|
|
|
Главная --> Справочник терминов Прочность эластомеров В зависимости от содержания 1,2-звеньев в сополимере изменяются прочность, эластичность, морозостойкость и износостойкость сажевых вулканизатов. Лучшим комплексом свойств обладают сополимеры с низким содержанием 1,2-звеньев [1, 43]. С увеличением молекулярной массы сополимеров повышаются прочность, эластичность и морозостойкость их вулканизатов. При молекулярной массе примерно 105 ширина ММР не влияет на эти свойства. При повышении молекулярной массы степень возрастания сопротивления разрыву и эластичности вулканизатов сополимеров с разными значениями коэффициента полидисперсности не одинакова (рис. 8) [58]. Аналогичным образом изменяется морозостойкость вулканизатов. Комплекс ценных свойств вулканизатов из СКПО указывает на перспективность его применения в резинотехнических изделиях, прорезиненных тканях, озоностойких покрытиях и других изделиях. Высокая прочность, эластичность, малые механические потери при многократных деформациях делает СКПО перспективным для применения также и в шинных изделиях. Привитой сополимер полиэтилена и винилпиридина сохраняет прочность, эластичность и нерастворимость в воде, присущую полиэтиленовым пленкам. Присутствие боковых ответвлений поли-винилпиридина придает сополимеру способность к набуханию в воде и свойства полиэлектролитов. Эти свойства можно усилить, превращая слабоосновные пиридиновые звенья привитого сополимера в четвертичные аммониевые основания: ние технических свойств полимера, к числу которых относят прочность, эластичность, а также специфические свойства, например, целостность поверхности, малое газовыделение и др. Свойствами, влияющими на работоспособность полимеров в напряженном состоянии, являются также скорость релаксации напряжений; скорость накопления остаточной деформации, связанная с химической релаксацией; время до появления трещин и время до разрыва. В зависимости от принятой технологии, например свободно-радикальной полимеризации мономеров, могут существенно изменяться молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение полимеров, соотношение в макромолекуле звеньев различной структуры и их взаимное расположение. А это, в свою очередь, влияет на важнейшие свойства полимера — его вязкость (важно при переработке), прочность, эластичность, плотность, твердость и другие показатели, определяющие эксплуатационную пригодность полимера. До настоящего времени природные неорганические высокомолекулярные соединения не удалось получить в молекулярно-дисперсном состоянии и определить их молекулярную массу. Поэтому нет возможности рассматривать их химические и физические свойства в связи с размерами, формой и строением макромолекул. Однако успехи химии органических высокомолекулярных соединений в области установления связи между механическими свойствами материалов (прочность, эластичность, твердость, текучесть, вязкость расплавов) и строением их макромолекул, а также успехи в области синтеза неорганических высокомолекулярных соединений способствуют развитию химии неорганических высокомолекулярных соединений. Первым шагом на этом пути явился синтез и изучение элементоорганических высокомолекулярных соединений, которые занимают промежуточное положение между органическими и неорганическими высокомолекулярными соединениями. Общими свойствам» таких каучуков являются: очень высокая прочность, эластичность, хорошая стойкость к окислению. Молекулярный вес является важнейшей характеристикой высокомолекулярного вещества. От длины молекул зависят механические свойства полимера — прочность, эластичность, а также растворимость и вязкость раствора. С увеличением молекулярного веса повышается прочность и эластичность каучука, уменьшается растворимость, увеличивается вязкость растворов. По прочности волокно лавсан не уступает полиамидному волокну, отличается высокой эластичностью (при вытягивании на 5—6% удлинение волокна полностью обратимо), благодаря этому изделия из него не сминаются. При увлажнении полиэфирного волокна прочность его не изменяется. Нить лавсана имеет высокий начальный модуль (в 3—5 раз выше модуля полиамидных волокон), что является важным преимуществом перед полиамидным волокном, особенно для использования в производстве корда. Высокие прочность, эластичность, начальный модуль, хорошая усталостная проч ность делают лавсан весьма перспективным волокном для изготовления корда и других технических тканей для производства ре зиновых рукавов и транспортерных лент. В работе [70] была исследована зависимость свойств диенуре-тановых эластомеров, полученных на основе полибутадиендиола (ОВД), от содержания монофункционального компонента (2-пен-танола) при изменении среднемассовой функциональности Fw от 2 до 1,53, когда максимальное количество спирта составляло 1,8 моль на 1 моль полидиола. При этом было установлено, что не все смеси, содержащие монофункциональный компонент, отверждаются с помощью толуилендиизоцианата и триметилол-пропана. При среднемассовой функциональности меньшей 1,65 содержание золь-фракции Ws в эластомере резко возрастало и при Fu,= l,53 (рис. 5) полиуретаны на основе ОВД оказались полностью растворимы. Было показано [64], что даже при небольшом изменении функциональности с 1,65 до 1,87 прочность эластомеров на основе полибутадиенизопрендиолов возрастает в 1,5 раза при 20 °С и вдвое при 100 °С. "^Кратковременная прочность эластомеров и резин, рассчитанная на начальное поперечное сечение образца, меньше в 3—6 раз, а длительная прочность меньше в 1,2—1,5 раза. 12.2. Релаксационная природа прочность эластомеров их релаксацион-пооцесса разрушения ных СВОЙСтв. Это связано с тем, что чем Длительный процесс разрушения эластомера характеризуется двумя стадиями — медленной и быстрой. Медленная стадия образует на поверхности разрыва шероховатую зону, а быстрая — зеркальную. Чем меньше напряжение, тем длительнее процесс разрушения и тем яснее выражена шероховатая зона (при хрупком разрыве, наоборот, медленная стадия дает зеркальную, а быстрая — шероховатую зону). Первая стадия разрыва начинается с образования очага разрушения, из которого растет «надрыв», являющийся аналогом трещины в хрупких материалах. Надрывы возникают под действием напряжений в наиболее слабых местах, причем очаги разрушения появляются как внутри материала, так и на поверхности образца, но среди них имеется наиболее опасный. Поэтому прочность эластомеров и резин определяется вероятностью образования наиболее опасного надрыва, аналогично тому, как прочность хрупкого материала определяется наиболее опасной трещиной. Надрывы растут в направлении, поперечном растягивающим усилиям, аналогично трещинам в хрупком телах. При набухании, вследствие неравномерного распределения пластификатора, слабее оказывается поверхностный слой, при отбухании—внутренний слой образца. Данные по влиянию набухания на прочность эластомеров указывают, что она в значительной степени определяется величиной межмолекулярных взаимодействий. IV.2.3. Прочность эластомеров IV.2.3. ПРОЧНОСТЬ ЭЛАСТОМЕРОВ нии поведения полимеров от указанной закономерности. В большинстве случаев это наблюдается при испытании эластомеров при больших скоростях деформации или при низких температурах. Так, при испытаниях вулканизатов натурального каучука и различных синтетических эластомеров при скоростях растяжения от 9,3 до 2700%/с оказалось [425, с. 565], что эластомеры, которые известны как кристаллизующиеся, проявляют тенденцию к уменьшению разрушающего напряжения с увеличением скорости растяжения до значений примерно 10 м/с. При дальнейшем возрастании скорости растяжения прочность более или менее значительно увеличивается. Прочность эластомеров с увеличением скорости растяжения изменяется немонотонно. Относительное удлинение при разрыве кристаллизующихся эластомеров с увеличением скорости деформации также проходит через максимум. Для некристаллизующихся эластомеров максимума не наблюдается. Если учесть, что кристаллизация способствует проявлению ориентации в области распространения разрыва, наблюдаемые закономерности представляются вполне естественными. Теоретическая или предельная прочность резин может быть определена как прочность идеальной по своей структуре эластичной полимерной сетки, способной к таким же большим обратимым деформациям, как и реальные резины (500—1500%). Теоретическая прочность эластомеров впре-дельно-ориентированном состоянии [1, 46, 47], очевидно, не может рассматриваться в качестве теоретической предельной прочности резин, поскольку в этом состоянии, так же как и в заетеклованном состоянии, эластомер теряет свою способность к большим деформациям [48, 49].' Тесная связь релаксационных процессов с прочностными свойствами полимеров проявляется также и в том, что принцип Вильямса — Лэндела — Ферри иногда успешно применяется для описания экспериментальных данных -по прочности и долговечности полимеров. Учитывая, что прочность эластомеров носит вязкоупругий, релаксационный характер, можно полагать, что использование этого метода в данном случае может быть в какой-то степени оправдано. рого растет «надрыв», являющийся аналогом трещины в хрупких материалах. Надрывы возникают под действием напряжений в наиболее слабых местах, причем очаги разрушения появляются как внутри материала, так и на поверхности образца и среди них имеется наиболее опасный. Прочность эластомеров и резин определяется вероятностью образования наиболее опасного надрыва аналогично тому, как прочность хрупкого материала определяется наиболее опасной трещиной. Надрывы растут в направлении, поперечном растягивающим усилиям, как и трещины в хрупких телах.  Присутствии хлорокиси Присутствии инициатора Присутствии карбонатов Преимущественным образованием Присутствии кислотных Присутствии комплексов Присутствии металлического Присутствии минеральной Присутствии натриевой |
- |
Навигация