Высокополимерных соединений

ПОЛЗУЧЕСТЬ, крип (англ, creep), — медленное нарастание во времени пластич. деформации материала при силовых воздействиях, меньших, чем те, к-рые могут вызвать остаточную деформацию при испытаниях обычной длительности. П. сопровождается релаксацией напряжений. П. свойственна практически всем конструкц. материалам. Для сталей и чугунов П. существенна лишь при повыш. темп-ре (св. 300 °С) и протекает тем интенсивнее, чем выше темп-pa. Для металлов с низкой темп-рой плавления (свинец, алюминий), для бетона, дерева, высокополимерных материалов (резина, каучук, пластмассы) П. весьма заметна и при комнатных темп-pax. П. бетона существенно зависит от его возраста с момента изготовления; чем «моложе» бетон, тем выше его П.

рис. 6.52, которую можно рассматривать как уточненную диаграмму Гудмана. На рассматриваемой диаграмме по оси ординат отложен предел усталости при симметричном цикле, которому соответствует точка А. По оси абсцисс отложена прочность, соответствующая разрушению при ползучести в течение 1000 ч. Для высокополимерных материалов, армированных волокном, эта прочность составляет примерно 65% статической прочности при растяжении. На оси абсцисс рассматриваемой величине соответствует точка В. Точки А ц В соединяют прямой линией. Из начала координат под углом 45° проводят еще одну линию. Эти линии пересекаются в точке С. На линии ОС находят точку С", для которой ОС' = = 0,8 ОС. Затем через точки А, С', В проводят дугу окружности. В рассматриваемом случае можно считать, что АС'В может приближенно представлять собой уточненную диаграмму Гудмана. Если воспользоваться результатами испытаний, приведенных на рис. 6.52, можно, например, установить, что при среднем напряжении 10 кгс/мм2 предельное

Однако производство антистарителей (антиоксиданты) еще не организовано в достаточной мере, и проблема старения высокополимерных материалов не может считаться решенной.

Фиг. II. 10. Диаграмма характерных температур высокополимерных материалов:

Используются также различные вибропоглощающие покрытия, в частности напыление вязкоупругого материала на поверхность детали, совершающей изгибные колебания. Наиболее эффективными материалами для этих целей являются мастиковые глушители. Они изготовляются из высокополимерных материалов, обладающих свойствами виброподавления. Хорошими виб-ропоглощающими качествами обладает [69] мастика «Антиви-брит-3» с большой вибропрочностью, химической стойкостью ко многим рабочим средам и работоспособностью в диапазоне температур 20 ... 100 °С. Для материала с модулем упругости Е\ демпфирующие свойства гДф детали связаны со свойствами применяемой мастики следующими соотношениями [69]:

237. С. С. Крамаренко, Б. В. Канторович. Расчет состояния водовоздушных систем в процессе сжигания высокообводненных горючих при неполном испарении воды.— В сб. «Термический и окислительный пиролиз топлив и высокополимерных материалов». М., изд-во «Наука», 1966.

13. Канторович Б. В., Крамаренко С. С.— Сб. «Термический и окислительный пиролиз топлив и высокополимерных материалов». М., изд-во «Наука», 1966, стр. 156.

Для жидких высокополимерных материалов, в частности для идентификации и оценки свойств масел, смазочных материалов и др., характерными являются температуры разложения, воспламенения и возгорания.

Хладостойкость — способность высокополимерных материалов противостоять низким температурам. За хладостойкость принимается отрицательная температура, при которой после установленного времени вьщержки на образцах материала появляются признаки механического разрушения (трещины и др.).

вания для этих целей тончайших пленок из высокополимерных материалов. Иногда практикуют травление шеек коленчатых валов на глубину 1 ... 3 мкм. Некоторые заводы производят травление рабочих поверхностей цилиндров крупных двигателей.

Канифоль может быть этерифицирована метиловым спиртом с образованием метилабиетата. Так как эта реакция относится к типу реакций 1:1, то в этом случае, как уже известно, могут образоваться только мономерные молекулы. Метилабиетат, представляющий собой вязкую жидкость, может быть использован как пластификатор для высокополимерных материалов. Канифоль, этерифицированная глицерином, широко используется в промышленности в качестве смолы, известной под названием «эфир канифоли». Канифоль может быть также этерифицирована пентаэри-

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЛЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — тонкие и гибкие обычно рулонные материалы, получаемые на основе высокополимерных соединений (эфиров целлюлозы или синтетич. смол). Э. п. м. при малой толщине обладают высокой электрич. прочностью, что позволяет за счет уменьшения общей толщины изоляции существенно улучшить технич. показатели электрооборудования.

Характерными свойствами высокополимерных соединений являются следующие: молекулярный вес не менее 5—10 тыс. (в зависимости от химического состава), строение, представляющее собой многократное повторение определенных основных структурных элементов, так называемых элементарных звеньев. Полимеры или композиции на их основе, которые обладают потребительскими свойствами, называются полимерными материалами.

Естественно, что на ЭП действует сила, пропорциональная потере напора на трение. При значительной толщине пленки (сетка из молекул высокополимерных соединений) она может воспринимать возмущения переходного слоя. В определенных условиях ЭП хорошо гасит эти возмущения, значительно снижая гидродинамические потери [7]. Упомянутые силы постепенно прижимают ЭП к ДЭС. Вследствие сближения их твердых фаз наступает момент активного действия вандерваальсовых сил, которые постепенно затормаживают ЭП и некоторую ранее подвижную часть вязкого подслоя, богатую нагромождениями дисперсной фазы. При условиях, благоприятных для адсорбции полярных частиц на поверхности металла, последние могут вытеснять оставшиеся ионы ДЭС и занимать их место.

Лакокрасочные покрытия на основе органических материалов могут быть либо прозрачными, либо непрозрачными — пигментированными. В этом томе излагаются основы химии и технологии масел, смол, масляных лаков и высокополимерных соединений, применяемых для производства как прозрачных, так и пигментированных покрытий. Во втором томе будут изложены основы химии и технологии пигментов, а также технология и области применения красок, эмалей и лаков для строительных и промышленных покрытий. Летучие растворители и сиккативы, применяемые в пра-изводстве большинства прозрачных и пигментированных покрытий, описаны в первом томе.

жду молекулами более 5 А уже не проявляется. Это очень важное положение используется в лакокрасочной промышленности. Например, при применении активных растворителей для получения нитроцеллюлозной пленки или пленок на основе других высокополимерных соединений прочность на разрыв возрастает. Активные растворители с надлежащей скоростью испарения способствуют выпрямлению молекул высокополимерных соединений и расположению их во время высыхания пленки в определенном взаимном порядке.

Известно, что покрытия на основе высокополимерных соединений имеют слабую адгезию к гладким металлическим поверхностям. Это обусловливается чрезвычайно высокой когезией между крупными молекулами пленки, которые притягиваются друг к другу сильнее, чем к поверхности металла. Обычно добавки пластификаторов, смол и других низкомолекулярных веществ улучшают адгезию, но, как и следует ожидать, они снижают прочность пленки. В табл. 2 приведены структурные звенья ряда типичных высокополимерных соединений; они расположены в порядке возрастающей полярности.

Значение функциональности отчетливо проявляется при формировании структуры пленки. Функциональность молекул определяет характер образующейся структуры, поэтому для создания заданной структуры нужно подбирать молекулы с определенной функциональностью. Это положение было развито в работах Каро-зерса [2, 3], Кинли [4], Бредли [5] и других, чьи имена неразрывно связаны с исследованиями высокополимерных соединений, смол для покрытий и смолообразного состояния вообще.

В США окраска фасадов является практически наиболее обширной областью применения покрытий, в которых масло служит пленкообразующим компонентом. Масляно-смоляные лаки представляют собой комбинации высыхающих масел и твердых смол, уваренные в определенных условиях. Соотношение масла к смоле может изменяться от 1 : 2 до 5:1 или от 50 до 500 кг масла на 100 кг смолы. Многие алкидные смолы, модифицированные маслами, являются комбинациями масел с фталево-глицериновыми смолами. Масло в таких комбинациях может быть в зависимости от требований, предъявляемых к смоле, высыхающим, полувысыхающим или невысыхающим. Невысыхающие масла применяют, как было указано, в качестве пластификаторов высокополимерных соединений; для этой цели их можно применять или в виде рафинированных масел низкой вязкости или в виде окисленных воздухом масел высокой вязкости.

Пленкообразующая часть летучих лаков является смесью высокополимерных соединений, смол и пластификаторов, а летучая часть — смесью истинных растворителей, скрытых растворителей и разбавителей. Состав летучей части во время высыхания пленки изменяется вследствие более быстрого испарения легкокипящих компонентов. Если растворитель, испаряющийся из пленки послед-.ним, не является растворителем высокополимерных соединений, входящих в состав пленкообразователя; то они выпадают из раствора, а если он не является растворителем смолы пленкообразо-вателя, то он может вызвать помутнение или белесоватость лленки.

пленок термопластичных высокополимерных соединений связаны между собой силами побочных валентностей. Эти силы слабее сил первичной валентности или непосредственной химической связи, и поэтому они могут быть очень легко нейтрализованы или связаны. Относительно небольшие молекулы пластификатора, распределяясь между молекулами полимера, эффективно нейтрализуют большую часть сил побочных валентностей. Это обусловливает большую свободу взаимного передвижения лолекул полимера и соответственно повышает его эластичность, но очевидно, что силы когезии между молекулами при этом уменьшаются, а следовательно, соответственно уменьшается и прочность на разрыв.

Величины, приведенные в табл. 76, показывают, что молекулярные веса химических пластификаторов колеблются в пределах 200—400. Они значительно ниже молекулярных весов масел и смол, так как молекулярный вес низковязкого масла равен приблизительно 880, молекулярный вес многих смол находится в пределах от 1000 до 2000, а высокополимерных соединений колеблется от 10000 до 100000. Как правило, химические пластификаторы являются подвижными жидкостями, но некоторые из них представляют собой твердые вещества. Их температуры замерзания колеблются в широких пределах (от —70 до +69°).