Полимеры и полиуретаны компазиционных материалов

Физическая организация  макромолекул полимеров формирует  важнейшие понятия, определяющие доминантные  особенности полимеров, а именно термопластичность и термореактивностъ.

Полимеры линейные и разветвленные  образуют класс термопластических  полимеров или термопластов, а  пространственные — класс термореактивных  полимеров или реактопластов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВЯЗКОСТИ.

Вязкость является одним  из важнейших свойств полимеров. В соответствии с наиболее популярным определением, вязкость – это свойство жидкости сопротивляться ее движению, т.е. вязкость полимеров зависит  от строения молекул полимера, межмолекулярных  связей, скорости сдвига и свойств  различных наполнителей, которые  могут входить в состав полимера. Для всех видов полимеров различают  динамическую и кинематическую вязкость, которая связана с молекулярно-массовыми  характеристиками материала.

В настоящее время существует множество теорий и зависимостей для определения вязкости полимеров, но, чаще всего, для определения вязкости конкретного полимерного материала  необходимо проводить целый ряд  измерений, на основе которых выводится  аналитическая зависимость или  строится таблица вязкости. Как правило, вязкость полимеров представляется в виде таблицы, где ее значения приведены в зависимости от температуры.

Понятие вязкости полимера часто применяют при разработке экструзионных головок для агрегатов, предназначенных для получения  полимерных материалов. В случае если для изготовления полимеров используются вещества с различной вязкостью, для однородного смешения пластической массы необходимо добавление смазок или низкомолекулярных компонентов, что ведет к снижению давления в канале и получению полимерного  материала с равномерной структурой.

Еще одним параметром, который  используется для описания свойств  полимеров, является характеристическая вязкость. Под характеристической вязкостью  понимаются изменения вязкости раствора при добавлении в него полимера. Характеристическая вязкость вычисляется  с помощью метода экстраполяции  на основе данных, полученных в результате вискозиметрии при нулевой концентрации полимера.

Характеристическая вязкость полимера рассматривается для предельного  разбавленного раствора, в котором  отсутствует взаимодействие между  макромолекулами, фактически, характеристическая вязкость полимера связана только с  вращательным движением молекулы в  потоке, а также упруго-вязкими  деформациями, которые могут происходить  с молекулами полимера.

Рост характеристической вязкости полимера зависит от целого ряда параметров, включая тип полимера и тип растворителя. Измерения  характеристической вязкости полимеров позволяет судить как о гибкости макромолекул, так и о взаимодействие полимера с низкомолекулярными растворителями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.ПОЛИМЕРНЫЕ СВЕЗУЮЩИЕ.

Полимерные связующие  — это синтетические или природные  органические вещества, способные самопроизвольно  или под действием различных  факторов (веществ-отвердителей, температуры  и др.) переходить из жидкого состояния  в твердое, и как в жидком состоянии, так и после отвердевания имеющих  хорошую адгезию к другим материалам. Полимерные связующие в исходном состоянии могут быть высокомолекулярными  веществами, веществами со средней  молекулярной массой (в пределах 100...1000) — так называемыми олигомерами  или низкомолекулярными мономерными  веществами. Однако все они в процессе отвердевания переходят в высокомолекулярные полимерные вещества.

Основной вид полимерных связующих — синтетические полимеры, получаемые из низкомолекулярных продуктов (мономеров) полимеризацией или поликонденсацией. Среди синтетических полимеров  отдельную группу составляют каучуки  и каучукоподобные полимеры, характеризующиеся  очень большой деформативностью и высокозластичными свойствами, из-за чего их называют эластомерами.

Природные смолы и высокомолекулярные вещества применяют как в естественном состоянии, так и после химической модификации, придающей им необходимые  свойства — модифицированные природные  полимеры.

В зависимости от отношения  к нагреванию и потенциальной  способности к укрупнению (сшивке) молекул различают термопластичные  и термореактивные полимерные вещества.

Термопластичные вещества при  нагревании переходят из твердого состояния  в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают, причем такие  переходы могут повторяться много  раз. Термопластичность объясняется  линейным строением молекул, их химической инертностью и довольно слабым межмолекулярным  взаимодействием.

 

 

 

 

 

7.ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ИНДЕКСА ТЕКУЧЕСТИ РАСПЛАВА.

Показатель текучести  расплава полимерного материала это масса полимера в граммах, выдавливаемая через капилляр при определенной температуре и определенном перепаде давления за 10 минут. Определение величины показателя текучести расплава производят на специальных приборах, называемыхкапиллярными вискозиметрами. При этом размеры капилляра стандартизованы: длина 8,000+0,025 мм; диаметр 2,095+0,005 мм; внутренний диаметр цилиндра вискозиметра составляет 9,54+0,016 мм. Не целочисленные значения размеров капилляров связанны с тем, что впервые методика определения показателя текучести расплава появилась в странах с английской системой мер.

Условия, рекомендуемые для  определения показателя текучести  расплава, регламентируются соответствующими стандартами. ГОСТ 11645-65 рекомендует  нагрузки 2,16 кг, 5 кг и 10 кг и температуры, кратные 10°C. ASTM 1238-62T (США) рекомендует  температуры от 125°C до 275°C и нагрузки от 0,325 кг до 21,6 кг. Наиболее часто показатель текучести расплава определяют при  температуре 190°C и нагрузке 2,16 кг.

Величина показателя текучести  для различных полимерных материалов определяется при различных нагрузках  и температурах. Поэтому надо иметь  в виду, что абсолютные величины показателя текучести сравнимы лишь для одного и того же материала. Так, например, можно сравнивать величину показателя текучести расплава полиэтилена  низкой плотности различных марок. Сравнение же величин показателей  текучести полиэтилена высокой  и низкой плотности не дает возможности  непосредственно сопоставить текучесть  обоих материалов. Поскольку первый определяется при нагрузке в 5 кг, а  второй при нагрузке в 2,16 кг.

Следует отметить, что вязкость расплавов полимеров существенно  зависит от приложенной нагрузки. Так как показатель текучести  того или иного полимерного материала  измеряют лишь при одном значении нагрузки, то этот показатель характеризует  только одну точку на всей кривой течения  в области относительно низких напряжений сдвига. Поэтому полимеры, несколько  различающиеся по разветвленности  макромолекул или по молекулярной массе, но с одинаковым показателем текучести  расплава, могут вести себя по-разному  в зависимости от условий переработки. Однако, несмотря на это, по показателю текучести расплава для многих полимеров устанавливают границы рекомендуемых технологических параметров процесса переработки. Значительное распространение этого метода объясняется его быстротой и доступностью.