Полимеров содержащих

Важнейшие свойства гетероцепных полимеров приведены в табл 19.10

Молекула полиэтилена неполярна: ее результирующий электрический .дипольный момент равен нулю. При замещении атомов Н другими атомами или группами атомов молекула образующегося полимера может оказаться как полярной, так и неполярной. Второй случай реализуется тогда, когда заместитель, становящийся на место Н, является неполярным. Такими заместителями являются, например, метальные (СН3), этильные (С2Н6), фениль-ные (С6Нб) и другие группы. Если же заместитель полярный, то возникающая молекула полимера становится в общем случае полярной. Полярными группами являются гидроксильная (ОН), карбоксильная (СООН), аминная •(NH2), нитрильная (CN) и другие, а также связи С—F, С—С1 и др. Однако •если такие группы или связи располагаются в молекуле симметрично, то. они компенсируют др.уг друга и полимерная молекула в целом оказывается He-полярной, как это имеет место в тефлоне. В табл. 1.1 в качестве полярных полимеров приведены поливиниловый спирт, содержащий гидроксильную группу (ОН), полиметакриловая кислота, содержащая карбоксильную группу (СООН), полихлорвинил, содержащий нескомпенсированную связь С—С1 полиметилметакрилат (органическое стекло), содержащий полярную группу СООСН,,. -

Технические характеристики отечественных и зарубежных машин для испытания полимеров приведены в табл. 4.

Величины В и Е для некоторых полимеров приведены в табл. 6-3.

рых полимеров приведены в табл. 7.1.

Важными характеристиками термопластов являются их плотность, химическая стойкость, тепло- и износостойкость, ударная прочность, влагопоглощение, усадка при формовании, режим формования, реологические свойства и т. д. На свойства наполненных углепластиков оказывают влияние прочность, модуль упругости, электропроводность, коэффициент теплового расширения, теплопроводность, износостойкость и другие свойства углеродных волокон. На рис. 3. 1 для ряда полимеров приведены значения прочности, модуля упругости при изгибе и ударной вязкости (по

Важными характеристиками термопластов являются их плотность, химическая стойкость, тепло- и износостойкость, ударная прочность, влагопоглощение, усадка при формовании, режим формования, реологические свойства и т. д. На свойства наполненных углепластиков оказывают влияние прочность, модуль упругости, электропроводность, коэффициент теплового расширения, теплопроводность, износостойкость и другие свойства углеродных волокон. На рис. 3. 1 для ряда полимеров приведены значения прочности, модуля упругости при изгибе и ударной вязкости (по

Значения Т„л ряда широко распространенных полимеров приведены в Приложении 2. Более полные таблицы Тпл и теплот плавления можно найти в книгах [4, 36, 95, 96].

Ссылки на работы, в которых приводятся обобщенные кривые ползучести и релаксации напряжений некоторых полимеров, приведены в табл.32 [26—41].

вятся пластичными не вблизи Тс, а при температуре этого перехода и при этой же температуре в них проявляется предел текучести. Предел текучести ау уменьшается с повышением температуры. Деформация при пределе текучести ъу аморфных полимеров также снижается с повышением температуры, а в кристаллических полимерах обычно это бывает наоборот [6, 7]. Типичные данные о влиянии температуры на ои и &и приведены на рис. 5.4 и 5.5 [6]. Данные для различных полимеров располагаются ближе друг к другу, если вместо температуры Т в качестве переменной на рис. 5.4 и 5.5 использовать разность Т—Тс, так как для приведенных полимеров разница в Тс достигает 105 °С; для полиметилметакрилата она равна 105 °С, а для полифениленоксида 210 °С. Вблизи Тс свойства всех полимеров описываются одной кривой. Удлинение при разрыве е,ь пластичных полимеров довольно велико при любой температуре, при которой проявляется предел текучести, однако в этих полимерах еь обычно уменьшается при повышении температуры. -Типичные диаграммы напряжение— деформация при различных температурах, соответствующих разным участкам температурной зависимости модуля упругости аморфных полимеров, приведены на рис. 5.6.

Полимеры. Результаты исследования откольного разрушения некоторых полимеров приведены в работах [62, 88—95]. Наиболее изученным из них является плексиглас. Представим данные экспериментального исследования его * поведения при интенсивном импульсном нагружении [92, 93]. Выявленные закономерности в разной мере присущи другим полимерным материалам. Характерное время нагружения ~1.3 • 10~6 с, температурный интервал: — 196 . . . 250 °С. Результаты испытаний образцов из плексигласа (марки ТОСП) я фторопласта приведены на рис. 5.29. Существенным отличием от поведения металлов и сплавов является повышение откольной прочности плексигласа при температуре ~110°С, т. е. вблизи температуры плавления. Такая зависимость прочности отмечена также для ряда других полимерных материалов. При нормальной температуре в образцах из плексигласа после импульсного нагружения напряжением 0.17 и 0.20 ГПа относительная площадь поврежденного материала S составляла ~2 и 60 % соответственно,' а при нагружении давлением 0.27 ГПа происходит полное отслаивание откольного слоя. С повышением температуры испытания до 110°С увеличивается критическое значение «напряжения: при 0.23 ГПа S составляет 5 %, а при 0.26 ГПа происходит отслоение около 70 % сечения образца. Таким образом, нагрев исследованных в указанных работах полимерных материалов до температур, превышающих температуры их эксплуатации в статических условиях, не снижает прочности полимеров при действии интенсивных механических нагрузок малой длительности. Фактически во всех изученных полимерах повреждения представляют собой дискообразные трещины. Измеряя радиус трещины г и зная характерное время нагружения to, можно оценить среднюю скорость трещины U = r/to. Для плексигласа при нормальной температуре U « 330 м/с, при повышении температуры скорость распространения трещин дмень-шается..

Технические характеристики отечественных и зарубежных машин для испытания полимеров приведены в табл. 4.

В Ленинградском НПО «Пигмент» рассмотрена возможность модификации порошков полиэтилена высокого давления марки 16802-070 путем сухого смешения с добавками олигомеров или полимеров, содержащих полярные группы, например, эпоксиолигомера [43]. Разработаны порошковые краски на основе ПЭ с добавками ЭО (П-ПО-2267), покрытия которыми сочетают в себе высокую адгезионную прочность и повышенные защитные свойства. Эти краски применяют для покрытия корпусов щелочных аккумуляторов.

латексы каучукоподобных полимеров, содержащих карбоксильные группы. Количество сухого вещества в различных Л. к. колеблется от 20 до 45 вес. % . Л. к. устойчивы к механич. воздействиям, но коагулируют при замораживании. Л. к., синтезированные с применением анионных эмульгаторов, в т. ч. солей сульфокислот, могут использоваться в процессах ионного отложения и желатинирования (см. Латексы) с образованием прочного геля. Из др. технологич. св-в Л. к. важное значение имеет их высокая пропитывающая способность по отношению к волокнистым материалам. Жесткость, прочность и масло-стойкость изделий из Л. к. повышаются с увеличением количества полярных карбоксильных групп в полимере. Наличие этих групп, даже в очень небольших количествах (порядка сотых долей г-экв на 100 г каучука), резко повышает адгезию полимеров х. полярным поверхностям, особенно метал-

Ультрафиолетовые лучи являются очень сильным катализатором реакции окисления. Такое окисление наблюдается у многих материалов, например у полиэтилена, полистирола. Под действием солнечных лучей происходит также частичное химическое разложение полимеров, содержащих хлор, например поливинил-дехлорида, полихлорвинила. Наибольшее действие солнечные лучи оказывают на нитроцеллюлозные пластмассы. Полиметил-метакрилат быстро стареет под действием инфракрасного излучения.

Солнечное излучение представляет, собой электромагнитные волны с длинами 0,2—5 мкм. На ультрафиолетовую область (длина волны до 0,4 мкм) приходится 9 % энергии, на видимую (длина волны 0,4—0,7 мкм) — 41 % и на инфракрасную область с.длинами волн более 0,72 мкм — 50 % солнечной энергии. Влияние солнечного излучения на изделие заключается в химическом разложении некоторых органических материалов. Наибольшее воздействие оказывают ультрафиолетовые лучи, которые обладают высокой энергией. Под действием этих лучей происходит поверхностное окисление материалов, частичное разложение полимеров, содержащих хлор, расщепление органических молекул, быстрое старение пластмасс, изменение важнейших органических компонентов и цвета у некоторых типов термореактивных пластмасс, образование корки на поверхности резины и ее растрескивание.

Результаты работы относятся к пробою электрически прочной горной породы - мрамора. Количество полимера, образующегося за один разряд, вследствие локального воздействия области высоких давлений на "индикатор" получалось недостаточным для проведения структурного анализа. Необходимое количество полимера выделялось из 30-40 ампул осаждением реакционной массы гептаном. Полученный продукт отфильтровывали и сушили в вакуумном шкафу при 60°С в течение суток. ИК-спектры полимеров снимали на спектрофотометре UR - 20 в таблетках КВг. Наличие сигнала ЭПР и линий поглощения в ИК-спектрах, относящихся к альдегидным группам (С = 01700 см-', С-Н 2865 см-'), уширение полос поглощения по всему диапазону спектра, и в частности в области 1630 см-', характерное для полимеров, содержащих участки сопряженных связей (-СН = СН-С = СН-), дают основание полагать, что полимеризация прошла с разрывом С-С связей бензольного кольца. Кроме того, в ИК-спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие группировке С-О-С (1080-1250 см-'), группировке С-О-О-С (860-880 см-') и скелетным колебаниям бензольного кольца (1430, 1500, 1570, 1600 см-'), что свидетельствует об одновременном образовании полимерного продукта за счет разрыва С ~ О связи. Таким образом, можно констатировать, что в указанных условиях максимальные давления на стенках канала искры были не ниже 108 кбар. Интересно отметить, что в аналогичных экспериментах с образцами органического стекла образовывался полимерный продукт только за счет разрыва связи С - О, т.е. давление не превышало 108 кбар.

Вся система противокоррозионной защиты змеевиков паровых котлов должна тщательно контролироваться. Для этого внутренняя поверхность труб не должна иметь прокатной окалины, ржавчины, песка и других загрязнений. Должны быть приняты меры по сохранению защитных покрытий на поверхности труб и обеспечена герметизация их концов с помощью заглушек. При организации доставки и хранения змеевиков из аустенитной стали следует избегать попадания в них ионов хлора и нелетучих щелочей. Летучие ингибиторы в этом случае не применяются. Основное внимание должно быть направлено на герметизацию концов труб. Заглушки не должны изготовляться из полимеров, содержащих в своей структуре атомы хлора ('например, поливинилхло-рида, перхлорвинила и др.). Внутренняя поверхность барабанов котлов не должна иметь прокатной окалины, ржавчины, железных опилок, песка и других загрязнений.

Смоляные клеи. В качестве пленкообразующих веществ это/'; группы клеев применяют термореактивные смолы, которые отворждаются в присутствии катализаторов и отвердителей при нормальной или повышенной температуре. Клеи холодного склеивания, как правило, обладают недостаточной прочностью, особенно при повышенных температурах. При горячем склеивании происходит более полное отверждение смолы л клеевое соединение приобретает прочность и теплостойкость. Теплостойкость повышают также введением минеральных наполнителей. Термостойкие клеи получают на основе ароматических полимеров, содержащих гетеро-

Термостойкие клеи получаются на основе ароматических полимеров, содержащих гетероциклы (полибензимидазолов, полиимидов), и карборансодержащих полимеров. Карбораны представляют собой борорганические соединения, имеющие общую формулу В/)С2Нп+2, по свойствам они близки к ароматическим полимерам. В настоящее время созданы кар-борансодержащие фенольные, эпоксидные, кремнийорганические и другие клеи.

Прямое сравнение расчетов, основанных на уравнениях (3.19) и (3.20) или на эквивалентных механических моделях, с экспериментальными данными показывает, что расчеты дают в принципе правильную общую форму зависимостей динамических механических свойств гетерогенных полимерных композиций от их состава, однако эти расчеты требуют учета фазовой морфологии и структуры частиц дисперсной фазы и дают более резкую, чем ожидается, зависимость динамического модуля от состава. Простое сравнение расчетных данных с экспериментальными можно получить, используя эквивалентность механических моделей, изображенных на рис. 3.4, с уравнением (3.19) для некоторых значений параметров моделей, приведенных в уравнении (3.18) [25]. Так, параметры моделей Ф и Я, определенные путем подгонки экспериментальных кривых, можно сравнивать со значениями этих параметров, рассчитанными по уравнению (3.18) и известным значениям ф2 и ц. Полученные таким образом параметры находятся в удовлетворительном согласии для эластифицированных каучуками термопластов и очень сильно различаются для эластичных полимеров, содержащих жесткие частицы. На рис. 3.10 представлена корреляция расчетных и экспериментальных параметров по данным работ [20, 22] для ряда ударопрочных полисти-ролов и АБС-пластиков, а также

Уравнение Муни применимо для описания модуля упругости при сдвиге каучуков, наполненных жесткими частицами любой формы [191. Однако для жесткой матрицы уравнение Муни дает резко завышенные результаты. Причинами этого являются отклонение коэффициента Пуассона матрицы от 0,5, наличие термических напряжений, снижающих эффективный модуль упругости композиций и малое различие в модулях упругости матрицы и наполнителя. Для полимеров, содержащих частицы, близкие к сферическим с любым значением модуля упругости, модуль упругости композиции может быть рассчитан по уравнению Кернера [20 ] или аналогичному уравнению Хашина [21] при условии прочного сцепления между фазами. Для некоторых случаев уравнение Кернера может быть значительно упрощено.

В противоположность пластичным композициям жестких стеклообразных полимеров, содержащих эластичную фазу, пенопласты на основе жестких полимеров остаются хрупкими и обладают низкой прочностью при растяжении. Однако при сжатии такие пенопласты проявляют пластичность с резко выраженным пределом текучести, высокой деформацией при разрушении и высоким разрушающим напряжением. Кажущийся предел текучести обусловлен разрушением ячеистой структуры, а не истинной пластич-