Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






СМЕСИ ПОЛИМЕРОВ С ПЛАСТИФИКАТОРАМИ



 

Пластификаторы - это твердые или жидкие вещества, введение которых в полимер повышает пластичность и снижает вязкость. Вязкость снижается до определенного уровня, который должен обеспечить: 1) снижение температуры переработки; 2) облегчение и улучшение диспергирования в полимерных композициях сыпучих и особенно комкующихся компонентов; 3) высококачественное формование при заданных технологических параметрах; 4) минимальную усадку изделий при изготовлении и хранении и т.п.

Чаще всего пластификатор вводят в полимер в жидком состоянии. При проникновении жидкого пластификатора в фазу полимера может происходить молекулярное или коллоидное его диспергирование. Вид диспергирования зависит от сродства пластификатора к полимеру. При наличии такого сродства происходит молекулярное диспергирование. При этом самопроизвольно образуется истинный раствор пластификатора в полимере, и полимер набухает в пластификаторе. При отсутствии сродства пластификатор не проникает самопроизвольно в полимер. В этом случае пластифицированный полимер является коллоидной системой. Дисперсионная среда - полимер, дисперсная фаза - пластификатор.

Образующаяся дисперсия является термодинамически и агрегативно неустойчивой и поэтому может расслаиваться. Из-за высокой вязкости системы расслаивание происходит медленно, иногда при хранении или эксплуатации изделия. Это проявляется, например, в выделении капель пластификатора на поверхности изделия.

Механизм пластификации зависит от характера надмолекулярной структуры полимера, химического строения полимера и пластификатора, их термодинамической совместимости, условий процесса. В зависимости от термодинамической совместимости полимера и пластификатора различают внутриструктурную и межструктурную пластификацию.

Внутриструктурная пластификация происходит при

1) высоком термодинамическом сродстве пластификатора к данному полимеру;

2) сильном межмолекулярном взаимодействии молекул данного пластификатора с макромолекулами полимера.

Она сопровождается набуханием и растворением полимера в пластификаторе. Молекулы пластификатора проникают внутрь любых надмолекулярных структур, постепенно их разрушая.

Если пластификатор является плохим растворителем полимера и смешивается с ним в очень небольших количествах, то его молекулы проникают только в межструктурные пространства. Такая пластификация называется межструктурной. При этом истинно растворяется или совмещается с полимером ничтожное количество пластификатора, и его молекулы адсорбируются на межструктурной поверхности раздела. Образуются тончайшие мономолекулярные слои так называемой граничной смазки, которая облегчает подвижность надмолекулярных структур.



Количественной оценкой действия пластификатора является снижение температуры стеклования (ΔТс). Для полимеров с жесткими цепями ΔТс может достигать 100-160 град. Для гибких полимеров действие менее эффективно: Тс полярных каучуков может быть снижена на 30-40 град, а неполярных - только на 10-20 град. Чем больше ΔТс, тем эффективнее пластификатор.

При межструктурной пластификации наблюдается значительное снижение Тс при введении небольших количеств пластификатора. Для внутриструктурной пластификации характерно непрерывное снижение Тс с увеличением содержания пластификатора. Это означает, что в присутствии пластификаторов повышается морозостойкость и полимер сохраняет высокоэластические свойства при более низкой температуре, чем непластифицированный.

Введение пластификатора вызывает также снижение Тт, так как вязкость полимера при введении в него менее вязкого компонента снижается и система способна течь при более низкой температуре.

Изменение Тс и Тт зависит от концентрации пластификатора. При небольшом его содержании Тс снижается более резко, чем Тт, и разность Ттс возрастает. При дальнейшем увеличении содержания пластификатора более резко снижается Тт, разность Тст уменьшается, что сокращает область высокоэластического состояния.

Изменение прочности и других механических характеристик зависит от механизма пластификации. При внутриструктурной пластификации с ростом содержания пластификатора прочность и модуль упругости полимера падают, а эластичность возрастает. При межструктурной пластификации в области малых содержаний имеется максимум прочности и модуля, который объясняется увеличением подвижности надмолекулярных структур при наличии между ними смазки. При растяжении эти структуры ориентируются, что способствует некоторому упрочнению полимера, но только при определенных для каждой системы содержаниях пластификатора.



Наиболее важные пластификаторы: сложные эфиры (фталаты, себацинаты, адипинаты, стеараты, трикрезилфосфаты), олигомеры, масла и т.д.

Способы пластификации:

1) растворение полимера в пластификаторе;

2) сорбция пластификатора полимером из эмульсий или растворов пластификатора;

3) добавление пластификаторов к мономерам перед синтезом;

4) введение пластификатора в эмульсию полимера;

5) смешение пластификатора с полимером.

 

СМЕСИ ПОЛИМЕРОВ

Многие изделия изготавливают не из одного полимера, а из нескольких - их смеси. Свойства таких изделий зависят от: 1) состава смеси; 2) свойств ее компонентов; 3) режимов смешения и последующих технологических процессов; 4) совместимости полимеров.

Чаще всего полимеры имеют низкую взаиморастворимость, и их смеси представляют собой двух- или многофазные системы. Смеси полимеров характеризуются улучшенными свойствами. Долговечность многих смесей при многократных деформациях в десятки раз выше долговечности исходных полимеров. Модуль упругости резин резко возрастает при введении в них 20-30 % пластмасс. Введение 5-10 % каучука в пластмассы значительно улучшает их механические свойства (ударопрочный полистирол). Основную роль в улучшении механических свойств подобных смесей играет межфазный переходной слой. Он препятствует концентрации напряжений в какой-либо точке системы и способствует распределению напряжения по всему объему.

 

НАПОЛНЕННЫЕ ПОЛИМЕРЫ

Наполнители вводят в полимеры: 1) для придания необходимых технологических и эксплуатационных свойств; 2) для удешевления.

Особо большое значение наполнение имеет:

1) для композиций на основе термореактивных полимеров, при отверждении которых наблюдается значительная усадка;

2) для резин на основе некристаллизующихся каучуков, характеризующихся низким уровнем межмолекулярного взаимодействия.

В зависимости от назначения изделия применяют газообразные, жидкие, твердые порошкообразные и волокнистые наполнители.

Свойства наполненных полимерных композиций во многом определяются:

1) степенью дисперсности наполнителя: чем она выше, тем эффективнее наполнитель; 2) взаимодействием на поверхности раздела фаз: эффективность тем выше, чем больше межмолекулярное взаимодействие на поверхности контакта.

Наполнители делятся на: 1) активные (упрочняющие, усиливающие) и 2) неактивные (инертные, разбавители). Активные для резин - ТУ, белая сажа; инертные - мел, каолин.


 

 

Навчальне видання

 

 

КУРС ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ

 

(для студентов специальности “Технология переработки полимеров”)

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!