|
|
|
Главная --> Справочник терминов Механическим нагрузкам Синтетические каучуки, как и большинство полимеров, под влиянием различных факторов претерпевают необратимые изменения, сопровождающиеся полной или частичной потерей ими основных свойств. Подобные необратимые процессы принято называть старением полимеров. Старение полимеров может быть вызвано различными причинами (действием кислорода, тепла, озона, света, радиации, агрессивных сред, механическими воздействиями) и сопровождается изменением как микро-, так и макроструктуры полимера. Способность полимера сохранять свои свойства принято называть его стабильностью, а совокупность мероприятий, предотвращающих частично или полностью процессы старения, носит название стабилизации полимеров. Деформационные свойства вещества (в частности, упругость и вязкость) проявляются только при действии на них внешних сил, тогда как рассмотренное выше структурное стеклование с механическими воздействиями не связано. При быстрых воздействиях любая жидкость ведет себя как упругое тело, так как с уменьшением лентности (отравление полимеров примесями этих солей), механическими воздействиями (пластикация и утомление). Механохимические процессы. Процессы, протекающие в полимерах под влиянием механической энергии, имеют очень большое практическое значение. Измельчение твердых полимеров, вальцевание, продав-ливание вязких растворов или расплавов полимеров через капиллярные отверстия, а также процессы, связанные с механическими воздействиями, широко используются в различных отраслях промышленности, перерабатывающих полимерные материалы. В процессе эксплуатации изделия, сформованные из полимеров, претерпевают различные виды деформации. При деформации в полимерах протекают механохимиче-ские процессы, которые приводят к изменению структуры и свойств полимеров. Они вызывают утомление полимеров, выражающееся в изменении их свойств при длительных статических или динамических воздействиях. Недостаточная изученность механохимических процессов затрудняет регулирование ряда технологических процессов. Помимо активации полипропилена излучением высокой энергии, для модификации его свойств можно использовать и другие физические факторы. Так, при действии ультразвука на высокомолекулярный атактический полипропилен в растворе, содержащем, в частности, стирол [64], образуется блоксополимер, одну часть макромолекулы которого составляет полипропиленовая цепочка, а другую-—сегмент полистирола. Точно так же можно модифицировать полипропиленовую пленку другим полимером (в виде эмульсии) в электрической дуге [65]. Деструкция связей С—С может быть вызвана также и механическими воздействиями в процессе смешения полипропилена с другим, по крайней мере частично совместимым полимером, причем при соответствующих условиях не исключена возможность образования блоксополимера. химические процессы (окисление и др.), которые главным образом и приводят к изменению механических свойств при утомлении Эти процессы, взаимно влияя друг на друга, ускоряются механическими воздействиями. Изменение скорости химических реакций при деформации происходит вследствие снижения Еа и повышения вероятности столкновения активных групп. химические процессы (окисление и др.), которые главным образом и приводят к изменению механических свойств при утомлении Эти процессы, взаимно влияя друг на друга, ускоряются механическими воздействиями. Изменение скорости химических реакций при деформации происходит вследствие снижения Еа и повышения вероятности столкновения активных групп. Водоэмульсионные краски получают пигментированием двухфазных пленкообразующих систем — водных эмульсий полимеров, стабилизированных ПАВ Стабильность обусловлена свойствами двойного электрического слоя на границе раздела полимер— вода Присутствие в пигментах (наполнителях) или воде водорастворимых солей поливалентных металлов можег вызвать разрушение этого слоя и как следствие — коагуляцию системы Непосредственное введение пигмента в систему, связанное со значительными механическими воздействиями на нее, также может привести к коагуляции Поэтому пигменты и наполнители диспергируют в так называемом «водном полуфабрикате» Полученную пигментную пасту совмещают с эмульсией полимера Разрушение твердых тел происходит, если они находятся в напряженном состоянии. Различают внешние и внутренние (остаточные) напряжения. Первые вызываются внешними механическими воздействиями, вторые возникают при определенных видах тепловой и механической обработки и не исчезают в разгруженном материале. В этой монографии прочность твердых тел с остаточными на,пряжениям-и рассматриваться не будет. Поскольку нет оснований считать, что природа разрушения под действием напряжений обоих видов различна, то выводы о характере процессов разрушения твердых тел под действием «внешних» напряжений применимы и к материалам с внутренними напряжениями. Примеры деполимеризации, вызванной механическими воздействиями на вещество, находящееся в твердом состоянии, известны для большинства классов полимеров. Гесс и Штойрер 184] показали, что целлюлоза, крахмал, шелк и полистирол подвергаются деструкции в вибрационной мельнице и что, по-видимому, при соответствующих условиях это свойство является общим для полимеров. Одним из основных химических агентов, вызывающих старение органических полимеров, является кислород, контакт с которым имеется практически у всякого полимерного изделия в условиях эксплуатации. Химические реакции полимеров с кислородом, как и в низкомолекулярной химии, называются реакциями окисления. Окисление полимеров может активироваться различными факторами: тепловым воздействием (термоокислительное старение), солями металлов переменной валентности (отравление полимера металлами), светом, излучениями высоких энергий (световое и радиационное старение), механическими воздействиями (утомление). Распад полимерных молекул может протекать также под действием высоких температур и в отсутствие кислорода (термическая деструкция, деполимеризация и тепловое старение), под влиянием озона (озонное и атмосферное старение), химических веществ, расщепляющих функциональные группы в полимерах, например, путем гидролиза (химическая деструкция). Полиметилметакрилат, или плексиглас [—СН2—С(СН3) (СООСНз)—]п, получают радикальной полимеризацией, применяя блочный метод. В результате образуются прозрачные пластины и блоки, обладающие способностью пропускать 73,5%. ультрафиолетового излучения (для сравнения: кварцевое стекло пропускает 100%, зеркальное силикатное — 3%, а обычное силикатное — 0,6%). По сравнению с обычным стеклом полиметилметакрилатное обладает явным преимуществом: оно более устойчиво к механическим нагрузкам, менее хрупко и легко обрабатывается. Однако его поверхностная твердость незначительна. Этот материал можно применять для изготовления потолков со скрытым освещением, для остекления зданий и особенно теплиц. Органические стекла окрашиваются во все цвета и поэтому могут использоваться в виде листов для декоративных ограждений и специальных плиток (долговечных и химически стойких). Полиметилметакрилат применяется в производстве моющихся обоев и в виде дисперсии для красок и грунтовок. Между животными клетками, с одной стороны, и растительными и бактериальными — с другой, имеется несколько кардинальных различий. К их числу относятся различия в среде обитания этих клеток. Клетки животного организма погружены в специально созданную жидкую среду — кровь или лимфу. Эти жидкости в известном смысле подобны по составу древнему Океану, в котором некогда возникла жизнь (часто говорят поэтому, что животные носят в себе частицу моря). Суммарные молярные концентрации низкомолекулярных веществ во внеклеточных жидкостях животного и в цитоплазме близки. Поэтому животные клетки находятся в осмотическом равновесии со средой, а их мембраны не подвергаются механическим нагрузкам за счет неравновесной диффузии воды внутрь клетки или из нее. клеточной стенкой, который принимает на себя осмотическое давление, придает клеткам определенную устойчивую форму и защищает от внешних механических воздействий. У многоклеточных растений именно прочность клеточных стенок обусловливает способность организма сохранять постоянную форму и противостоять гравитационным, ветровым, волновым и другим механическим нагрузкам. При оценке практической пригодности полипропилена для той или иной цели первостепенное значение приобретают его механические свойства. Очевидно, что полимер с низким модулем упругости, т. е. с малой жесткостью, нельзя рекомендовать для изготовления технических деталей, подвергающихся большим механическим нагрузкам, и, наоборот, полимер с большой жесткостью оказывается непригодным там, где материал должен обладать свойством поглощать колебания с относительно высокой амплитудой. / для разных условий. Гарантию сопротивления механическим нагрузкам учи- Двухкомпонентные лаки на основе ХСПЭ широко применяются в резиновой промышленности для защиты резинотехнических изделий и резиновой обуви от атмосферного старения. Лаковые составы на основе ХСПЭ сочетают эластичность, атмосферостойкость и химическую стойкость со сравнительно низкой стоимостью и превосходными декоративными свойствами. Отвержденные покрытия отличаются высокой прозрачностью, стойкостью к износу и механическим нагрузкам. Покрытие из цветных лаков на основе ХСПЭ Сопротивление [полимеров механическим нагрузкам связано с наличием структурных связей двух типов: химических: (главдых валентностей) и межмолекулярных. Первые, несравненно более мощные, действуют вдоль цепи, а вторые — поперек. В этом и заключается Стойкость к механическим нагрузкам при переработке, К механическим свойствам пластмасс предъявляются определенные требования. Пигментирование оказывает влияние на свойства пластмасс. Исследования показали, что —за некоторыми исключениями —с ростом концентрации пигмента (независимо от его вида) при хорошем диспергировании полимер становится рыхлее. Это выражается в повышении показателя текучести расплава, а также в понижении ударной вязкости образцов с надрезом и относительного удлинения при разрыве (рис. 3.8). Поэтому для крашения пластмассовых изделий, подверженных механическим нагрузкам, следует использовать только оптически высокоэффективные белые пигменты. Окрашивание смол в растворе или жидких смол проводят чаще всего в сигма-кнетерах или бегунковых смесителях. Процесс используется преимущественно для получения и окрашивания так называемых макроструктурных масс. Это формовочные массы с длинноволокнистыми или рублеными усиливающими наполнителями (рис. 5.8). Так, например, в качестве наполнителей используют текстильные или текстильные рубленые волокна (типы 71 и 74) и асбестовые шнуры (тип 16 по DIN 7708). В ко-кнетерах без последующей сушки получают так называемые мокрые пресс-массы (премиксы), например, из растворенных в стироле полиэфирных смол, стекловолокна, наполнителей, красящих средств и т. д. (типы 801 и 803 по DIN 16911). В пластосмесителях из растворов фенольных смол и длинного стекловолокна получают формовочные массы с исключительно высокими механическими свойствами, реологические .свойства которых можно изменить до требуемых путем последующей сушки. В бегунковых смесителях получают и окрашивают массы, содержащие менее чувствительные к механическим нагрузкам наполнители, такие, как текстильные рубленые волокна, целлюлозное волокно. Если изделия подвергаются механическим нагрузкам (деформациям), то необходимо определить зависимость параметров D и Р от действующих на материал механических напряжений ст или деформаций е (по ГОСТ 18060—72 и 18059—72). Выше было установлено, что механические напряжения и деформации в значительной мере влияют на скорости диффузионных процессов низкомолекулярных веществ в полимере. Эти процессы могут замедляться или ускоряться при деформации полимера.  Межмолекулярными взаимодействиями Межмолекулярной конденсации Межмолекулярное взаимодействие Межпачечной пластификации Межтрубного пространства Макромолекул относительно Месторождений природного Метальных радикалов Металлические материалы |
- |
Навигация