Еще одна причина повышения сопротивляемости полимеров деформированию и снижения величины предельной деформации полимеров связана с тем, что модуль упругости твердых частицы наполнителя гораздо выше модуля упругости полимеров и наполнители не способны к столь большим деформациям как полимеры. Естественно, что замещение части объема полимера твердыми частицами снижает способность композиции к деформации и повышает ее сопротивление деформированию.
Пониженная подвижность некоторой части адсорбированных на наполнителе макромолекул вызывает небольшое повышение температуры стеклования Тст полимера. Наиболее полно на количественном уровне описаны реологические свойства полимеров. Поскольку твердая частичка не деформируется вместе со слоями окружающей жидкости, то частичка будет препятствовать течению жидкости и повышать ее вязкость. Повышают сопротивление течению и адсорбированные на наполнителе макромолекулы и наличие коагуляционной сетки наполнителя. Кроме того, возможны столкновения частиц при течении и затраты энергии на их взаимное трение, что также повышает вязкость системы. Понятно, что с увеличением концентрации наполнителя влияние этих факторов увеличивается, и вязкость растет. Но этот рост не пропорционален содержанию наполнителя.
|
Наполнители должны обладать высокой химической и атмосферостойкостью, теплопроводностью и электроизоляционными свойствами. Наиболее распространенные наполнители можно разделить на следующие группы. Порошкообразные: а) металлические — медь, серебро, свинец, никель, бронза, олово, алюминий; б) минеральные — кварц, стеклопорошок, ситалл, керамика, слюда, каолин и т. д.;в) органические — графит, сажа, уголь, кокс.
Волокнистые (армирующие наполнители):
а) волокнистые нетканые — стекловолокно, асбестовое волокно, графитовое, кварцевое, базальтовое волокно, металлические усы н т. д.
б) волокнистые тканые — стеклоткани, графитовые, асбестовые и базальтовые ткани.
Армирующие наполнители каркасного типа: металлическая смятая сетка, смятая фольга.
Течение дисперсно-наполненных материалов, т. е. суспензий можно рассматривать с позиций гидродинамической модели, предложенной Эйнштейном, в которой относительная вязкость композиционного материала (отн-км/пол) зависит от объемной доли наполнителя - φ: отн=1+Ке*φ, где Kе - так называемый коэффициент Эйнштейна, который для сферических частиц составляет 2,5.К сожалению, эта формула учитывает только гидродинамическое взаимодействие между одиночными частицами и работает лишь при очень малых объемных долях наполнителя (0,005-0,01).
|
К мягчителям относятся, например, парафино-нафтеновые и ароматические нефтяные масла, канифоль, кумароно-инденовые и нефтеполимерные смолы, продукты взаимодействия растительных масел с серой (фактисы), нефтяные битумы (рубраксы).
Эфиры ароматических карбоновых кислот являются основной группой промышленных пластификаторов. Наиболее широкое применение нашли эфиры фталевой кислоты и алифатических спиртов (фталаты). Основной универсальный платификатор этой группы — ди(2-этилгексил)фталат. В основном он используется для пластификации ПВХ. Фталаты на основе изооктилового, изононилового, изодецилового спиртов близки по свойствам к ди(2-этилгексил)фталату. В производстве масло- и бензостойких материалов применяется бутилбензилфталат. В изделиях пищевого и медицинского назначения чаще всего употребляются нетоксичные ди(2-этилгексил)фталат, бутилбензилфталат и дицикло-гексилфталат. Эфиры алифатических карбоновых кислот (к ним относятся адипинаты, себацинаты, азелаинаты, стеараты и олеаты, а также производные жирных кислот таллового и соевого масел) нашли применение для создания морозостойких, стойких к облучению, водостойких композиций на основе ПВХ и производных целлюлозы. Эфиры гликолей и монокарбоновых кислот — среди них наибольшее значение приобрели эфиры триэтиленгликоля и алифатических монокарбоновых кислот С2—С9, а также эфиры бензойной кислоты, которые используются для пластификации ПВХ при производстве триплекса. Пластификаторы-смазки с пределом совместимости, не превышающим 1,5 %, улучшают технологические характеристики и перерабатываемость полимеров. Они часто применяются в смеси с другими видами пластификаторов. В качестве смазок для большинства полимеров используются соли жирных кислот (стеариновой, олеиновой, лауриновой), кремнийорганические жидкости, воска и другие соединения.
|
Эфиры фосфорной кислоты, такие как трикрезил-, трибутил-, трифенилфосфат, хорошо совмещаются с ПВХ. эфирами целлюлозы и придают композициям негорючесть, стойкость к экстракции маслами. Недостатком этих пластификаторов является низкая морозостойкость содержащих их композиций. Полиэфирные пластификаторы (молекулярная масса -2000) получают поликонденсацией дикарбоновых кислот (адипиновой, себационовой, азелаиновой, фталсвой) с полиолами (диэтиленгликолем, 1,2-пропандиолом, 1,3-бутаидиолом и др.) или пере-этерификацией низших эфиров дикарбоновых кислот полиолами. Пластификаторы этого типа ограниченно совместимы с полимерами и обладают низкой летучестью, не мигрируют на поверхность изделий, не экстрагируются маслами, растворителями и другими средами. Они широко применяются в смеси с совместимыми диэфирными пластификаторами для получения масло- и бензостойких изделий. Пластификаторы на основе эпоксидированных соединений —эпоксидированное соевое масло и эфиры жирных кислот таллового масла. Эти пластификаторы придают композициям термо- и светостойкость, эластичность при низких температурах, обладают низкой летучестью, а также стабилизирующим действием. Пластификаторы растительного происхождения — канифоль, льняное, сурепковое масло — в основном применяют для каучуков и реже для пластиков. Олигомерные пластификаторы, как правило, используются при временной пластификации. Например, для хорошей переработки и создания полимер-олигомерных композиций на основе ПВХ применяют эфиры акриловой кислоты — олигоэфиракрилаты, являющиеся непредельными соединениями, а также триметакрил-аттриметилпропан, — которые эффективно снижают вязкость на стадии формования и затем полимеризуются в массе ПВХ с образованием гетерогенной смеси полимеров, обладающей хорошими эксплуатационными свойствами.
| |
Скачать 18.37 Kb.