|
|
|
Главная --> Справочник терминов Волокнистые структуры Придание необходимых свойств полиамидам достигается также введением различных наполнителей. Так, антифрикционные наполнители (графит, дисульфид молибдена) улучшают износостойкость и снижают коэффициент трения полиамидов. Волокнистые наполнители (стеклянное волокно и асбест) значительно улучшают физико-механические свойства и теплостойкость полиамидов, уменьшают усадку изделий. Известно, что система модификаторов адгезии, состоящая из резорцина, уротропина и высокодисперсной гидроокиси кремния, обеспечивает высокую прочность связи эластомера с химическими волокнами. Влияние системы модификаторов на механические свойства резин зависит не только от природы волокон, но и от фактора их формы. Это объясняют следующим. Прочность композиции пропорциональна фактору формы волокон. Если волокна очень длинные, суммарная поверхность контакта их с резиновой смесью весьма велика. Таким образом, волокна, длина и фактор формы которых выше критической, оказывают усиливающее действие на эластомер. Таково поведение полиамидных волокон в композициях. Существуют различные способы изготовления эластомерных композиций, наполненных волокнами: смешение волокон с эластомерами в виде твердой фазы, жидкого каучука, водной дисперсии или раствора эластомера в органическом растворителе. Однако в производстве резиновых технических изделий жидкие композиции не получили широкого распространения. В основном изготовление и переработку резиновых смесей, содержащих волокнистые наполнители, ведут на обычном оборудовании резиновой промышленности — на вальцах, в резиносмесителях и экструдерах. На вязкость систем, содержащих волокнистые наполнители, оказывают противоположное влияние, с одной стороны — деструкция эластомера и измельчение волокон, с другой — образование сетчатых структур. Преобладание того или иного фактора приводит или к значительному возрастанию вязкости, или к сохранению ее на уровне вязкости смеси, не содержащей волокон. Наиболее часто применяют твердые порошкообразные и волокнистые наполнители, обеспечивающие повышение прочности, модуля, температур плавления, необходимую электропроводность, снижение степени набухания и растворимости. Кроме того, наполнители снижают расход полимеров и себестоимость изделий. Применение волокнистых наполнителей позволяет изменять спойства изделий в заданном направлении. Такие изделия называются армированными. / / с ^—^—г^-^^ часто вводят волокнистые наполнители как минерального, так и орга- полненными материалами. Волокнистые наполнители рошкообразные или волокнистые наполнители. Волокнистые наполнители Значение модуля упругости зависит не только от содержания, но и от формы частиц наполнителя, причем наибольшее усиливающее влияние оказывают волокнистые наполнители. На свойства компаунда влияют их ориентация и способность обра-зовывать агломераты. Для жестких частиц сферической формы были предложены простые эмпирические выражения, пригодные для оценки механических свойств наполненных компаундов. В [17] приведены выражения, которые оказались применимыми для системы с v\ > 0,5: Значение модуля упругости зависит не только от содержания, но и от формы частиц наполнителя, причем наибольшее усиливающее влияние оказывают волокнистые наполнители. На свойства компаунда влияют их ориентация и способность образовывать агломераты. Для жестких частиц сферической формы были предложены простые эмпирические выражения, пригодные для оценки механических свойств наполненных компаундов. В [17] приведены выражения, которые оказались применимыми для системы с v\ > 0,5: Волокнистые наполнители по ассортименту существенно уступают дисперсным. Наиболее распространенными среди них являются стекловолокна, углеволокна, хлопчатобумажное и синтетические волокна, а также отходы их производства, и моноволокна в виде монокристаллов, усов оксидов металлов и металлоидов. новения ориентационного надмолекулярного порядка — сборка, перестройка и прямое генерирование. Термины эти достаточно понятны. Сборка наиболее характерна для биологических систем типа фибриллярных белков: например, фибриллярная структура белка соединительной ткани коллагена возникает сначала в результате образования триспиральной макромолекулы тропоколлагена из отдельных цепей, затем тропоколлаге-новые частицы агрегируют продольно и образуют микрофибриллярные структуры, последние, в свою очередь, претерпевают аналогичную агрегацию, и так, в несколько стадий, образуются коллагеновые волокна; этот процесс при достаточно низких температурах можно наблюдать в стакане воды. Ход этого процесса закодирован генетически. Сходным образом возникают волокнистые структуры другого фибриллярного белка — кератина, основного материала шерсти, волос и роговидных образований типа, например, игл дикобраза. Подробности на этот счет читатель найдет в специальных руководствах, а общие принципы изложены в работе [5]. Под генерированием понимается образование ориентацион-ной НМО из бесструктурного раствора или расплава. Строго говоря, исходной системой может служить даже мономер — в жидкой или кристаллической форме, — из которого образуются волокнистые структуры в результате ориентированной полимеризации. Относительно медленные процессы такого рода развиваются в биологических системах, а технологическое их применение остается задачей будущего, хотя о принципиальной возможности быть только грубо диспергированы, причем вследствие их высокой аутогезии с течением времени гранулы могут вновь слипаться и снижать эффект диспергирования. Для предотвращения слипания на поверхность гранул /в момент образования наносится компонент, снижающий аутогезию (например, тальк). Для повышения степени дисперсности эластичный полимеров и ее сохранения можно уменьшить температуру ниже температуры стеклования. В этом случае диспергирование заст-еклованного эластичного полимера можно проводить и (в аппаратах ударного действия, причем высокая степень дисперсности при этой температуре сохраняется вследствие резкого снижения .аутогезии 'без какой-либо дополнительной обработки. Если объект состоит из застекл«ванного полимера в виде волокон (корд) и монолитной массы (резина), то при механическом воздействии, например, при раздавливании на вальцах частей автопокрышек, замороженных ниже — 70 °С, .могут быть выделены сравнительно -мало измененные волокнистые структуры, более устойчивые к механическим воздействиям, чем монолит [717]. При измельчении волокон скорость приложения механического воздействия должна быть выше скорости релаксации их структуры [768—772]. Другим крайним случаем морфологических форм ПВС являются волокнистые структуры (рис, 2), которые образуются преимущественно в концентрированных растворах ПВС при одновременном понижении рН. Наименьшие поперечные размеры отдельных фибрилл составляют Рис. 3. Волокнистые структуры, полученные из по-ливинилацетатной дисперсии путем наложения переменного электрического поля и фиксации танином (после снятия поля). Рис. 5. Пространственные сетчатые волокнистые структуры, полученные непосредственно в осадительной ванне, из продуктов растворения коллагена (натуральная величина) . Полученные волокнистые структуры и материалы на базе коллагена, благодаря целому ряду структурных и биологических свойств, находят Легкость создания анизотропных структур в смесях полимеров может быть положительным качеством при переработке их в волокна, когда при меньших коэффициентах вытяжки возникает значительная ориентация структуры, но та же повышенная анизотропия, безусловно, отрицательный фактор при получении ударопрочных материалов. Возникающие волокнистые структуры облегчают раскалывание в направлении ориентации. Известно, что переработка ударопрочных пластмасс, включающая .экструзию, может значительно ухудшить свойства материала по сравнению с пластмассами, переработка которых не включает стадию повышенной ориентации Уменьшение коэффициентов переноса газов наблюдали и при одноосной вытяжке полиэтилена в работах [21, 22], что можно объяснить перестройкой сферолитных и микросферолитных структур в сильно ориентированные волокнистые структуры с существенным отклонением от термодинамического равновесия аморфных участков в слоях между кристаллическими участками. Сорбция и диффузия низкомолекулярного вещества происходят преимущественно в аморфной части, а кристаллиты считаются относительно малопроницаемыми. После испарения растворителя (при 25°) из охлажденных до 25° ксилоль-ных растворов полистирола выделяется также в виде бесструктурных частиц, в которых иногда удается обнаружить начало зарождения сферолитов. После двух месяцев хранения при 25° из этих растворов нами были получены структуры типа сферолитов (растворитель испаряли при 25°). На рис. 2 видны дискретные рыхлые образования, внутри которых растут волокнистые структуры. Рыхлые образования состоят из очень маленьких чешуек. Если проанализировать результаты исследований в мировом масштабе, то окажется, что к аналогичному выводу приходит все большее число исследователей. Например, заслуживают внимания работы Пеннингса с сотр. [28], которые растворы полимера подвергали интенсивному перемешиванию и затем с помощью метода электронной микроскопии изучали-морфологию волокнистых кристаллов, образовавшихся на роторе мешалки. Следует также упомянуть выполненную в 1965 г. работу автора с сотр. [29], в которой исследовалась кристаллизащш из раствора в условиях стационарного течения, достигавшегося с помощью ротационного вискозиметра. На поверхности внутреннего (вращающегося) цилиндра были обнаружены волокнистые образования, при описании структуры которых авторы не могли удержаться от использования эпитетов типа «удивительный», «необычный» и т. п. .Однако, ознакомившись с цитированной выше статьей Пеннингса, которая была опубликована в конце того же года, автор хотя и не был полностью деморализован, но продолжал работу в этом направлении без прежнего энтузиазма. (Впрочем, другая причина заключается в том, что сотрудник лаборатории полимерных волокон Мицухаси сообщил, что он, находясь на стажировке в лаборатории профессора Келлера, также получал волокнистые структуры при перемешивании растворов.) Открытие таких волокнистых образований получило большой резонанс. Электронно-микроскопические исследования (рис. III.47) показали, что такие образования состоят из длинного центрального ядра, которое служит своеобразной подложкой для роста ламелярных кристаллов, ориентированных перпендикулярно большому измерению ядра. Эти структуры получили название структур «шиш-кебаб»- (слово это  Восстановление комплексными Восстановление ненасыщенных Восстановление осуществляется Восстановление посредством Восстановление проводить Восстановление сульфидами Восстановление замещенных Восстановлении алюмогидридом Восстановлении карбонильной |
- |
Навигация