Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Реактопластичные (термореактивные) эластомеры. Часть 4

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Реактопластичные (термореактивные) эластомеры. Часть 4
Иконка

Основными свойствами реактопластичных эластомеров, представляющими интерес для коммерческой эксплуатации этих материалов, являются предел прочности, максимальная растяжимость и ударная вязкость (энергия разрыва), а также то, что все они подвержены деформационной кристаллизации. Чем выше температура, тем ниже степень кристаллизации и, соответственно, ниже конечные свойства. Эффекты увеличения набухания параллельны эффектам увеличения температуры, поскольку разбавитель также подавляет кристаллизацию сети. Однако для некристаллизуемых сетей ни одно из изменений не является очень важным, что иллюстрируется результатами, сообщенными для сетей PDMS (об этом мы говорили в предыдущей части). В случае таких некристаллизующихся, незаполненных эластомеров механизм разрыва сети был в значительной степени выяснен при исследованиях моделей, аналогичных уже описанным. Например, значения модуля бимодальных сетей, образованных концевыми смесями очень коротких и относительно длинных цепей, использовались для проверки теории «самого слабого звена», в которой разрыв считался инициированным самыми короткими цепями (из-за их очень ограниченной расширяемости).

Было отмечено, что увеличение количества очень коротких цепей не приводит к значительному снижению конечных свойств. Причина – определенный характер деформации при таких больших удлинениях. Сеть просто перераспределяет растущую нагрузку между полимерными цепями, пока дальнейшее перераспределение невозможно. Обычно только в этот момент начинается разрыв цепи, приводящий к разрыву эластомера. Теория самого слабого звена неявно предполагает аффинную деформацию, которая приводит к предположению, что удлинение, при котором увеличивается модуль, должно быть независимым от числа коротких цепей в сети. Это предположение противоречит соответствующим экспериментальным результатам, которые показывают очень различное поведение, ведь чем меньше число коротких цепей, тем легче должно быть перераспределение и тем больше удлинение, необходимое для повышения модуля упругости. Как уже упоминалось, улучшение свойств наблюдается в случае, если сформировать мультимодальное распределение длин цепей в сети путем конечного соединения очень большого числа коротких цепочек в сеть с длинной цепью.

Картинка

Бимодальные сети, подготовленные с помощью этих методов конечного связывания, имеют очень хорошие конечные свойства, и в настоящее время существует большой интерес к подготовке и характеристике таких сетей и разработке теоретических интерпретаций их свойств. Типы полученных улучшений схематично показаны в специальной литературе. Результаты представлены таким образом, что площадь под изотермой сильного напряжения соответствует энергии, необходимой для разрыва сети. Если сеть состоит только из хрупких цепочек, это означает, что максимальная растяжимость очень мала. Если сеть состоит только из длинных цепей, предел прочности очень низок. Ни в том, ни в другом случае материал не является жестким эластомером, поскольку площади под кривыми относительно невелики. Как легко заметить, бимодальные сети представляют собой значительно улучшенные эластомеры в том смысле, что они могут иметь высокую предельную прочность без обычного снижения максимальной растяжимости. Была проведена серия экспериментов в попытке определить, может ли этот усиливающий эффект в бимодальных сетях PDMS быть обусловлен некоторым межмолекулярным эффектом, таким как деформационная кристаллизация.

Картинка
Иконка

В первом таком эксперименте было обнаружено, что температура мало влияет на изотермы. Это определенно свидетельствует о наличии какой-либо кристаллизации или другого типа межмолекулярного упорядочения. То же самое можно сказать и о результатах измерений напряжения-температуры и температуры двойного лучепреломления. В последнем эксперименте короткие цепи были предварительно прореагированы с использованием двухступенчатой подготовительной процедуры, чтобы получить возможность выделить их в структуре сети, как это может происходить в сети, сшитой не полностью растворимым пероксидом. Это оказало очень незначительное влияние на эластомерные свойства, даже если относиться к любому типу межмолекулярной организации как к источнику усиливающих эффектов. По-видимому, наблюдаемое увеличение модуля обусловлено ограниченной растяжимостью коротких цепей, причем длинные цепочки служат для замедления процесса разрыва. Это можно представить при помощи такого явления в управленческой сфере, которое некоторые любят называть «делегированием полномочий».

У такой бимодальности есть еще одно преимущество, когда сеть может подвергаться деформационной кристаллизации. Возникновение деформационной кристаллизации может обеспечить дополнительный эффект жесткости цепи. Также было обнаружено, что снижение температуры увеличивает степень, в которой значения предельной прочности по крайней мере некоторых бимодальных сетей превышают значения соответствующих унимодальных сетей. Это говорит о том, что бимодальность облегчает индуцированную деформацией кристаллизацию. На практике вышеприведенные результаты демонстрируют, что короткие цепочки ограниченной растяжимости могут быть связаны в длинноцепочечную сеть для повышения ее прочности. Также возможно достичь обратного эффекта. Таким образом, соединение небольшого количества относительно длинных эластомерных цепей в относительно жесткий термореактивный материал с короткой цепью из PDMS значительно улучшает его ударопрочность. Поскольку висячие цепочки представляют собой недостатки в сетевой структуре, можно ожидать, что их присутствие окажет пагубное влияние на конечные свойства эластомера. Это ожидание подтверждается большим количеством результатов, полученных в сетях PDMS, которые были сшиты с использованием различных методов.

Картинка

Наибольшие значения предельной прочности были получены для сетей, подготовленных путем выборочного объединения функциональных групп, встречающихся либо в виде концов цепи, либо в виде боковых ответвлений цепей. Этого следовало ожидать из-за относительно низкой частоты обрывов в таких сетях. Также, как и ожидалось, самые низкие значения предельных свойств обычно имели место для сетей, отверждаемых излучением (ультрафиолетовый свет, электроны высокой энергии и g-излучение). Отвержденные пероксидом сетки обычно были промежуточными по отношению к этим двум крайностям, причем конечные свойства, по-видимому, зависели от того, являются ли свободные радикалы, генерируемые пероксидом, достаточно реакционноспособными, чтобы вызвать некоторое расщепление цепи. Аналогичные результаты были получены для максимальной растяжимости. Эти результаты были подтверждены более узконаправленными экспериментами, которые дали схожие результаты при исследовании серии модельных сетей, подготовленных путем концевого связывания цепей PDMS с концевыми винильными группами.

Картинка
Иконка
Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.
Автор

Автор: Ольга Борисова

Дата: 10 Июл 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Полиэтиленовые трубы PipeLife для напорного водоснабжения Определение номинального диаметра конденсатопроводов Полипропиленовые трубы в холодильных установках. Часть 4 Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 7 Виды стандартов пластиковых труб. ISO-21138-3: 2007. Часть 12 Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта