МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ и СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ

Специальные свойства резин

К числу специальных свойств резин, характерных для кон­кретных областей их использования, можно отнести: • Статическая прочность связи резины с резиной, с единичными ни­тями корда, с прорезиненными тканями, с эбонитом и металлом - это так называемые адгезионные характеристики эластомеров, опреде­ляемые при различных режимах испытаний и видах деформации (от­рыв, расслоение, сдвиг). Результат испытания зависит также от скоро­сти разрушения (повышение скорости приводит к более высоким зна­чениям прочности связи), температуры (увеличение температуры ис­пытаний снижает результаты, что характерно для всех поверхностных свойств). В качестве прочностных характеристик принимают работу образования единицы поверхности и напряжение, при котором проис­ходит разрушение.

Для образования связи необходим контакт двух поверхностей. На прочность образуемой связи, помимо состава контактирующих тел, влияют условия контактирования: гладкость поверхности, сте­пень ее освежения, чистота, давление в контакте, температура, про­должительность контакта. Особые трудности представляет для анали­за граничный или переходный слой, часто называемый стыком систе­мы. В этом слое имеет место некоторое взаимопроникновение мате­риалов (частей полимерных молекул), или взаимодиффузия, образу­ются чисто механические зацепления на микрошероховатостях релье­фа поверхностей и происходит ряд других явлений, благодаря кото­рым как бы получается новый материал со свойствами, неаддитивны­ми по отношению к свойствам контактирующих слоев. В некоторых системах адгезионное соединение содержит до пяти граничных слоев. В действительности могут разрушаться либо граничные слои, либо материалы вблизи стыка по обе стороны его, либо будет происходить смешанное разрушение. Поэтому и разрушение называется соответст­венно адгезионным, когезионным или смешанным. Для того чтобы определить при данном виде нагружения и выбранных условиях
прочность связи в многоэлементной системе, необходимо прежде все­го обеспечить разрушение системы по стыку или вблизи него.

Определение прочности связи резины с металлом методом от­рыва заключается в приложении усилия, необходимого для разруше­ния связи между поверхностями цилиндрического образца резины и металлическими дисками (метод "грибков", рис. 19.1а). Усилие растя­жения, вызывающее отрыв, должно действовать перпендикулярно по­верхности отрыва.

Испытания резины на отрыв от металла при сдвиге заключа­ются в параллельном смещении одной металлической пластинки от­носительно другой, причем между ними находится привулканизован - ный к ним образец резины (рис. 19.1 б). Необходимое для отрыва рези­ны от металла усилие служит характеристикой прочности связи рези­ны с металлом при деформации сдвига. Для определения прочности связи при сдвиге может служить любая разрывная машина, мощность которой не превышает величину абсолютной нагрузки при сдвиге бо­лее чем в пять раз при скорости разрыва 50 мм в минуту.

_rf-i

WT

I

Г

Рис. 19.1. Виды адгезионных испытаний

Испытание резин на отслаивание от металла заключается в определении средней величины нагрузки, вызывающей отслаивание резиновой полоски от металлической поверхности (рис. 19.1 в). В про­цессе расслаивания с помощью самописца вычерчивается диаграмма, по которой устанавливают величину средней нагрузки.

Определение прочности связи резины с резиной, прорезинен­ных тканей между собой и резины с другими материалами заключает­ся в расслоении испытуемого образца (в форме прямоугольных поло­
сок) на разрывной машине и вычислении нагрузки, отнесенной к средней ширине образца. Например, для определения аутогезии (прочности связи резины с резиной), чтобы исключить растяжение ре­зины при испытании, образцы должны быть приготовлены так, чтобы с двух сторон были привулканизованы ткани, направление основы ко­торых совпадало с направлением каландрования резины (рис.19.1 г). Две полоски ткани, покрытые с одной стороны слоем резиновой сме­си толщиной T, складывают, прессуют, через определённое время вы­резают образцы так, чтобы большая ось образца совпадала с направ­лением каландрования резины. Один из концов образца предвари­тельно расслаивают на 30-50 мм по длине для закрепления его в за­жимах разрывной машины.

Когезия является высшим пределом аутогезии; для её опреде­ления [21] также подвергают расслаиванию эластомерно-тканевый сэндвич с толщиной слоя резиновой смеси 2/. Испытание проводят при различных скоростях и температурах с выдержкой образцов в климатической камере около 10 мин. После определения среднего для 3 параллельных образцов усилия расслаивания Р рассчитывают энер­гию расслаивания G:

G = 2P/W,

Где W - ширина образца.

Результаты представляют в виде зависимостей Lg G (G - Н/м) от Lg V (V - мм/мин) для разных температур испытания, где V - скорость рас­слаивания.

Износ резины при трении. Износ - явление значительно более сложное, чем внешнее трение; он представляет собой результат сово­купности физико-химических процессов, протекающих на поверхно­сти трения и в граничных слоях полимера. По характеру основного процесса износ материалов может быть условно разделен на устало­стный и абразивный (микрорезание). Высокоэластические полимеры изнашиваются также в результате "наволакивания" с образованием скаток. При трении по твердым поверхностям в условиях местного тепловыделения в основном наблюдается усталостный износ.

Количественно износ материалов определяется объемом из­ношенного материала V (см3), массой изношенного материала Q (г), толщиной или высотой изношенного слоя H (см) и характеризуется следующими критериями: весовой интенсивностью износа IqQ /(SH L), г/см3; линейной интенсивностью износа = H/L энергетической интенсивностью износа Iw = V/A (см2/10 Н); удельным массовым и ли­Нейным износом. Здесь L - путь трения; А = FL - работа трения; S - Площадь фактического контакта; <S# - площадь разрушения (обычно номинальная площадь контакта); H - толщина слоя, снятого с площади фактического контакта при ее однократном воспроизведении; F - сила трения. Кроме того, используются коэффициенты износостойкости Д, Д, Д,, обратно пропорциональные соответствующим интенсивностям износа. Связь критериев износа с физико-механическими параметрами материала и внешними параметрами определяется механизмом изно­са. Рассмотренные критерии являются относительными характеристиками, поскольку не учитывают влияния времени, скорости, давления и других параметров на величину износа.

Шероховатость поверхности трения зависит от условий полу­чения образцов полимера. Так, для образцов, полученных формовани­ем, микрогеометрия поверхности обусловлена микрогеометрией по­верхности пресс-формы. Если полимер получен на предельно гладких поверхностях осаждением из раствора, плавлением и пр., то важен вклад надмолекулярных структур. Большое влияние на структуру по­верхности полимера оказывают процессы окисления, обусловленные действием кислорода воздуха или озона, причем каучуки более под­вержены окислительным процессам, чем термопласты.

Размеры и характер распределения шероховатостей определя­ются на профилометре, а также с помощью измерения контактного угла, который образует с поверхностью капля воды. Измерение кон­тактного угла производится с помощью перемещаемого микроскопа, окуляр которого снабжен угломером. По определению Венцеля, фак­тор шероховатости поверхности г равен отношению истинной площа­ди поверхности к кажущейся площади поверхности и связан с кон­тактным углом соотношением

Cos вг = г - Cos в, Где 0ивг -контактные углы на гладкой и шероховатой поверхности.

В области исследования износа и фрикционных свойств поли­меров существует большое количество приборов и установок. Испы­тания твердых полимеров и пластмасс, а также некоторых жестких эластомеров обычно проводят на приборах, предназначенных для твердых (металлических) тел.

Различают методы поступательного, вращательного и колеба­тельного движения при износе. Наиболее распространены методы, использующие вращательное движение твердой поверхности по от­ношению к образцу полимера. Измерение сопротивления резин исти­ранию в международной практике производят по МС ISO 4649-85. Ре­зина. Определение сопротивления истиранию при помощи устройст­ва с вращающимся барабаном. В отечественной промышленности РТИ, в отличие от шинной промышленности, распространены два стандарта: ГОСТ 426-77. Резина. Метод определения сопротивления истиранию при скольжении. Ранее для проведения испытаний ис­пользовались машины марки МИ-2 типа Грассели, сейчас вместо нее используются приборы МТИ-1 (ПО "Точприбор"). ГОСТ 23509-79. Резина Метод определения сопротивления истиранию при скольже­нии по возобновляемой поверхности. Этот ГОСТ соответствует МС 4649, за исключением требований к абразивным материалам (шкурке). Метод определения сопротивления истиранию по возобновляемой по­верхности дает более объективную информацию по сравнению с пер­вым методом и широко применяется в производстве РТИ.

Для исследования износостойкости резин в режиме качения с проскальзыванием по возобновляемой поверхности абразива предна­значена машина МИР-1. Образец в виде кольца прижимается к бара­бану с наложенной на него абразивной лентой. При вращении ходово­го винта каретка перемещается по образующей цилиндра, при этом создается также вращение образца. Испытание на машинах МИР-1 может проводиться в трех режимах: заданного скольжения и заданной силы трения; заданного скольжения и заданной нормальной нагрузки; заданной силы трения и заданной нормальной нагрузки.

Лабораторное изучение сопротивления истиранию и скольже­ния по мокрой поверхности часто вызывает скептическое отношение, поскольку условия эксплуатации реальных резин сильно отличаются от условий тестирования. Чтобы сделать результаты испытаний на­дежными, нужно проводить измерение не в одной точке, а предусмот­реть возможность расчленения суммарного движения на ряд состав­ляющих и учитывать их взаимцое влияние. Хотя процесс ИСПытаний при этом многограннее и труД{1ее? чем при 0дН0Т0чечН0м определе­нии, затраты несопоставимы с Затратами на испытание готовых шин. При исследованиях сопротивления резин скольжению> приближенных к реальным условиям работы u, mij по плоскости абразивной шайбы вращается колечко из вулканиз0ванной резины при определенном уг­ле наклона (угол развала) и заданных нагрузке и скорости. При этом измеряется возникающая боков^ СИла. Возможно варьирование угла развала (устанавливается вручну^ но показывается и регистрируется с помощью электроники), нагру^ скорости? шероховатости абрази­ва. Режим испытаний и измеря^Мые результаты фиксируются вычис­лительной машиной, встроенной в установку

Поскольку большинство значений сил трения и боковых сил измеряется при трении по мокрой поверхности, на абразив вблизи пробы подкачивается вода с заданной температурой, движущаяся в замкнутом контуре. Температуру можно регулИр0Вать от 0 до 80 °С, а скорость - от 0,0002 до 100 км/ч, в опытах п0 опредеЛению истирания используют высокие скорости, ^ при шмерении боКовых сил или сил трения часто пользуются очень маленькими скоростями вследствие интереса к зависимости между Температурой и логарифмом скорости скольжения. Оба опыта могут проводится на поверхНости с различной шероховатостью, для этого применяют шайбы из ВЬ1СОКОСортного ко­рунда с различной зернистостью.

При определении коэфф^циента трения и удеЛьной касатель­ной силы при скольжении резицы по льду при теМпературах от 0 до минус 20 °С лед создают на поверхности горизонтального диска, ко­торый приводится во вращение, а резИновый образец прижимают к

Нему с разной силой [22]. Резулктать1 измерений не зависят от вида и формы образца.

• Хеплофизические свойства^АСтомеров т 24] Знание тешюфи - зических характеристик резин - непременное условие квалифициро­ванного конструирования и пра^Ильной эксплуахации ИЗДелий. Теп - лофизические свойства необходимы для расчета режимов переработ­ки резин (смешения и вулканизации), а также эксплуатации резино­вых деталей, особенно работающих в условиях динамических нагру­зок, сопровождающихся теплообразованием. В таких случаях темпе­ратура, установившаяся в резине, определяется в основном ее тепло­проводностью и обусловливает долговечность материала.

Увеличение размеров при нагревании, или тепловое расшире­ние, подчиняется для эластомеров в широком интервале температур тому же линейному уравнению, что и для других материалов:

Vm = Vmo (1 + рАТ), Где Vm и Vm0 - объем при температурах Т и Т0; AT = Т - Т0 ;Р - коэффи­циент объемного термического расширения. В случае изменения ли­нейных размеров используют коэффициент линейного расширения а. Современные методы исследования позволяют определять величину коэффициента термического расширения полимеров в масштабах от микрометровых до атомных размеров [25].

Теплоемкость, т. е. количество тепла, поглощаемого телом при его нагревании на 1 К, является термодинамическим параметром и, следовательно, зависит от природы молекулярного движения. При по­явлении нового типа молекулярного движения, например при перехо­де из стеклообразного в высокоэластическое состояние, кристаллиза­ции или плавлении, теплоемкость возрастает скачкообразно. Обычно экспериментально определяют удельную теплоемкость Ср при посто­янном давлении методом калориметрии ( ее значения приведены в справочных данных для большинства марок каучуков).

Теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопро­водности Л, равным количеству тепла, протекающего за единицу вре­мени через единицу площади поверхности, перпендикулярной к на­правлению потока тепла, при перепаде температур в 1 К на единицу длины в этом направлении. Определение теплопроводности обычно проводят в динамическом режиме, т. е. в условиях неустановившегося теплового потока. Однако удобные экспериментальные установки, пригодные для измерения теплопроводности эластомеров с высокой точностью, серийно не выпускаются. Поэтому рекомендуется без про­ведения дополнительных экспериментов производить расчеты на ос­новании приводимых в справочной литературе данных (табл.19.4).

При расчете температурного поля в изделиях удобно пользо­ваться температуропроводностью, характеризующей скорость изме­нения температуры в материале, находящемся в тепловом потоке. Ко­эффициент температуропроводности определяется как

А = Л/(р С/

Где Л - коэффициент теплопроводности; р - плотность материала; Ср - Удельная теплоемкость.

Таблица 19.4.

Удельная теплопроводность некоторых марок каучуков и

Технического углерода

А., Вт / (м-К) ЩИ

X

Каучук

Ненаполненный

60 мае. ч. И!!

ТУ

Вт/

Вулканизат

П324 III

(м-К)

СКИ-3

0,167

0,289-0,292

Еке-зо

0,205

0,315-0,335

П803

0,87

СКН-18

0,192

0,345 1

П514

0,91

СКН-26

0,155

0,358-0,369

П324

0,89

СКН-40

0,205

0,337-0,364

П234

0,85

СКД

0,188

0,313-0,316 (111

К354

0,63

БК

0,130

0,256-0,270 ill

Температуропроводность определяют, измеряя изменение во времени температуры в образце простой формы (например, прямо­угольной пластине), на границе которого поддерживается постоянная температура. Для основных марок каучуков она составляет:

НК

8,9

СКН-18

10,8

СКС-30

11,5

СКИ-3

9,0

СКН-26

9,0

БК

7,26

СКД

11,3

СКН-40

10,2

Наирит

9,3

В Тамбовском институте машиностроения разработана [26] система АСНИ-ТФС для измерения реотеплофизических свойств жидкостей, позволяющая измерять коэффициенты теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, комплексный рео - физический параметр жидкостей (отношение динамической вязкости к теплопроводности при сдвиговом течении жидкости), а также твер­дых листовых материалов и плоских слоев сыпучих материалов.

Морозостойкость эЛастомеров определяют совокупностью мето­дов, различающихся типом деформации (растяжение, сжатие, изгиб), ее величиной и временем деформирования [27, 28].

Влияние величины деформации на морозостойкость изучается при деформациях сжатия и растяжения (ГОСТ 408-78. Резина. Мето­ды определения морозостойкости при растяжении). В области малых деформаций растяжения с возрастанием деформации коэффициент морозостойкости возрастает; наиболее отчетливо это проявляется для резин, наполненных техническим углеродом, структура которого раз­рушается при небольших деформациях. Экстремальный характер за­висимости для ненаполненных резин связан с ориентацией и кристал­лизацией цепей при растяжении, а также с разрушением и перестрой­кой их структуры под действием больших напряжений. Вследствие существенного влияния величины деформации на коэффициент моро­зостойкости следует проводить испытания при деформациях, близких к реальным для изделий значениям. Кроме того, необходимо учиты­вать, что все используемые методы определения морозостойкости не пригодны для оценки эксплуатационных свойств РТИ, которые опре­деляются помимо морозостойкости резины еще и конструкцией и формой детали, режимами и условиями ее эксплуатации.

Метод определения морозостойкости по МС ISO 4432 заклю­чается в измерении величины модулей и температуры, при которой модуль испытуемого образца возрастает в 2, 5, 10 и 100 раз по сравне­нию с его значением при комнатной температуре. Испытуемый обра­зец соединен с калиброванной проволокой; в процессе испытания об­разец и проволока закручиваются. Измеряя угол поворота, вычисляют модуль образца при температуре испытаний. Поскольку при испыта­нии нет фиксированного параметра, это делает результаты в извест­ной мере неопределенными, и в связи с этим модуль называют услов­ным модулем при кручении. Условность модуля связана также с тем, что неизвестна деформация, при которой он определен, в то время как зависимость модуля от деформации является существенной. Указан­ные ограничения тем не менее не препятствуют применению метода не только для испытаний резин, но и для оценки морозостойкости прорезиненных тканей и конструкций на их основе.

Определение температурного предела хрупкости резин при из­гибе заключается в разрушении замороженного образца резины, за­крепленного одним концом, при мгновенном приложении ударной на­грузки к его свободному концу. За результат испытания принимается наивысшая температура двух параллельных образцов, при которой они приобретают хрупкость и при изгибе ударником дают видимую невооруженным глазом трещину или ломаются [19]. Определение связано с визуальным обнаружением трещин на образцах, что обу­словливает субъективные ошибки метода; дополнительную неопреде­ленность вносит влияние на результат испытания силы, с которой об­разцы затягивают в зажиме перед испытанием. Поэтому межлабора­торная воспроизводимость метода достигает 8 °С.

Способ определения температуры хрупкости при изгибе путем фиксации разрушения образцов без их визуального осмотра состоит в следующем. В процессе испытания боек, изгибающий образцы, дол­жен двигаться с постоянной скоростью 2 ± 0,2 м/с. По мере пониже­ния температуры образцов скорость бойка изменяется по кривой с минимумом, хотя и находится, как правило, в пределах допуска; ми­нимум на этой кривой соответствует температурному пределу хрупко­сти резины. Уменьшение скорости бойка при понижении температуры связано с возрастанием жесткости резины. Непосредственно перед хрупким разрушением образец находится в состоянии вынужденной эластичности, когда его жесткость соизмерима с жесткостью в хруп­ком состоянии; однако образец не разрушается в процессе деформи­рования, что связано со значительным поглощением энергии, а зна­чит, со снижением скорости бойка. В хрупком состоянии трещины появляются при незначительной деформации, расход энергии бойка на деформирование образца снижается, а скорость его возрастает. Та­ким образом, минимум скорости соответствует состоянию, предшест­вующему разрушению, т. е. температурному пределу хрупкости. Для исключения влияния силы зажатия образца применяется резиновая прокладка, что уменьшает разброс показаний.

При оценке соответствия резин предъявляемым к ним требо­ваниям по морозостойкости в течение многих лет в промышленности применяют метод определения эластического восстановления после сжатия по ГОСТ 13808-79 и метод растяжения образцов на 100 % по ГОСТ 408-78 (метод А). Эти методы включены в нормативно - техническую документацию на резины, по ним установлены норма-* тивные показатели, предприятия оснащены приборами для испыта­ния. Определение морозостойкости резин при растяжении более со-1 вершенно, чем аналогичный метод при сжатии ввиду отсутствия^ влияния на результаты испытания коэффициента формы образца Ц трения между опорными поверхностями образца и сжимающих плита Учитывая возможность выползания образцов из зажимов в процессе! растяжения и неоднородность деформации по длине образца, не уда4 ется достоверно измерить модуль эластичности, поэтому в стандарте! не предусмотрено измерение модуля. Кроме того, поскольку резино-^ вые изделия работают при деформациях, значительно меньших, чем предусмотрено в методе испытаний, а коэффициент морозостойкости! зависит от величины деформации, этот метод также следует исполь4 зовать с осторожностью.

С целью устранения этих недостатков разработан метод опре­деления морозостойкости резин при растяжении на 10%. Метод испы­тания заключается в нахождении массы груза, под действием которое го образец растягивается на 10% при комнатной температуре в тече­ние 30 с, и растяжении образца этим же грузом при низкой темпера­туре. По отношению модулей эластичности образца при комнатной и низкой температурах вычисляют коэффициент морозостойкости. Этот метод испытаний включен в ГОСТ 408-78 в качестве метода Б. По-! скольку в процессе испытания точно известны напряжение и дефор-] мация образца, измеряемый модуль является реальным и может быть" использован при расчете конструкции резиновых деталей. i

Электрические свойства [29]. Специфика изучения электрических' свойств эластомеров связана с тем, что при эксплуатации они нахо­дятся в высокоэластическом состоянии, и поэтому основной интерес3 представляют их электрические характеристики выше температуры1 стеклования, тогда как при исследовании других полимеров основное? внимание уделяется их электрическим свойствам в стеклообразном состоянии. Другая особенность - высокое содержание в резинах тех-' нического углерода, существенно изменяющего как природу электри-;

Ческих свойств эластомеров, так и значения их электрических харак­теристик.

Электропроводность к - величина, обратная электрическому со­противлению, - характеризует способность материала проводить элек­трический ток. Для ненаполненных полимеров, в том числе эластоме­ров, значения к - Dl / DE3 (где I - сила тока, Е3 - напряженность при­ложенного электрического поля) весьма малы и близки к значениям к для диэлектриков [30]. Наряду со способностью к поляризации в электрическом поле это свидетельствует о принадлежности полиме­ров к классу диэлектриков, т. е. об отсутствии у них свободных элек­тронов. В последние годы для создания полимерных изделий, обла­дающих высокой проводимостью и выполняющих роль полупровод­ников, нашли широкое применение материалы, способные длительно сохранять заряд на поверхности после электризации, так называемые электреты.

Диэлектрическая проницаемость. При действии внешнего элек­трического поля в диэлектрике происходит смещение электрических зарядов и появление поверхностных зарядов. Это явление описывает­ся в терминах диэлектрической проницаемости s0 и поляризации Р. Поляризация материала - это изменение плотности заряда на пласти­нах конденсатора, если в качестве диэлектрика вместо вакуума ис­пользуется данный материал, т. е. Р = QaaK - QMam. Смещение зарядов внутри материала взаимно нейтрализуется, поэтому поляризация про­исходит лишь на поверхностях, контактирующих с пластинами кон­денсатора. Диэлектрическая проницаемость, в свою очередь, опреде­ляется относительным повышением емкости С конденсатора или от­носительным снижением разности потенциалов U в условиях, когда плотность зарядов остается постоянной, т. е. Ј(F=CMaJCeaK = UeaK/ UMam.

В переменных электрических полях поляризация изменяется во времени периодически, но, поскольку быстрые движения зарядов затруднены, это приводит к рассеянию энергии в виде тепла. В то вре­мя как в вакууме вектор электрического тока образует с вектором на­пряжения угол, равный 90°, при поляризации диэлектрика фазовый угол уменьшается.

Эффективный электрический ток, таким образом, может быть представлен в виде суммы мнимой составляющей 1„ находящейся в Одной фазе с напряжением, и действительной составляющей 1С, соот-1 ветствующей току при отсутствии потерь, т. е. в вакууме (9 - фазовый угол, 8 - угол потерь). Величина Tg 8- /, / Lc называется тангенсом угла диэлектрических потерь. Тогда диэлектрическую проницаемость щ можно представить в аналогичном виде (в комплексной форме):г: = е' - Is", где £" - коэффициент потерь, и е"/е' = Tg 8. Термины "коэффи-1 циент потерь" и "тангенс угла диэлектрических потерь" возникли, по-] скольку потери энергии пропорциональны е" и Tg 8. Как £", так и S'l зависят от частоты тока; в технике обычно пользуются частотами ни-| же 10,() Гц. В большинстве термопластичных полимеров, состоящих! из неполярных молекул (таких, как полиолефины), в чистом виде и при сравнительно низких температурах потери в низкочастотном (звуковом) диапазоне невелики. Большие значения £ характерны для; полярных полимеров, к числу которых относятся полихлоропрено- вый, бутадиен-нитрильный и фтор - каучуки.

Другой особенностью изменения диэлектрической проницае­мости и потерь в полимерах является их чувствительность не только к, Изменениям сегментальной подвижности, но и к проявлениям под­вижности боковых и концевых групп, а также отдельных звеньев мак­ромолекулы. Поэтому исследование температурной зависимости Tg 8 Позволяет получить полный спектр времен релаксации полимера. Бла­годаря высокой чувствительности и возможности проводить исследо­вания в широком диапазоне частот, изучение диэлектрических свойств является прекрасным способом исследования структуры по­лимеров, недостаточно еще распространенным применительно к эла­стомерам. Однако метод не лишен и недостатков. Высокая проводи­мость эластомеров, наполненных техническим углеродом, приводит к Высоким значениям е" и искажению вида частотной и температурной зависимостей S" и Tg 8. Кроме того, исследование неполярных эла­стомеров требует, как правило, введения полярных добавок, при вы­боре которых следует учитывать возможность изменения в их присут­ствии подвижности полимерных молекул.

Электрическая прочность материала определяется наимень­шим напряжением, которое вызывает полную потерю стандартным образцом диэлектрических свойств (т. е. материал становится провод­ником ). Это сопровождается разрушением химической структуры ма­териала главным образом вследствие термической деструкции. По­лярные полимеры имеют большую электрическую прочность, чем неполярные; электрическая прочность резко уменьшается при переходе из стеклообразного в высокоэластическое состояние, а также при введении наполнителя.

Магнитные свойства выражаются величиной магнитной воспри­имчивости, измеряемой с помощью магнитных весов. Она определя­ется как отношение намагниченности материала М к напряженности Я внешнего магнитного поля. В зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости все вещества делятся на диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные. Чистые каучуки представляют со­бой диамагнитные материалы и поэтому выталкиваются из неодно­родного магнитного поля. Многокомпонентные резиновые смеси, особенно содержащие технический углерод, являются парамагнитны­ми материалами и поэтому втягиваются в поле; силу выталкивания или втягивания можно измерить с помощью магнитных весов [19].

Огнестойкость эластомеров определяется показателями кислород­ного индекса и температуры воспламенения, а также стойкости мате­риала к распространению пламени по поверхности, т. е. материал идентифицируется как горючий либо самозатухающий [19].

Кислородный индекс (КИ) определяется минимальной концен­трацией кислорода в смеси с азотом, поддерживающей горение свече - подобного образца. Чем выше значение КИ, тем лучше материал со­противляется возгоранию.

Температура воспламенения определяется как температура, при которой материал воспламеняется самопроизвольно (температура самовоспламенения) или под действием внешнего источника огня (температура зажигания). При испытании образец подвергается на­греванию с постоянной скоростью при стандартных условиях подачи воздуха.

Материал считается самозатухающим, если полоска этого ма­териала, расположенная определенным образом в пространстве, после ее зажигания с одного конца в течение 30 с пламенем длиной 2,5 см перестает гореть на расстоянии до 1 см от зажженного конца. Ско­рость распространения пламени определяют при зажигании образца в виде пластинки, расположенной относительно источника тепловых лучей так, чтобы градиент температур вдоль образца составлял при­близительно 10 °С/см.

Проницаемость. Для оценки проницаемости полимерных мате­риалов, используемых в средствах для индивидуальной защиты, и их пористости используется метод, основанный на определении времени проникновения через них жидких сред путем регистрации изменения поверхностного электрического сопротивления изнаночной стороны материала при проникновении сред через образец.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ и СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ

Определение растворимости серы в эластомерах

Чаще всего пользуются оптическими или радиоизотопными методами. Оптические методы предполагают исследование тонких плёнок, приготовленных из композиции. В образцах, которые обяза­тельно должны быть прозрачными, оценивается число частиц серы, однако этот метод …

Безроторные реометры

В безроторных реометрах поведение резиновой смеси в про­цессе вулканизации оценивается в колеблющейся полуформе. Крутя­щий момент, передаваемый через образец, измеряют датчиками в дру­гой полуформе, а непосредственное использование нагретых полу­форм сокращает продолжительность …

Исследование вулканизатов

Деструктивные процессы в вулканизационных сетках, проте­кающие при термоокислительном воздействии в поле механических нагрузок, обусловливают необратимую статическую и динамическую ползучесть (крип). Для эластомерных систем предлагается [36] новый метод ТМА, основанный на …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.