Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Чернин И.3. -> "Эпоксидные полимеры и композиции" -> 34

Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.

Чернин И.3., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции — М.: Химия, 1982. — 232 c.
Скачать (прямая ссылка): epoxyds.djvu
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 98 >> Следующая

90
позволяет предположить, что при определении их толщины происходит пересчет некоторых объемных эффектов, зависящих от геометрии системы и свойств компонентов, на большую или меньшую поверхность. Поэтому представляет интерес рассмотреть некоторые процессы, которые оказывают влияние на всю массу полимера в наполненном пластике и не связаны только со специфическим поверхностным взаимодействием. Влиянием таких эффектов, отнесенным к поверхностным слоям, можно в некоторых случаях объяснить большие расчетные значения тол-
1.-йШны граничных слоев.
Кроме молекулярного поверхностного взаимодействия полимер— наполнитель или подложка в наполненных системах, покрытиях, клеях и компаундах необходимо учитывать также механическое взаимодействие матрица -наполнитель или подложка, возникающее вследствие ограничения усадки полимера наполнителем. При этом предполагается, что сплошность системы сохраняется, т. е. адгезия на границе раздела фаз не нарушается. В случае эпоксидных полимеров этот механизм весьма вероятен, так как по сравнению с другими связующими они обладают большой адгезией и хорошо работают в условиях стесненной деформации без нарушения сплошности. Это взаимодействие распространяется на весь объем полимера и его влиянием можно в некоторой степени объяснить значительную толщину граничных слоев.
Хорошо известно, что при введении в полимер наполнителя, нанесении его на твердую подложку или заливке в какую-либо форму его усадка и термическое расширение уменьшаются. Если полимер находится в жидком состоянии, то сокращение объема происходит за счет течения полимера и уменьшения общего объема системы или возникновения пористости. Как показано в предыдущей главе для эпоксидных смол, в жидком состоянии в зависимости от типа смолы и условий отверждения в некоторых случаях более половины полной усадки. Если наполнитель достаточно плотно упакован и не может деформироваться вместе с матрицей, образуя пространственный каркас с некоторой эффективной жесткостью, происходит «всасывание» его с поверхности материала. При формировании пропитанного эпоксидной смолой материала в замкнутой форме часто образуются поры, причем пористость равна объемной усадке в жидком состоянии, т. е. составляет около 2—3% (см. гл. 3). Плотность отверждающегося полимера при этом остается такой же, как и у ненаполненного полимера.
Т\осле гелеобразования такой отверждающейся системы или после достижения достаточно большой вязкости течение прекращается и начинает сказываться ограничение деформации полимера наполнителем, что и приводит к уменьшению усадки или ТКР полимера, т. е. объем полимера в наполненной системе изменяется меньше, чем в отсутствие наполнителя. Степень уменьшения усадки или ТКР зависит от формы н
91
концентрации частиц наполнителя, т. е. от жесткости скелета наполнителя и модуля упругости полимера. Предполагая Е2 «С ?1 (?[ — модуль упругости полимера, Е2 — модуль упругости наполнителя), что справедливо практически для всех композиций с минеральным наполнителем, можно считать степень ограничения деформации независимой от Е2 и, следовательно, величиной, характерной для данной композиции.
Влияние наполнителя и жесткость скелета наполнителя можно характеризовать величиной
а, -а\
¦к =-
01 — а2
•где а,—ТКР (объемный или линейный, а также усадка) полимера; а2 — ТКР наполнителя; а, —ТКР полимера в наполненной системе. При Е2 < ?,
а = о,а [ + и2а2 и а{ = — а--^~а2
тде а —ТКР или усадка композиции; О]—объемная доля полимера; »2 — ¦объемная доля наполнителя.
Как уже упоминалось, к можно считать характеристикой композиции и, определив ее, например из значений ТКР в стеклообразной области, можно использовать, в частности, для расчета усадки.
Если система подчиняется правилу аддитивности а = и1<х1 ¦4-' 4- У2«2, т. е. наполнитель не ограничивает деформацию полимера, то к = 0; если же жесткость скелета настолько велика, что расширение полимера не сказывается на расширении системы и коэффициент расширения системы равен коэффициенту расширения напочнителя (или подложки), то к — 1. В реальных случаях наблюдаются промежуточные значения. Зная х, можно найти фактический коэффициент расширения или усадку полимера в наполненной системе а[:
а' = а, — и (а, — а2) При изотермической усадке а =0 и а[ = о1{\ — у).
Исследование структуры большого числа разнообразных наполненных эпоксидных композиций, а также эпоксидных полимеров, отверждающихся при контакте с твердыми телами, показало, что сплошность эпоксидных материалов в таких условиях обычно не нарушается и эпоксидные матрицы значительно лучше других стеклообразных термореактивных полимеров переносят работу в условиях стесненной деформации, что в значительной мере и обусловливает их широкое применение в наполненных пластиках, композиционных материалах, клеях, компаундах и покрытиях.
Рассмотрим изменение объема эпоксидного полимера при получении наполненных систем. После нагревания выше Гс на-»
92
Рис. 4.2. Дилатометрические кривые термического расширения эпоксидной смолы, отвержденной ароматическим амином в условиях ограничения деформаций:
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 98 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed