Термины, связанные с цементом. Прочность вулканизата

Главная --> Справочник терминов

Прочность вулканизата Прочность катализатора сильно зависит от содержания в нем ХСВ. На рис. 2.3 приведены зависимости прочности катализатора от содержания ХСВ, полученные путем сушки катализатора в муфельной печи с последующим его увлажнением атмосферной влагой в комнатных условиях. Как видно из рисунка, при удалении ХСВ из катализатора его прочность возрастает, а при обратном увлажнении падает, причем прочность гранул с той же влажностью при этом оказывается несколько выше. Разница в значениях прочности гранул i одинаковой влажностью, полученных сушкой и увлажнением катализатора, уменьшается при повышении температуры

Поливинилацегат имеет аморфную структуру. В пластичном состоянии пленка его растягивается в 5—6 раз по сравнению с первоначальной длиной. При этом отдельные участки макромолекул полимера ориентируются, вследствие чего его прочность возрастает. При 10 предел прочности пленки поливинилацетата при растяжении составляет 400 кз/смг, после ориентации и охлаждения до 10° прочность пленки возрастает до 1500—2000 кг/см2. При нагревании выше 150° Поливинилацетат начинает разрушать-

При /0=10-6 м в варианте хрупкой прочности теоретическое значение сгк(0) получается очень низким. В связи с этим рассмотрим вариант квазихрупкого разрушения, приняв, что >,* = 10 нм (поперечные размеры микрофибрилл или, что то же, аморфных участков). Для капрона в неориентированном состоянии стк(0) = = 290 МН/м2, а в ориентированном—1700 МН/м2, т. е. прочность возрастает в 6 раз, что лучше согласуется с экспериментом.

В этих условиях трудно достичь полного отверждения связующего, и поэтому прибегают к дополнительному отверждению ДСП на нагретых стеллажах. Критерием, по которому можно судить об окончании процесса отверждения, является прочность сцепления слоев, оцениваемая прочностью при растяжении плиты в вертикальной плоскости. Эта величина значительно возрастает при воздействии на среднюю часть поперечного сечения плиты более высоких температур. Это справедливо и для увлажненных плит [41]. Температура в среднем слое ДСП порядка 120°С достаточна для полного отверждения связующего. При более высоких температурах прочность возрастает незначительно. Плотность или толщину плит часто регулируют, изменяя продолжительность прессования, т. е. проводя ступенчатое формование (рис. 9.8).

ГреВании на Воздухе до 1бО°С к течение 500 и 1000 ч прочность сохраняется соответственно на 30 и '20% (полиамидные и гидратцел-люлозныс волокна в этих условиях полностью разрушаются}. При температуре —40 СС наблюдается увеличение прочности на 5— 10%, уменьшение удлинения на 30%, а при — -100еС прочность возрастает приблизительно на 50, а удлинение снижается пример: но на 35% (при этом волокно не становится хрупким).

ПВС снижается, а механическая прочность возрастает. Гид-

Строение вулканизационной сетки существенно влияет на на прочность резин. При увеличении ее густоты прочность возрастает до максимума, а затем падает (рис. 8.3).

ЭффективностЕ, а!минов при вулканизации ХПЭЭ определяется их строением: алифатические амины (таксаметилендиамин, отоли-этиленполиамин) более активны, чем ароматические, а первичные более активны, чем вторичные и третичные. Вулканизаты с малым содержанием диамина характеризуются сравнительно небольшой прочностью и большим остаточным удлинением. При увеличении содержания амина прочность возрастает, остаточное удлинение уменьшается, но одновременно существенно уменьшается относительное удлинение, что свидетельствует об ухудшении эластических свойств вулканизатов. Низким относительным удлинением характеризуется и резина с полиэтиленамином. Омеси с алифатическими аминами склонны к преждевременной вулканизации. Сами амины токсичны, имеют неприятный запах, что исключает возможность их широкого использования. Вулканизаты с повышенной стойкостью к тепловому старению получают в (Присутствии 5—

И.з приведенных данных видно, что при введении всего 0,2 масс. ч. канифоли прочность возрастает на 3 МПа, тогда как при последующем увеличении ее содержания на 1,3 масс. ч. (до 1,5 масс, ч.) —всего на 1,6 МПа.

Среди аминоалоксидных аддуктов эффективными вулканизующими агентами являются ..продукты взаимодействия м- и л-фени-лендиамина с бутил- и фенилглицидиловыми эфирами. Вулканизация протекает с удовлетворительной скоростью 'при 150°С. Вулканизаты имеют прочность 12—;13 МПа в отсутствие усиливающих наполнителей. При введении неполярных пластификаторов, например вазелинового масла (Масла HJ8A), прочность возрастает до 16—17 МПа вследствие усиления эффекта ассоциации полярных вулканизационных структур.

Подготовка поверхности металлов. Строение кристаллической решетки, степень шероховатости, наличие оксидов на поверхности металла и ряд других факторов оказывают значительное влияние на прочность соединений. Снятие поверхностного слоя приводит обычно -к активации поверхности, уменьшению угла смачивания и повышению площади контакта склеиваемых материалов. Кроме того, при наличии шероховатой поверхности образование микротрещин в пленке клея при нагружении [56] протекает при более высоких значениях напряжений, чем в случае соединений с гладкой поверхностью, так как при этом изменяется доступность к поверхности субстрата. Все эти факторы обусловливают зависимость прочности от степени шероховатости (табл. 5.4). В результате механической обработки поверхности субстрата угол смачивания снижается примерно вдвое, а прочность возрастает в пять раз. Эффективность этого метода сохраняется, если клеевые соединения работают при температурах ниже Тс пленки клея. При более высоких температурах вследствие резкого ухудшения когезионных свойств клея влияние степени шероховатости поверхности на прочность соединений незначительно.

До сих пор рассматривался вопрос о прочности связи наполнителя с каучуком, но прочность вулканизата зависит также и от прочности самого каучука, так как разрыв может происходить не только по поверхности соприкосновения наполнителя с каучуком, но и по каучуку, если его прочность будет ниже прочности связи каучука с наполнителем. Поскольку прочность ненаполненных вулканизатов большинства синтетических каучуков не велика, то следует предполагать, что при усилении каучука наполнителями происходит изменение структуры самого каучука, приводящее к повышению его прочности.

Под влиянием внешних сил ориентированное положение в процессе листования принимают не только молекулы, но и отдельные частицы ингредиентов, имеющие вытянутую или пластинчатую форму. Вследствие этого резиновая смесь становится анизотропной, ее механические свойства в значительной степени зависят от направления приложения внешних сил. Неоднородность механических свойств каландрованного листа выражается в том, что прочность вулканизата в продольном направлении оказывается •больше, а относительное удлинение меньше, чем в направлении, перпендикулярном к каландрозанию. Раздир в продольном направлении происходит легче, чем в перпендикулярном направлении.

Прочность ненаполненных вулканизатов при обычной температуре 140 — 170 кгс/см2 при относительном удлинении 300 — 500%. Интересно отметить, что на механические свойства вулканизованного продукта оказывает влияние характер использованного при гомогенном хлорсульфонировании растворителя. В присутствии ССЦ прочность вулканизата почти на 50% ниже, чем при применении дихлорбензола [73]. Каучуки из хлорсульфонированного полипропилена характеризуются высокой степенью обратимости деформации, очень хорошей эластичностью по отскоку [113] и исключительной озоностойкостью. С целью модификации свойств в вулканизат можно вводить различные наполнители, пластификаторы, красители, антиоксиданты.

Прочность вулканизата падает, если наполнитель введен в вы-сокостирольный сополимер раньше, чем каучук. Вероятно, это jbkoKHo объяснить тем, что вулканизат имеет менее плотную упаковку.

термоокислительной деструкции бутадиеновых звеньев, а также при деполимеризации высокостирольных частей макромолекулы 60. Количество и тип поперечных связей, так же как молекулярное строение каучука, характеризуют статическую .и динамическую прочность вулканизата. В настоящее время следует, считать установленным, что в зависимости от степени поперечного сшивания статическая прочность вулканизатов изменяется по кривой с максимумом. У натурального каучука ei этот максимум соответствует концентрации поперечных связей 2,0 — 6,0- 1019 см~3гу полиизопре-нового62 — 3,0 — 5,0 • 1019 см~3, бутадиен-стирольного63 — 1,0 — — 3,0 • 1019 см"3, карбоксилатного64 — 2,0 — 4,0 • 1019 см~3. Исходя из представлений, что разрушение вулканизата состоит из элементарных актов разрыва цепей„ была развита теория, объясняющая экстремальный характер этой зависимости.

пример 10 вес. ч. плайолита S-6 на 100 вес. ч. НК, увеличивает прочность, причем прочность вулканизата с 10 вес. ч. плайолита S-6 больше, чем с 50 вес. ч. полуусиливающей печной сажи. При большем содержании высокостирольного полимера, а также при наличии в составе вулканизата сажи прочность падает56.

На прочность вулканизата оказывает большое влияние не только взаимодействие между каучуком и наполнителем, но и образование в нем сажевой структуры236'237. Последующая деформация вулканизата изменяет эту структуру, которая в свою очередь ведет к потере энергии, увеличению гистерезисных потерь и снижению разрушающего напряжения. У органических наполнителей имеет также место образование полимерных структур238, хотя, учи- * тывая больший размер таких частиц, их агрегация приводи! к возникновению очага разрушения. Введение термопластичных усилителей повышает гистерезисные потери, увеличивает остаточные деформации и теплообразование. Такие свойства смолонаполненных вулканиза-тов объясняются тем, что в процес- <§ се деформации участвует не только каучуковая фаза, но и происходит перераспределение цепочечных

На усиление каучука смолой Яррезин Б оказывает влияние также степень вулканизации. Наибольший Эффект усиления получен лишь в узком интервале степени поперечного сшивания. В присутствии наполнителей прочность при введении алкил-феноло-формаЛьдегидных смол также снижается. Таким образом, для получения усиления неполярного каучука даже модифицированной фенольной смолой требуется создать оптимальные условия, обеспечивающие необходимую взаиморастворимость на границе раздела фаз смоляного наполнителя и каучука. С увеличением степени взаимной растворимости с^олы и каучука (до определенного предела) усиливающий эффект фенольной смолы будет расти. Применяя смолу с меньшей полярностью, а также используя вместо фенола * анилин, получаются вулканизаты с высокими прочностными свойствами36. В этом случае прочность вулканизата увеличивается также ограниченно (рис. 44), однако добавление смолы сверх 60^ вес. ч, не вызывает столь резкого падения прочности, при этом раётет твердость и снижается относительное удлинение. Применение анилино-формальдегидной смолы повышает бензостой-кость вулканизатов СК.С-30, а морозостойкость таких резин снижается мало (рис. 45). Замена анилина толуидином еще больше снижает параметр растворимости смолы и улучшает ее совместимость с каучуками и увеличивает прочность вулканизатов56.

При введении в смесь бутадиен-стирольного каучука (СК.С-ЗОАРК.) 5—10 вес. ч. резорцино-формальдегидной смолы, 5—10 вес. ч. резотропина 107 повышается прочность вулканизата до 170 кгс/см2, а сопротивление истиранию достигает 100— 180 смъ!(кет-ч). Вулканизаты с резорцино-формальдегидной или эпоксиаминной смолой при повышенной температуре более прочны, чем сажевые Вулканизаты. Применение эпоксиаминной смолы ма'рки 89 в 2—3 раза повышает прочность вулканизата при 100° С по сравнению с сажевыми резинами. Такое явление объясняется возникновением химических связей между смолой и каучуком и меньшим влиянием межмолекулярного взаимодействия на процесс усиления. Эти выводы подтверждаются также высоким содержанием геля, большей скоростью релаксации и большим значением равновесного модуля вулканизатов со смолой 105.

Высокие прочностные показатели, выносливость при многократном растяжении и изгибе, а также стойкость к старению получены у вулканизатов каучука СКС-30, совмещенного на стадии латекса с канифольно-малеино-мочевинной (К.ММ) смолой 109, изготовленной при мольном соотношении компонентов 1:1:3. Эта смола является усилителем только при введении ее в латекс в виде водорастворимых натриевых или аммониевых солей с последующим осаждением полимеров растворами солей поливалентных металлов. В результате двойного обмена в каучуке. образуются в высокодисперсном состоянии соли поливалентных металлов смолы, являющиеся эффективными усилителями каучука. Такие смоляные наполнители полностью экстрагируются из вул-канизата раствором гидроокиси натрия при нормальной температуре, и прочность вулканизата в этом случае резко снижается.

30 вес. ч. смолы. При использовании «кислого» латекса СКС-25К содержание анилино-формальдегидной 104 смолы может быть увеличено до 45 вес. ч. и прочность вулканизата при этом повышается до 230 кгс/см2.

Присутствии металлических Преимущественная ориентация Присутствии наполнителя Присутствии некоторого Присутствии незначительных Присутствии однохлористой Присутствии органических Присутствии палладиевых Присутствии переходных