Полезная информация







Анализ сайта он лайн



Деформационные и реологические свойства полимеров с дисперсными наполнителями(введение)

Для создания полимерных материалов с заданными свойствами путем наполнения дисперсными частицами необходимо знать закономерности влияния наполнителей на свойства полимеров. Только в этом случае возможно целенаправленное и научно-обоснованное управление свойствами полимера. Как уже отмечалось ранее, это влияние является весьма сложным, зависящим от большого числа характеристик полимера и наполнителя. Более того, это влияние в полной мере еще не изучено, имеется много необъясненных экспериментальных фактов, влияние многих параметров еще до конца не установлено. Поэтому здесь будут рассмотрены наиболее общие закономерности.

Читать далее »

Опубликовано в Деформационные и реологические свойства

Деформационные свойства

Все деформационные свойства полимеров можно разделить на две группы. Первая группа деформационных свойств характеризует сопротивляемость тел деформации – это вязкость расплава (?), модуль упругости (Е – при продольной деформации, G – при сдвиге, М – общий), твердость (Н), предел текучести (?Т). Другая группа свойств характеризует предельную способность тел деформироваться – это предельная деформация при разрушении (?), например, относительное удлинение при разрыве (?р) (рис.).

Читать далее »

Опубликовано в Деформационные и реологические свойства

Реологические свойства

Реология – наука о течении. Течение – это направленное перемещение молекул вещества относительно друг друга под действием внешних сил. Основная характеристика реологического поведения жидкости – это вязкость, которая характеризует сопротивляемость жидкости течению, и определяется энергией межмолекулярного взаимодействия. В данном случае мы будем рассматривать ПКМ как суспензию дисперсных частиц в вязкотекучей жидкости.

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.

Читать далее »

Опубликовано в Деформационные и реологические свойства

Модуль упругости и твердость

При течении тело испытывает сдвиговую деформацию, кроме того, вязкотекучее и высокоэластическое состояния полимера принципиально ничем не отличаются, поэтому для этих условий справедливо соотношение:
clip_image002

Соответственно и уравнение Муни применимо для описания G наполненных эластомеров. Однако для полимеров, находящихся в стеклообразном или кристаллическом состояниях уравнение Муни дает резко завышенные результаты. Это обусловлено отклонением коэффициента Пуассона (?) матрицы от значения 0,5, характерного для газа, жидкостей и эластомеров. Для жестких полимеров с твердыми частицами модуль упругости можно рассчитать по уравнению Кернера:

Читать далее »

Опубликовано в Деформационные и реологические свойства

Предельная деформация

Ход зависимости ?р ПКМ от содержания наполнителя (рис.) носит более сложный характер, чем для упругих свойств.

Высокие деформации полимеров при температуре выше температуры хрупкости обусловлены изменением конформации макромолекул. Хаотично ориентированные в трехмерном объеме сегменты макромолекул при деформировании переориентируются в одном направлении. Поэтому ?р полимера при наполнении должно уменьшаться пропорционально корню кубическому из объема наполнителя в композите. Для полимеров, находящихся в вязкотекучем или высокоэластическом состояниях, при невысоких степенях наполнения наблюдается зависимость, близкая к предполагаемой:

?р ? ?р1(1-?21/3)

Однако влияние наполнителя на развитие вынужденно-эластической деформации полимеров (в температурном интервале Тхр < Т < Тст или Тпл), существенно отличается от зависимости (рис.).

Читать далее »

Опубликовано в Деформационные и реологические свойства

Влияние характеристик наполнителя на деформационные свойства

Форма частиц. Из представленных уравнений следует, что увеличение kЕ и уменьшение ?m наполнителя вызывает рост Е, ? и Н композита. Параметры kЕ и ?m характеризуют в основном форму частиц наполнителя: чем больше отклонение формы частиц от сферической и чем сложнее их форма, тем больше значение kЕ и меньше ?m. Понятно, что чем сложнее форма частицы, тем больший объем полимера эта частица связывает, и тем большее сопротивление деформированию макромолекул она оказывает. Поэтому увеличение kЕ и уменьшение ?m наполнителя вызывает также рост ?т и снижение ?.

Читать далее »

Опубликовано в Деформационные и реологические свойства