Спектры времен релаксации СКИ-3, БК - Технологические особенности изготовление обуви из резины

Релаксационные явления в значительной степени определяют протекание физических и химических процессов в эластомерах. Резины - сложные многоуровневые системы, состоящие из структурных элементов различной природы (атомов, боковых и концевых групп, звеньев макромолекул, свободных и связанных сегментов, элементов надсегментальной и надмолекулярной структуры, физических и химических узлов сетки, частиц наполнителя и т. п.). В процессах релаксации участвуют различные структурные элементы, каждый из которых имеет свои времена релаксации, лежащие в широком интервале - от 10-2 с до нескольких лет. Релаксационные свойства каучуков и резин зависят от типа и размера релаксирующих элементов структуры. Поэтому для полной характеристики полимеров необходимо рассматривать сумму всех релаксационных процессов, образующих так называемый релаксационный спектр. Все релаксационные процессы можно разбить на несколько групп, каждая из которых характеризуется молекулярной подвижностью одного и того же структурного элемента.

Спектр времен релаксации СКИ-3

СКИ-3 - синтетический каучук изопреновый. Содержание Цис-1,4-звеньев составляет примерно 92-99%; Транс-1,4-звеньев - 0...4%; 1,2-звеньев - 0...2%; 3,4-звеньев - 1...3%.

К первой группе относятся мелкомасштабные релаксационные процессы, связанные с подвижностью боковых привесков в макромолекулах. При полимеризации изопрена образуются подвески вида. Но, учитывая все типы присоединения (1,4; 1,2 и 3,4) можно выделить в структуре каучука подвески еще двух видов: и. Эти три разные по размерам группы отвечают трем различным г-переходам соответственно: , и, согласно размерам боковых групп.

Ко второй группе относятся мелкомасштабные релаксационные процессы, связанные с подвижностью малых участков цепи - звеньев. В кристаллических полимерах одна и та же структурная единица находится в разных структурных условиях - кристаллической и аморфной. Следовательно, на спектре будет наблюдаться два в-перехода: - и-переходы, характерные для аморфной и кристаллической структуры.

К третьей группе относятся б-переходы, кинетической единицей которых является сегмент. Переход соответствует температуре стеклования (-70). Данный полимер может кристаллизоваться, поэтому б-переходов будет три: , и, ответственные за сегментальную подвижность в кристаллическом, аморфном и переходном аморфно-кристаллическом состоянии.

Если полимер наполнен активным наполнителем, то появляется еще один б '-процесс с большей энергией активации, чем для б-процесса, а так же ц-переход, который связывают с подвижностью частиц наполнителя в каучуковой среде. Так как данный полимер является ненаполненным, то ни б '- , ни ц-переход не наблюдаются.

К четвертой группе относятся л-процессы релаксации. Наблюдается как минимум три процесса. Эти переходы выражены слабо по сравнению с б-переходами. Связаны они с подвижностью крупных структурных элементов, характерных для надсегментальных и надмолекулярных структур, имеющих вид упорядоченных микрообластей. В полярных полимерах наблюдаются переходы, ответственные за взаимодействие полярных групп полимера - р-переходы. Полярных групп в СКИ-3 не присутствует, поэтому р-перехода на спектре не будет.

Последняя группа релаксационных процессов - это д-процессы. Они могут проявляться в виде нескольких максимумов, если существуют химические связи различной энергии. В вулканизате можно выделить несколько д-процессов, ответственных за различные типы химических связей: это,,,,-переходы, отвечающие соответственно связям S-S, S-С, SN , C-O-C и С-С.

Так как рассматривается невулканизованный образец, то на спектре будет присутствовать только один д-процесс, отвечающий за энергию химической связи С-С - это - переход. [2]. Таким образом, спектр времен релаксации каучука СКИ-3 будет выглядеть следующим образом ( рис. 1):

спектр времен релаксации каучука ски-3

Рис. 1. Спектр времен релаксации каучука СКИ-3

Спектры времени релаксации БК.

Бутил каучуки - сополимеры изобутилена с небольшим количеством (1-5%) изопрена, получаемые катионной сополимеризацией. В спектре времен релаксации ненаполненного каучука БК можно выделить несколько групп переходов:

К первой группе относятся мелкомасштабные релаксационные процессы, связанные с подвижностью боковых привесков в макромолекулах. При полимеризации бутилкаучука образуются подвески одного вида: . Но, учитывая все типы присоединения изопренового звена (1,4; 1,2 и 3,4) можно выделить в структуре каучука подвески еще двух видов: и. Эти три разные по размерам группы отвечают трем различным г-переходам соответственно: , и, согласно размерам боковых групп.

Ко второй группе относятся мелкомасштабные релаксационные процессы, связанные с подвижностью малых участков цепи - звеньев. В кристаллических полимерах одна и та же структурная единица находится в разных структурных условиях - кристаллической и аморфной. Следовательно, на спектре будет наблюдаться два в-перехода: и-переходы, характерные для аморфной и кристаллической структуры.

К третьей группе относятся б-переходы, кинетической единицей которых является сегмент. Данный полимер кристаллизуется только при деформировании, поэтому б-переходов будет три: , и, ответственные за сегментальную подвижность в кристаллическом, аморфном и переходном аморфно-кристаллическом состоянии, Аморфное состояние - крупный пик, остальные маленькие.

К четвертой группе относятся л-процессы релаксации. Наблюдается как минимум три процесса. Эти переходы выражены слабо по сравнению с б-переходами. Связаны они с подвижностью крупных структурных элементов, характерных для надсегментарных и надмолекулярных структур, имеющих вид упорядоченных микрообластей. Последняя группа релаксационных процессов - это д-процессы. Так как каучук не вулканизованный то на спектре один д переход[3]

Таким образом, спектр времен релаксации каучука БК, будет выглядеть следующим образом ( рис. 2):

Рис. 2. Спектр времен релаксации БК

Похожие статьи




Спектры времен релаксации СКИ-3, БК - Технологические особенности изготовление обуви из резины

Предыдущая | Следующая