. 444).

Только путем взаимодействия природных и синтетических каучуков с серой и другими полифункциональными соединениями (вулканизация) могут быть получены различные сорта резины и эбонита. Дубление белков, обеспечивающее возможность их технического использования, также основано на химическом взаимодействии белков с альдегидами или другими бифункциональными соединениями. Наконец, к химическим превращениям относится направленная деструкция полимеров, часто применяемая для регулирования молекулярной массы полимеров, перерабатываемых в различных отраслях промышленности. На полном гидролизе целлюлозы основан процесс получения гидролизного спирта. Механическая деструкция полимеров используется в промышленном масштабе для изменения физико-химических свойств полимеров, а также для синтеза сополимеров новых типов.

Механическая деструкция протекает также при размоле и вальцевании полимеров, при интенсивном перемешивании их растворов скоростными мешалками. Полимеры деструктируются под действием ультразвука, при замораживании в водной среде, а также при деформации изделий в процессе эксплуатации.

Механическая деструкция— это реакция разрыва цепи, протекающая под влиянием различных механических воздействий, которым подвергается полимер при его переработке (измельчение, вальцевание, смешение, продавлнвание вязких растворов или расплавов полимеров через капиллярные отверстия и др ) и при эксплуатации изделий. Так, при интенсивном механическом измельчении целлюлозы, крахмала> полистирола, полиизобутилена и других полимеров наблюдается понижение их молекулярного веса.

Межатомные расстояния Международные стандарты Международном симпозиуме Межфазной поликонденсацией Межмолекулярные взаимодействия Межмолекулярными взаимодействиями Межмолекулярной конденсации Межмолекулярное взаимодействие Межпачечной пластификации