Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Октябрь » 26 » Физические свойства натуральных каучуков
14:54
Физические свойства натуральных каучуков

   Одними из важнейших свойств любого полимерного материала является его набор физических свойств, так как, он отвечает за физико-механические свойства и эксплуатационные показатели материла.

   Элементарные звенья натурального каучука содержат до 99% мономеров изопрена, присоединенных в положение 1,4-цис. Остальная доля элементарных звеньев соединена в положении 3,4. Некоторое количество элементарных звеньев содержит алкильные заместители и кислородсодержащие группы, но, не более 0,8% элементарных звеньев. Это явилось следствием участия концевых групп в ферментативных процессах регулировки длинны полимерной цепи и структуры ММ.

   За счет концевых групп полимерных молекул, степень ненасыщенности полимера составляет порядка 96% от теоретической. Все эти факторы не вносят заметных различий в физические и механические свойства натурального каучука относительно синтетических аналогов. Основные отличия связаны с молекулярно-массовым распределением полимерных молекул по величине полимерной цепи. Основные свойства НК и его ненаполненных вулканизатов приведены в двух таблицах.

   Молекулярная масса механически необработанного натурального каучука составляет от 70 тысяч до 2,5 миллионов углеродных единиц. Такой большой разброс связан с методиками определения ММ, возрастом и породой растения, а так же, частью растения, из которой извлечен каучук и метода извлечения. Обычно, молекулярную массу натуральных каучуков определяют методами осмометрии, светорассеяния и вискозиметрии растворов.

   Наиболее точные и большие значения ММ натуральных каучуков получены методами вискозиметрии раствора в толуоле и аналогичных растворителях. Они составляют 1,3 – 2,5 миллионов единиц.

   Малая полярность и высокая симметричность ММ натурального каучука обуславливают высокую гибкость его ММ. Параметр равновесной характеристической гибкости ММ натуральных каучуков составляет 1,71 для температурного интервала 0 – 60*С.

   Не вулканизованные натуральные каучуки хорошо растворимы во многих органических растворителях. Лучше всего НК растворимы в: бензоле, ксилоле, толуоле, сероуглероду, хлороформе, четыреххлористом углероде, циклогексане и ряде других растворителей. В большинстве других растворителей НК только набухают. При максимальном набухании НК при комнатной температуре, они увеличиваются в объеме. Ниже приведены данные по увеличению объема НК (в %), при максимальном набухании в:

 Метиловом спирте – 10%

 Ацетоне – 20%

 Диэтиловом эфире – 345%

 Бензине – 525%

 Бензоле – 800%

 Сероуглероде – 1250%

 Хлороформе – 1800%

 Четыреххлористом углероде – 1900%

   В ассоциированных посредством водородных связей растворителях, вроде спиртов, кетонов, фенолов и пр., НК не растворимы. В воде НК лишь поглощают небольшую часть воды за счет пластификации и сорбции. При 20*С в течение 24 часов, влагопоглощение составляет около 1%. При 70*С в течение 24 часов, до 3,5%. Что связано с сегментной подвижностью ММ полимера при более высоких температурах, что облегчает проникновение пластификатора в межмолекулярное пространство и внутренние полости (главным образом, механические и структурные дефекты). Структурные свойства НК так же характеризуются газопроницаемостью при 25*С, см. таблицу ниже.

   При температурах выше +10*С НК – аморфное вещество. Длительное пребывание при низкой температуре или растяжение более чем на 70% вызывают кристаллизацию НК. То есть, упорядочивание и уплотнение его структуры, сопровождающееся переходом к структуре намного более дальнего порядка.

   Максимальная скорость кристаллизации соответствует температуре -25*С, при более низких температурах сегментная подвижность ММ каучука почти нулевая, и перестроение к более упорядоченной структуре занимает много времени. Плавление кристаллитов при нагревании сопровождается небольшим поглощением тепла (порядка 17 кДж/кг), что вызвано затратами энергии на разрушение части межмолекулярных взаимодействия при переходе к более рыхлой структуре.

   Вулканизаты НК кристаллизуются лишь при растяжении свыше 200% от первоначальной длины. Что связано с меньшей подвижностью ММ из-за поперечных сшивок в трехмерную сетку.

   В следующий раз мы перейдем к рассмотрению химических свойств натуральных каучуков.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 1173 | Добавил: Chemadm | Теги: свойства полимеров, состав резин, эластомеры | Рейтинг: 4.8/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]