Эластифицированные полимеры

Наиболее важным фактором, обусловливающим резкое повышение вязкости разрушения эластифицированных полимеров по сравнению со стеклообразной матрицей, яв- [c.65]

Для немодифицированного ПС характерна практически прямолинейная диаграмма напряжение — деформация при растяжении с относительной деформацией при разрушении около 2%, в то время как для УПС характерно появление предела текучести и возрастание деформации при разрыве до 30%. Недостатком введения эластичной фазы в стеклообразный полимер является уменьшение разрушающего напряжения и модуля упругости полимера. В зависимости от типа эластифицированного полимера наблюдается заметное различие в механизме их деформирования. Например, в УПС при напряжении выше предела текучести наблюдается деформирование без существенного уменьшения площади поперечного сечения образца с побелением напряженного участка. В АБС-пластиках обычно происходит образование шейки и холодная вытяжка материала. [c.66]

Попытки найти количественную взаимосвязь между интенсивностью перехода в области Гс эластичной фазы (площадью или высотой пика механических потерь) и ударной прочностью эластифицированных полимеров и сополимеров стирола и метилметакрилата [c.164]

Таблица IV.2. Состав промышленных эластифицированных термопластов на основе полимеров и сополимеров стирола, метилметакрилата и акрилонитрила

Многообразие составов и методов изготовления эластифицированных термопластов на основе полимеров и сополимеров стирола, метилметакрилата и акрилонитрила создает благоприятные возможности для широкого варьирования свойств материалов, особенно ударной прочности. В то же время многообразие процессов, протекающих при получении эластифицированных термопластов, обусловливает их сложную структуру и затрудняет нахождение однозначной зависимости свойств от метода получения, состава и структуры. [c.155]

Рис. IV.20. Схематические кривые о—Б аморфного термопластичного полимера в стеклообразном состоянии (1) и эластифицированного термопласта (2) (здесь и далее X — момент разрушения). (8т — деформация при От, 8р — деформация при Ор). Заштрихованная площадь под кривыми пропорциональна энергии разрушения.

Электронно-микроскопические исследования поверхности разрушения эластифицированных термопластов, в которых к эластичной фазе привиты блоки термопластичного полимера — пластиков АБС и ]ИБС, показывает, что разрыв обычно происходит по границе между эластичной фазой и термопластичной матрицей [62, 31]. Следовательно, наиболее слабым местом в эластифицированных термопластах является граница раздела фаз, и увеличение прочности сцепления [c.167]

При температурах выше Т . термопластичной матрицы ударопрочный полистирол с пластиками АБС и МБС представляют собой суспензию частиц эластомера, обычно сетчатой структуры, ввязкой среде расплава термопластичного полимера (аналогично расплавам тех же термопластичных полимеров, но наполненных жестким наполнителем). Решающее влияние на поведение эластифицированных термопластов оказывают дисперсность эластичной фазы и ее объемное содержание. Вязкость расплавов эластифицированных термопластов с вулканизованными частицами эластичной фазы хорошо описывается уравнениями для вязкости суспензий с частицами сферической формы — уравнениями Эйнштейна п Муни [77]. Если [c.172]

Широкие перспективы эластифицирования полимеров и сополимеров стирола, метилметакрилата и акрилонитрила обусловлены главным образом возможностью регулируемого сочетания их с полибутадиеном и сополимерами бутадиена со стиролом, акрилонитрилом и метилметакрилатом. Значительно реже в качестве эластификаторов применяют другие эластомеры — полиизопрен, сополимеры этилена и пропилена, акриловые каучуки и т. д. [c.152]

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]

На рис. ГУ.35 показано изменение светопроницаемости пластиков АБС в зависимости от их состава для различных длин волн видимого света [71]. Светопроницаемость возрастает с увеличением содержания акрилонитрила в эластичной фазе и с уменьшением его содержания в жесткой матрице. При сближении коэффициентов преломления термопластичной и эластичной фаз получают прозрачные пластики (светопроницаемость до 85%), обладающие высокой ударной вязкостью [66, 72—75]. Ударопрочные прозрачные термопласты получают чаще всего привитой сополимеризацией метилметакрилата и стирола с полибутадиеновыми эластомерами или эластичными нолиакрилатами. Они относятся к пластикам МБС, хотя часто их называют прозрачными АБС-пластиками [70]. Свето-прозрачность эластифицированных полимеров и сополимеров стирола и метилметакрилата, достигнутая подбором жесткой и эластичной [c.171]

Возрастание поверхностной энергии разрушения обычно наблюдается только при введении дисперсных наполнителей в очень хрупкие полимеры. Во всех описанных выше исследованиях поверхностная энергия разрушения ненаполненных отвержденных имели колебание от 50 до 150 Дж/м и при введении наполнителей возрастала обычно до 450—500 Дж/м . Это возрастание весьма существенное для хрупких полимеров. Оно происходило вследствие того, что частицы связывали края трещин и затрудняли их развитие по механизму, который будет более подробно описан ниже. При использовании полимеров с повышенной поверхностной энергией разрушения эффект связывания краев трещин уменьшается и введение хрупких дисперсных наполнителей снижает вязкость разрушения вследствие уменьшения в материале объема матрицы с высокой вязкостью разрушения. Это подтверждается данными о влиянии стеклосфер на поверхностную энергию разрушения хрупкой и эластифицированной эпоксидной смолы типа ЭД-20, отвержденной диаминодифенилметаном [38] [c.73]

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]

Ударную прочность и полистирола, и полипропилена удается повысить эластифицированием их каучуками. Механизм эласти-фицирования сводится к введению тонкодисперсной эластичной фазы в непрерывную фазу хрупкого полимера. В настоящее вре- [c.428]

Один из лучших способов модифицирования термореактивной основы клея — введение длинноцепного термопластичного полимера [66] или эластомера [67]. Между эластификатором и полимером могут возникать химические связи [66], но число их невелико, так что подвижность макромолекул не ограничивается. Введение эластификатора приводит к снижению прочности и модуля упругости клеевой прослойки, однако прочность клеевого соединения возрастает [67]. Основной недостаток эластифицирования — снижение теплостойкости клеевой прослойки. [c.460]

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]

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]

Температура стеклования эластифицированного термопластичного полимера несколько снижается по сравнению с Тс неэластифицированного вследствие пластифицирующего действия частично совмещающегося эластификатора. Низкотемпературный переход, соответствующий температуре стеклования эластичной фазы, определяется природой и количеством этой фазы. С увеличением содержания эластичной фазы при прочих равных условиях увеличивается интенсивность этого перехода — возрастает высота пика на кривой температурной зависимости показателя механических потерь и наблюдается более резкий скачок в значениях модуля упругости (см. рис. 1У.16 и 1У.17). Вид кривых, особенно положение и высота пйка на кривой температурной зависимости показателя механических потерь в области температуры стеклования эластичной фазы, резко зависит от метода получения [c.159]

Эластифицирование этих полимеров обычно приводит к потерё прозрачности. Светопропускание выпускаемых промышленностью ударопрочного полистирола и пластиков АБС ниже 50% [70]. [c.171]

На кривой, отражаюш ей зависимость вязкости расплава от объема эластичной фазы в композиции, обычно наблюдается заметный перегиб при степени эластифицирования около 10%, особенно резко выраженный при образовании привитого сополимера термопластичной матрицы и эластомера (см. рис. 1У.37). Очевидно, что прививка термопластичного полимера к частицам эластичной фазы увеличивает эффективный диаметр частиц и изменяет характер взаимодействия фаз и частиц между собой. [c.173]

Уменьшение диаметра частиц эластичной фазы ниже оптимального снижает эффект эластифицирования. Поскольку коэффициенты преломления полимеров чувствительны к изменению температуры или введению других компонентов (стабилизаторов, смазок, пластификаторов), трудно добиться прозрачности эластифицированного поливинилхлорида, регулируя только структуру жесткой и эластичной фаз. Для достижения максимально возможной прозрачности эластифицированного поливинилхлорида с сохранением оптимальных свойств в материал вводят небольшое количество так называемых регуляторов прозрачности, т. е. веществ, растворимых в ПВХ или в эластификаторе и заметно снижающих или повышающих коэффициент преломления соответствующей фазы, приближая его к коэффициенту преломления другой фазы [97 ]. [c.182]

НЛП вынужденно-эластических деформаций, что сопровождается поглощением энергии. С понижением температуры и при наличии концентраторов напряжений ударная вязкость таких полимеров резко падает. Для повышения ударной вязкости с надрезом при сохранении жесткости, теплостойкости и статической прочности перечисленные полимеры также пытаются совмещать с эластомерами. Прп введении в поликарбонат до 10% частично совмещающегося с ним бутилкаучука ударная вязкость с надрезом возрастает с 83 до 319 кгс-см/см [103, 104]. Эластифицирование каучуками, несовместимыми с данным термопластом, например цис-бутадиеном, в случае ПК приводит к ухудшению свойств термопласта, а в случае полиарилата — к некоторому повышению прочности [105, 106]. [c.183]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...