Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Декабрь » 12 » Влияние структуры вулканизата на его свойства.
21:52
Влияние структуры вулканизата на его свойства.

     Свойства вулканизатов сильно зависят от однородности и плотности поперечных связей между макромолекулами каучука, а так же, от длины и природы поперечных связей. Начальные свойства каучука (молекулярная масса и структура полимерной цепи), так же, играют заметную роль.
    Наиболее часто используются методы вулканизации, приводящие к образованию поперечных связей состава: С-С, C-S-C, C-S-S-C, C-Sx-C, а так же, С-О-С, и заметно реже, С-О-Ме-О-С. Влияние природы поперечных связей определяется, как их полярностью и длиной, так и химической активностью.
    Зависимость прочности вулканизата при растяжении хорошо отражает график зависимости прочности при растяжении от степени вулканизации. Высота максимума на графике уменьшается по мере снижения полярности поперечных связей: ионные связи > -С-Sx-C- > -C-S-C- > -C-C-. В зависимости от параметров режима утомления, предпочтение отдается тем или иным поперечным связям в составе вулканизата. Более полярные связи дают хорошую износоустойчивость при знакопеременных нагрузках и малой степени деформации (условия, вызывающие накопление остаточных деформаций). Например, для упругой прокладки механизма, вызывающего сильную вибрацию. Если степень деформации высока (например, у автомобильной покрышки или шланга), тогда лучше использовать вулканизаты, дающие менее полярные поперечные связи. Так как, более полярные поперечные связи снижают возможность высокоэластической деформации полимера.
    Кроме физико-механических свойств, определяемых по стандартным методикам, тип поперечных связей определяет и стойкость вулканизата к необратимым изменениям при эксплуатации. В таблице приведены данные по реакционной способности поперечных связей при 130*С.

    Наличие содержащих серу группировок, соединенных с а-метиленовыми группировками, облегчает отрыв атома водорода и снижает стойкость к термоокислительной деструкции. Управление плотностью поперечной сшивки вулканизата, за счет комбинации различных вулканизующих агентов, позволяет несколько повысить стойкость материала к старению. Главным образом, за счет оптимизации условий работы антиаксидантов и антистарителей.
    Свойства вулканизата зависят во многом не только от поперечных связей, но и от межмолекулярных взаимодействий, которые заметно изменяются в ходе вулканизации. Это вызвано, как введением полярных фрагментов за счет образования поперечных связей и присоединений продуктов распада вулканизаующих агентов, так и в связи с изменение
межмолекулярных расстояний и взаимного расположения макромолекул. Современные методы компьютерного моделирования позволяют с достаточной точностью предсказать изменение свойств эластомера в ходе вулканизации. Хотя, с повышением числа учитываемых параметров, алгоритм резко усложняется и точность определения падает. Главной причиной данной картины является, опять-таки, большое количество дочерних взаимодействий, реальная функциональная зависимость между которыми принимает очень сложный вид. Для повышения точности математических моделей, они должны разрабатываться на основании большого массива экспериментальных данных по аналогичным системам различного состава.
    Огромное влияние на свойства вулканизата оказывают различные добавки: антиоксиданты, пластификаторы, антиозонанты, противоутомители, наполнители и пр. Большинство этих соединений оказывает преимущественно пластифицирующее действие той или иной силы. Некоторые соединения имеют и свое уникальное действие, например, стабилизаторы аминного ряда несколько повышают скорость вулканизации в начальный период, что может вызвать некоторую неравномерность распределения поперечных связей в объеме эластомера. Высказывается предположение, что вулканизация начинается преимущественно на границе между надмолекулярными структурами, особенно при низкотемпературной вулканизации. Эта теория указывает на наибольшее влияние на однородность распределения поперечных связей именно для ограниченно смешивающихся с эластомером добавок.
    Хорошо изучено влияние на структуру вулканизата различных наполнителей, особенно сажи, как наиболее распространенного активного наполнителя эластомерных композиций.
    В первую очередь, сажа это катализатор дегидрогенизации каучука тиильными радикалами, она также, способствует разложению первоначальных сульфидных мостиков, что приводит к уменьшению их длины. Адсорбция наиболее полярных фрагментов макромолекул и вулканизующих агентов на поверхности частичек сажи способствует увеличению скорости протекания вулканизации, но, приводит к дополнительной неоднородности расположения поперечных связей. Особенно сильно это проявляется на начальных стадиях серной вулканизации.
    Все активные сажи снижают эффективность вулканизующего действия перекисей, главным образом, за счет разложения перекисей до соответствующих карбоновых кислот. При радиационной вулканизации сажи, напротив, ускоряют вулканизацию в течение всего процесса.
     Мы столь подробно остановились на однородности распределения поперечных связей в структуре вулканизата, по причине важности данного параметра для износоустойчивости и прочности вулканизатов. Кроме того, однородный вулканизат без локальных областей с высокой и низкой плотностью упаковки макромолекул, имеет заметно большую устойчивость ко всем видам химического и термохимического старения.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 491 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]