Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Март » 31 » Вулканизационная сетка
21:17
Вулканизационная сетка

    В процессе вулканизации происходит образование поперечных связей между соседними макромолекулами полимерной матрицы каучука. Образующаяся при этом структура носит название – вулканизационная сетка. От свойств и особенностей вулканизационной сетки резины зависят все физико-механические параметры полимерной композиции. Структура и свойства вулканизационной сетки, в свою очередь, зависят от молекулярно-массового распределения исходного каучука, используемой вулканизующей системы и параметров процесса вулканизации.

    В любом полимере, в том числе в каучуках, всегда присутствуют межмолекулярные физические связи, сходные по своей природе с водородными связями, силами Ван-дер-ваальса или силами Кулоновского притяжения. При этом образуется сетка физических связей той или иной прочности, которая зависит от температуры, деформации полимера, примесей и др. факторов. Сеть физических связей не принимают в расчет при рассмотрении вулканизационной сетки.

   При разных методах вулканизации образуются поперечные связи различной природы, от, относительно слабых ионных, до прочных ковалентных связей, таких как связи углерод-углерод или углерод-сера. Место образования поперечных связей носит статистический характер, так как, используемые вулканизующие системы почти всегда хорошо растворимы в исходном каучуке. При этом следует отметить, что в ходе процесса вулканизации происходит небольшая миграция вулканизующих агентов в направлении теплового потока. Это приводит к небольшой неравномерности образования вулканизационной сетки, как следствие, можно выделить две фракции вулканизата: золь-фракцию и гель-фракцию. Золь-фракция резины способна растворяться в органических растворителях с образованием мицеллярного раствора. Гель-фракция резины способна лишь набухать в растворителях, изменяя при этом свои размеры и прочностные свойства.

    В зависимости от строения узлов вулканизационной сетки, выделяют трехфункциональные, тетрафункциональные и полифункциональные узлы. Трехфункциональные узлы характерны для вулканизации под физическим воздействием (механоактивация, нагревание, ионизирующее излучение и пр.). Тетрафункциональные узлы образуются при воздействии большинства химических инициаторов вулканизации. Полифункциональные узлы вулканизационной сетки образуются при сшивке каучука в ходе поликонденсационного или полимеризационного механизма, обычно, под действием органических перекисей. Впервые полифункциональные узлы вулканизационной сетки были обнаружены при изучении вулканизатов цис-1,4-полибутадиена, вулканизующими агентами были ароматические перекиси. В зависимости от условий ведения процесса вулканизации, число поперечных связей на одну макромолекулы может достигать 20-30.

    Отдельно следует отметить, что в ходе процесса вулканизации происходит не только образование поперечных связей, но и разрыв части макромолекул исходной структуры. Это приводит к некоторому нарушению равномерности структуры вулканизата и дополнительно способствует хаотичному статистическому распределению поперечных связей в объеме вулканизата.

    Концевые группы макромолекул и золь-фракция вулканизата, в связи с малыми силами межмолекулярного взаимодействия, практически не участвуют в распределении нагрузки при деформации полимерной матрицы (растяжение, сжатие, изгиб и пр.). То есть, золь-фракция ведет себя как инертный наполнитель полимера. Для повышения прочностных характеристик вулканизата, необходимо повышать равномерность распределения поперченных связей во всем объеме резины.

    В соответствии с геометрической теорией строения сеток, различают ряд параметров вулканизатов: γ – степень сшивания (среднее число поперечных связей на одну макромолекулу), Va – доля активных цепей, Мс – молекулярная масса участка цепи между узлами сшивки, υ – число узлов сетки в единице объема вулканизата, Мn – среднестатистическая молекулярная масса одного фрагмента гель-фракции. Подробнее мы познакомимся с расчетом и физическим смыслом данных параметров немного позже.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 887 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]