Ударопрочные полимеры

Некоторые полимеры обладают высокой ударной прочностью при температуре ниже Т . Особенно для этих ударопрочных полимеров характерно существование заметного низкотемпературного пика механических потерь, соответствующего или вторичной температуре стеклования, или подвижности эластичной фазы Б ударопрочных гетерогенных композициях [1, 161, 162, 249, 253—256]. Не во всех случаях наличие вторичной проявляется в высокой ударной прочности. [c.186]

Часто наблюдается хорошая корреляция между ударной прочностью и динамическими механическими потерями в ударопрочных полимер-полимерных композициях [249, 251, 257, 259, 260, 272]. Ударная прочность обычно возрастает с повышением пика механических потерь, соответствующего эластичной фазе [257, 259, 260]. Наилучшая корреляция наблюдается для ряда одинаковых материалов, хотя морфология эластичной фазы, метод получения образцов, адгезия и другие факторы могут до некоторой степени влиять на эту корреляцию. Наибольшее влияние на величину пика механических потерь и на соответствующее падение модуля упругости оказывает содержание эластичной фазы. При этом важно не количество введенного эластомера, а общее количество эластичной фазы (эластомера с распределенным в нем жестким полимером), которое определяет величину пика механических потерь. [c.189]

Ударопрочные полимеры 188 Удлинение при пределе текучести 182 Удлинение при разрыве 155 сл. [c.309]

Подавляющее большинство технически важных ударопрочных термопластов, включая АБС-пластики, представляет собой сложные смеси аморфных стеклообразных полимеров с привитыми эластомерами [155—160]. Цепи, привитые к эластомерам, содержат звенья, аналогичные звеньям макромолекул стеклообразной матрицы, что обеспечивает высокую адгезионную прочность сцепления между фазами. Хорошая адгезия является необходимым условием получения двухфазных полимеров с высокой ударной прочностью [161—164[. [c.173]

Много теорий основано на учете эффекта расширения полимеров при приложении напряжения. Если возрастание объема обусловливает возрастание свободного объема и соответствующее понижение вплоть до температуры испытания, то холодная вытяжка фактически соответствует растяжению материала, находящегося в высокоэластическом состоянии [6, 15, 198—2011. Расширение может сопровождаться образованием микропустот или микротрещин, поэтому ряд теорий связывает пластичность полимеров с процессами образования микропустот или микротрещин [15, 40, 202—204]. Хотя микротрещины, по-видимому, напоминают обычные трещины, их объем примерно на 50% заполнен ориентированным полимером [205—207]. Микротрещины состоят из чередующихся пустот размером от 25 до 200 А, разделенных ориентированным полимером. Эти пустоты обнаруживаются методом. малоуглового рассеяния рентгеновских лучей [208—211 ]. Очевидно, образование микротрещин играет большую роль в проявлении пластичности полимерных смесей и ударопрочных термопластов [1, 140, 146, 147, 164, 212]. [c.178]

Влияние остроты вершины надреза на ударную прочность ряда полимеров показано на рис. 5.22 [235]. Как видно из этих данных, полиамиды и поливинилхлорид очень чувствительны к надрезу по сравнению с полиакрилатами и ударопрочными [c.184]

Хрупкие стеклообразные полимеры могут быть превращены в ударопрочные материалы диспергированием в них эластичной фазы. Хотя теория такой модификации развита только частично, на практике хорошо известны условия, которые необходимо выполнять для получения материалов с высокой ударной прочностью. [c.191]

Для пенопластов и жестких аморфных полимеров с диспергированными частицами эластомера (ударопрочных полистиролов) уравнение Кернера может быть записано в следующем виде [c.226]

Полимер-полимерные двухфазные композиции, такие как гетерогенные смеси полимеров, блок- и привитые сополимеры, обладают двумя Т,,, соответствующими каждой фазе. На температурной зависимости модуля упругости таких композиций проявляются две ступени, а на кривой показателей механических потерь — два максимума [34—36, 106, 146—154]. Относительная высота пиков этих максимумов определяется объемным соотношением фаз и фазовой морфологией композиции. Выпускаемый в промышленности ударопрочный полистирол содержит в частицах эластичной фазы включения жесткой матрицы. Поэтому высота пика механических потерь, соответствующего эластичной фазе, определяется не объемом каучука, а общим объемом эластичной фазы с жесткими включениями [155—157]. [c.249]

Таблица 5.14. Показатели полимеров производных стирола и разных марок ударопрочного

Полиформальдегид — простой полиэфир — линейный полимер, имеющий в цепи кислород (—СНз— О— ) . Повышенная степень кристалличности (75%) и чрезвычайно плотная упаковка кристаллов дают сочетание таких свойств, как жесткость и твердость, высокая ударопрочность и упругость. Температурный интервал применимости полимера от —40 до 130° С, он водостоек, стоек к минеральным маслам и бензину. Полиформальдегид используют для изготовления зубчатых передач, шестерен, подшипников, клапанов и т. д. [c.418]

Температурные зависимости модуля упругости и показателей механических потерь ударопрочных полистиролов, пластиков АБС и МБС, получаемые динамическими методами, типичны для двухфазных смесей полимеров (рис. 1У.16—1У.19). [c.159]

Подобные явления наблнЗдаются и в ударопрочных полимер-полимерных композициях, в которых эластичная фаза диспергирована в стеклообразной матрице. Небольшое количество диспергированной эластичной фазы способно превратить хрупкий полимер в пластичный с проявлением предела текучести и высокого относительного удлинения при разрыве. Предложено большое число теорий, объясняющих механизм увеличения работы разрушения и ударной прочности таких двухфазных композиций. Обзор этих теорий дан в работе [147]. Авторы работ [227, 228] полагали, что роль эластичных частиц в гетерогенной композиции состоит в объемном расширении матрицы вокруг них под действием усадочных напряжений, что понижает Т . матрицы. Следовательно, матрица вокруг эластичных частиц под действием напряжений может переходить в высокоэластическое состояние. По теории свободного объема стеклования полимеров снижение при растяжении, сопровождающемся изменением объема на величину АУ/Уд, равно [229] [c.181]

Ударопрочный полистирол — термопластический сополимер стирола с акрилонитрилом или бутадиеном, а также сплав полистирола с другими полимерами. Более тугоплавкий, отличается высокой ударной вязкостью, непрозрачный и имеет худший декоративный вид, чем неударопрочный полистирол. Ударопрочный [c.7]

Полиэфиры весьма чувствительны к щелочной среде. Относительно стойкими к ней являются полиметилметакрилат, эфиры целлюлозы, полиэфирные насыш,енные смолы и в меньшей степени ненасыш,енные, виниловые эфиры, силиконы, полиэфирный каучук, а также полимеры, содержаш,ие нитрильиую группу (нитрильный каучук, полиакрилонитрил, ударопрочный полистирол), которые заметно подвергаются гидролизу. [c.34]

Полистирол [-(С Н5)СН-СН2 ] — синтетический полимер твердое стеклообразное вещество (прозрачный аморфный полимер стирола) диэлектрик, стоек химически (абсолютно стоек к воде), нерастворим в растворителях обладает хорошими технологическими свойствами и не имеет хладнотекучести. Для полистирола характерна высокая прозрачность (пропускает до 90% лучей видимой части спектра). Основные недостатки полистирола — его хрупкость и плохая устойчивость к действию ряда органических растворителей, низкая (до 80°С) теплостойкость, склонность к старению. Из полистирола (ГОСТ 20282—86) изготавливают в основном пенопласты — пенополистирол (для звуко- и теплоизоляции), а также детали машин и приборов (ручки, корпуса и др.), емкости и сосуды для химикатов, облицовочные плитки, пленки и др. Ударопрочный полистирол (УПС) (ГОСТ 19784—74) получают сополи-меризацией стирола с каучуком и применяют для изготовления деталей (корпусов) в электро- и радиотехнической промьппленности, различных [c.65]

Полистирол (- H2- H gH5-) — продукт полимеризации,стирола, твердый, жесткий, прозрачный полимер. Имеет очень хорошие электроизоляционные свойства. Химически стоек, водостоек, хорошо обрабатывается механически, более стоек к воздействию радиации по сравнению с другими термопластами. Его недостатки — низкая теплостойкость (до +65 °С), склонность к старению и растрескиванию. Используется в электротехнической, радиотехнической и химической промышленности. Ударопрочный полистирол представляет собой продукт сополимери-зации стирола с каучуком, имеет более высокую ударную вязкость и прочность. Из него изготовляют крупногабаритные изделия глубокой вытяжки (ванны, внутренние шкафы холодильников, корпуса радиоаппаратуры и др.). [c.238]

Прямое сравнение расчетов, основанных на уравнениях (3.19) и (3.20) или на эквивалентных механических моделях, с экспериментальными данными показывает, что расчеты дают в прин-цине 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 X, определенные путем подгонки экспериментальных кривых, можно сравнивать со значениями этих параметров, рассчитанными по уравнению (3.18) и известным значениям ф2 и jx. 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 [c.163]

Методы переработки и материалы. Литье под давлением термопластов является хорошо освоенным процессом, широко применяемым в переработке пластмасс. Этот метод был применен для получения деталей из конструкционных пенопластов с высокой удельной жесткостью и регулируемой толщиной поперечного сечения, обусловленной требованиями эстетики. Кроме того, эти детали больше напоминают детали из древесины и по свойствам, и по внешнему виду, чем детали из монолитных термопластов. Наиболее распространенным материалом для этого является пенопласт на основе ударопрочного полистирола, а также полипропилена, ПЭВП, АБС-пластиков, поликарбоната и полипропиленок-сида. При литье под давлением конструкционных пенопластов используются гранулы соответствующего полимера, способного вспениваться в процессе впрыска его расплава в форму из материального цилиндра литьевой машины. [c.443]

Смеси полимеров или сополимеров. Типичными материалами этого класса являются АБС-пластики — смеси тройных сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола, получаемые различными методами. Их свойства варьируются в широких пределах в зависимости от состава и способа получения. АБС-пластики отличаются высокой ударной вязкостью, стойкостью к растрескиванию и химстойкостью, однако не выдерживают воздействия метилэтил-кетона и некоторых других растворителей, в частности эфиров. Часто их путают с ударопрочными полистиролами (УПС), обладающими аналогичными свойствами. УПС подробнее будут рассмотрены ниже. [c.455]

В настоящее время необычайно интенсивно развиваются исследования и расширяются области применения композиционных материалов, которые становятся важнейшим типом современных конструкционных материалов. Полимеры играют важнейшую роль в их создании, поэтому одной из основных задач книги является представление единой и, по возможности, полной картины механического поведения гетерогенных полимерных композиций, в том числе полимеров, наполненных дисперсными частицами и волокнами, пенопластов, ударопрочных и других поли-мер-полимерных гетерогенных композиций. Имеющиеся книги или описывают только некоторые типы таких композиций, или слишком математизированы для большинства научных работников и инженеров, нуждающихся в прикладных знаниях. [c.11]

Пластичность и холодная вытяжка полимеров играют важную роль при разрушении ударопрочных и пластичных полимеров. На диаграмме напряжение—деформация пластичность материала проявляется в появлении предела текучести. Этот эффект может быть выражен в виде максимума на кривой или же проявлятьея как область изменения ее кривизны. [c.177]

Хрупкие стеклообразные полимеры, такие как полистирол, могут быть превращены в ударопрочные введением тонкодиспер-гированной эластичной фазы. При этом наблюдается некоторое уменьщение модуля упругости и разрущающего напряжения, однако эти потери полностью компенсируются возрастанием относительного удлинения при разрыве и способностью поглощать большое количество энергии при разрушении. Для этого необходимо выполнение следующих условий [1, 161—164] 1) Гс эластичной фазы должна быть на 20—40 °С ниже комнатной температуры, чтобы компенсировать эффект высокой скорости деформации при испытании на удар 2) эластомер должен образовывать тонко диспергированную фазу в жесткой матрице 3) между эластичной и жесткой фазами должно быть прочное сцепление, которое достигается прививкой к эластомеру цепей полимера, образующего жесткую фазу или совместимого с ней. [c.188]

Фенольные смолы легко совмещаются с каучуком, поливинилацеталями, полиамидами и др., образуя блок- и привитые полимеры. Ф. на основе совмещенных смол, не теряя своей термореактивности, приобретают дополнительные качества, присущие полимерным материалам. Наир., поливинилхлорид обладает хорошей химич. стойкостью, но очень низкой теплостойкостью. Прессматериалы на основе фенольных смол, совмещенных с поливинилхлоридом, сохраняют теплостойкость, присущую фенольным смолам, и приобретают химич. стойкость, присущую поливинилхлориду. Совмещение с каучуками позволяет получать ударопрочные материалы, клеи, герметики, с поливинилацеталями — [c.397]

Если к готовому сополимеру СН-20 или СН-28 добавить бутадиеннитриль-ный каучук СКН и произвести механо-химическую прививку одного полимера к другому, то. получают ударопрочный материал СНП. Разработано несколько марок СНП, отличающихся высокой прочностью (СНП-0, СНП-1, СНП-2, СНП-3, СНП-4, СНП-5). Материал СНП-2 бензостоек, стоек к маслам, морской и соленой воде. Свойства полистирола приведены в табл 126- [c.149]

Поликарбонат также принадлежит к новым литьевым материалам, цроизводство которого осваивается для разных областей нашей промышленности. Полимер имеет высокую степень кристалличности, но размер кристаллитов столь мал, что материал сохраняет оптическую прозрачность. Температура стеклования поликарбоната высока для термопласта и равна 130—140° С. При длительном выдерживании полимера при 120—130° С степень кристалличности его еще больше возрастает и температура стеклования повышается до 160° С. Несмотря на высокую степень кристалличности, полимер не становится хрупким — его удельная ударная вязкость снижается лишь до 15—25 кГсм/см , статическая прочность материала возрастает на 20—30%, а относительное удлинение при разрыве становится ничтожно малым. Поликарбонат сохраняет достаточно высокую ударопрочность вплоть до температуры —100° С. Таким образом, поликарбонат принадлежит к числу редких термопластов, которые можно применять в качестве материала для силовых конструкций. [c.53]

В последние годы пластмассы находят все более широкое применение при изготовлении конструктивных элементов градирен, в частности оросителей, водоуловителей и водораспределительных устройств. Для изготовления конструктивных элементов градирен используют ненасыщенные полиэфирные смолы, ударопрочный полистирол, полимер стирола и акрилнитрила, полиэтилен низкого давления, поливинилхлорид и др. [c.116]

При исследовании морфологических характеристик ударопрочных систем на основе циклоалифатических эпоксидных полимеров, модифицированных дивиниловыми каучуками с различными концевыми группами, был применен вышеописанный метод,что позволило связать [c.62]

Термопластичные полимеры в стеклообразном состоянии характеризуются низкой сопротивляемостью прорастанию трещин при ударном нагружении. Этот существенный недостаток можно устранить пластифицированием низкомолекулярными веществами или смешением с полимерами повышенной упругости. Однако в обоих случаях повышение ударопрочности сопровождается снижением жесткости, предела пропорциональности и теплостойкости материала. Удачной попыткой избежать этих осложнений явилось создание эласхифицированных и наполненных термопластов. В первом случае повышенная ударопрочность достигается диспергированием эластомера в непрерывной матрице из термопласта, во втором — наполнением волокнами различного типа. Эффект эластифицирования обеспечивается лишь в том случае, когда на границе контакта термопласт — эластомер создан переходный слой определенной толщины, обеспечивающий устойчивость текстуры композиционного материала и прорастание трещин в частицы эластомера. Хотя пока удалось создать небольшое число эластифицированных термопластов, значение этих материалов и перспективность такого направления в полимерном материаловедении исключительно велики. Анализу свойств этих материалов и их взаимосвязи с составом посвящена IV глава. [c.5]

Одним из основных путей развития современного полимерного материаловедения является нахождение способов создания материалов, обладающих заданным, часто необычным, сочетанием свойств. Это достигается структурным модифицированием существующих широко распространенных полимеров. Для конструкционных термопластов важнейшей задачей является создание материалов, сочетающих технологичность термопластичных полимеров с достаточно высокой жесткостью, теплостойкостью, статической прочностью и устойчивостью к ударным нагрузкам. Такое сочетание свойств реализуется в высококристаллических полимерах II и III групп (см. гл. I), структура которых в температурном интервале < Топ представляет собой жесткую кристаллическую фазу с небольшим объемом эластичной аморфной фазы. Большинство аморфных или аморфно-кристаллических полимеров с низкой степенью кристалличности, эксплуатируемых в стеклообразном состоянии (полимеры I группы), обладает низкой или нестабильной устойчивостью к ударным нагрузкам, особенно при наличии концентраторов напряжений. Это в первую очередь относится к таким технически важным полимерам, как полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид. Повысить ударную прочность таких полимеров без резкого снижения других показателей удается диспергированием в них небольшого количества эластичных полимеров, образующих эластичную дисперсную фазу в жесткой стеклообразной матрице термопластичного полимера. Такие гетерофазные термопластичные полимерные материалы получили название эластифицированных (ударопрочных) термопластов. [c.151]

Ударопрочный полистирол обычно получают блочной полимеризацией стирола с растворенным в нем эластификатором [48, 18]. Условия проведения полимеризации в решающей степени определяют характер распределения фаз и взаимодействия между ними и, следовательно, свойства материала. Уже на начальной стадии полимеризации стирола происходит разделение фаз образующийся полимер выделяется в самостоятельную фазу, распределяясь в растворе эластомера в стироле [21]. На более глубокой стадии полимеризации наступает инверсия фаз непрерывной фазой становится раствор полимера в мономере, а дисперсной — эластомер, набухший в мономере (рис. IV.11). Одновременно происходит прививка стирола в результате передачи цепи на эластомер и поперечное соединение макромолекул эластомера с участием двойных связей вплоть до образования сетчатого полимера в дисперсной фазе. [c.153]

В табл. IV.3 и IV.4 приведены свойства основных отечественных и зарубежных промышленных марок ударопрочных полистиролов н пластиков АБС [45] в сравнении со свойствами соответствующих неэластифицированпых термопластичных полимеров.- Показатели деформационных свойств эластифицированных термопластов при [c.155]

Эластифицирование -полимеров и сополимеров стирола, метилметакрилата и акрилонитрила заметно сказывается на их деформировании при длительно действующих нагрузках. По зависимости модуля ползучести Е от длительности действия нагрузки видно, что кратковременный модуль ползучести эластифицированных термопластов (ударопрочного полистирола и пластика АБС) ниже, чем у неэластифицированпых, и тем в большей степени, чем выше содержание эластичной фазы (рис. 1У.15). Скорость ползучести, характеризуемая уменьшением модуля с увеличением длительности действия нагрузки, определяется главным образом плотностью сетки в эластичной фазе. Так как в пластике АБС частицы эластичной фазы до прививки на них макромолекул матрицы предварительно вулканизованы, скорость его ползучести мала. В ударопрочном полистироле образование сетчатой структуры эластификатора менее вероятно, поскольку оно происходит как побочный некон- [c.158]

Существуют многочисленные объяснения эластифицирующего эффекта в ударопрочных полистиролах и пластиках АБС и 1У1БС [8, 4, 45—47, 58, 59]. Простейшее объяснение заключается в том, что частицы эластичной фазы способны поглощать механическую энергию и препятствовать росту трещин. По другим представлениям, частицы эластификатора вследствие различия в коэффициентах термического расширения стеклообразной и эластичной фаз создают гидростатические растягивающие напряжения в стеклообразной матрице, что обусловливает возрастание свободного объема и облегчает проявление пластических (вынужденно-эластических) деформаций в мат )ице, развитие которых требует больших затрат энергии. Наиболее распространено представление о механизме эластифицирования полимеров и сополимеров стирола, акрилонитрила и метилметакрилата как об инициированном частицами эластичной фазы при разрушающих нагрузках одновременном образовании в объеме [c.161]

В том диапазоне температур или скоростей нагружения, в котором проявляется эффект эластифицирования, наибольшее влияние на прочность, и особенно на энергию разрушения (ударную вязкость), эластифицированных полимеров и сополимеров стирола, метилметакрилата и акрилонитрила оказывает количество вводимого эластификатора, его свойства и степень диспергирования, а также прочность сцепления между фазами. С увеличением содержания эластичной фазы (при одном и том же методе получения эластифицированного термопласта) пропорционально снижается предел текучести и разрушающее напряжение и увеличивается относительная деформация при разрушении (рис. IV.25). Соответственное возрастание энергии, затрачиваемой на разрушение, обусловливает практически линейное увеличение ударной вязкости с повышением содержания эластичной фазы, причем с понижением температуры возрастание ударной вязкости проявляется менее резко. На рис. 1У.26 обобщены данные об ударной вязкости промышленных ударопрочных полистиролов и пластиков АБС. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...