ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамические механические свойства полимерных композиций с дисперсными полимерными наполнителями из "Физическая химия наполненных полимеров" Механические свойства полимерных композиций рассматривались во многих работах (см., например [16, 375, 377, 426]), поэтому в данном разделе мы остановимся только на некоторых общих вопросах, связанных в основном с релаксационными свойствами таких композиций. [c.223] Здесь Е а и — комплексные модули двух фаз, величины X и Ф соответствуют доле, занимаемой фазой а по толщине и длине образца, произведение ) ф эквивалентно объемной доле фазы а. [c.223] Уравнения (V. 5) и (V. 6) применимы ко многим системам, в которых два компонента образуют раздельные невзаимодействуюшие фазы. Например, при применении модели Такаянаги для описания динамического модуля упругости и механических потерь бутадиен-стирольного каучука, усиленного частицами полистирола размером 400 А, было установлено [435], что в высокоэластической области наполнитель резко увеличивает модуль, но мало влияет на него в области стеклообразного состояния. При этом не было обнаружено изменения температур стеклования компонентов в смеси по сравнению с чистыми компонентами. Поведение системы хорошо описывается с помощью обсуждаемых уравнений без рассмотрения влияния наполнителя на сегментальную подвижность макромолекул каучуковой фазы. [c.224] Механические модели для вычисления модуля по эквивалентной модели. [c.224] Значения модулей в различных моделях определяются следующими уравнениями. [c.225] Здесь Е1 и 2 — комплексные модули их компоненты — модули упругости и потерь для смеси — получаются прямой подстановкой соответствующих величин в эти соотношения с последующим разделением на действительную и мнимую компоненты. [c.225] внения для модулей, рассчитываемых по двум рассматриваемым моделям, могут быть сведены к уравнению (V. 10), если определить параметры модели ф] = 1)(1 + а)/(а -Ь и) и Х1 = (а+ + )/(1+а). [c.226] Для правильного описания результатов эксперимента приходится задаваться значениями Vм, меняющимися от 0,2 до 0,5. Для модельных систем (дисперсия акрилатного латекса в ПММА и т. п.), структура которых была оценена методом электронной микроскопии, проводились расчеты зависимости модуля упругости от состава по уравнению Кернера. Установлено, что в ряде случаев оказывается необходимым введение в теоретические уравнения не истинной, а эффективной доли объемной дисперсной фазы с учетом зависимости этой величины от температуры. При этом важную роль играет эффект инверсии фаз, который может приводить к изменению хода температурной зависимости механических потерь. Использование модельных представлений может быть положено также в основу рассмотрения влияния морфологии на свойства полимерных композиций, если под морфологией понимать характер распределения частиц наполнителя и их размеров в фазе полимера-матрицы [440]. [c.227] Недостатком всех рассмотренных модельных представлений является пренебрежение возможным взаимодействием между компонентами на границе раздела фаз. Как следует из изложенного выше, практически во всех случаях, когда имеется термодинамически несовместимая система, происходит образование межфазных переходных слоев. С этой точки зрения представляет интерес работа Романова и Зигеля [441], изучавших динамические механические свойства наполненных эластоме ров на примере этиленвинил-ацетатного сополимера с ПС, ПА и ПММА в качестве наполнителей при разных соотношениях компонентов. Ими была сделана попытка на основании данных о температурной зависимости модулей упругости компонентов и композиции рассчитать параметр, характеризующий взаимодействие компонентов, исходя из увеличения объема частиц вследствие адгезии прилегающего межфазного слоя. Было найдено, что этот параметр постоянен выше температуры стеклования полимерной матрицы и уменьшается при более низких температурах, но не зависит от содержания наполнителя. [c.227] Из рис. V. 25 видно, что с увеличёнием концентрации наполнителя Фпс доля свободного объема эпоксидной матрицы становится выше, чем в чистой эпоксидной смоле. Таким образом, увеличение сегментальной подвижности в системе ЭД-20—ПС обусловлено, по-видимому, более рыхлой структурой полимера в эпоксидной матрице. Поскольку возрастание доли свободного объема наблюдается при увеличении концентрации граничных слоев, можно считать, что увеличение доли свободного объема происходит преимущественно в граничном слое полимера. [c.230] Для тех же образцов ЭД-20, наполненных ПС, были получены температурные зависимости тангенса угла механических потерь области температуры стеклования полимерной матрицы (рис. V. 27), Как видно из рисунка, повышение концентрации полимерного наполнителя сдвигает максимум потерь в сторону низких температур. Это свидетельствует о том, что в образцах с большей степенью наполнения межмолекулярное взаимодействие ослабляется. Это может быть следствием более рыхлой упаковки сегментов в граничном слое. [c.231] Интересным методом получения наполненных полимерным наполнителем систем является полимеризация мономера, в котором растворен полимер, несовмести1 ый с получающимся полимером. Релаксационные свойства такой системы зависят от исходной концентрации полимера в мономере. [c.232] Увеличение размера частиц приводит к уменьшению поверхности раздела. [c.233] Таким образом характер распределения компонентов в системе существенно влияет на их релаксационное поведение, которое является функцией не только состава, но и распределения частиц дисперсной фазы в полимерной матрице. [c.233] Вернуться к основной статье