ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические и технологические свойства каучуков, применяемых для эластичных магнитных материалов из "Эластичные магнитные материалы" Развитие современной техники выдвигает задачу создания полимерных материалов, обладающих лучшими электроизоляционными, полупроводниковыми и магнитными свойствами, чем у известных полимеров. [c.11] Задача синтеза полимеров, обладающих магнитными свойствами, решается путем создания металлоорганических соединений, содержащих в своем составе кроме углерода и других элементов еще и металлы. Метал-лоорганические полимеры находятся на стыке органических и неорганических соединений. [c.12] Для получения металлоорганических соединений внутрикомплексного (хелатного) типа реакцию проводят между тетрадентатным лигандом, содержащим не менее четырех комплексообразующих групп, и ионами металла или такими более простыми внутрикомплексны-ми соединениями, как ацетилацетоны различных металлов. В результате этого образуются полимеры, в которых связь между звеньями осуществляют внутрикомплексные гетероциклы с центральным атомом металла, отличающиеся высокой устойчивостью. [c.12] Первое железоорганическое соединение (ферроцен) было получено в 1951 году Кили и Посоном при попытке синтезировать дициклопентадиен при взаимодействии хлорного железа с бромистым циклопентадиенилмагнием. На основании изучения свойств нового железоорганического соединения Уилкинсоном с сотрудниками была предложена сендвнч -структура ферроцена, у которой железо находится в центре молекулы. Эта структура позднее была подтверждена данными рентгеновского анализа и исследованиями ферроцена методом дифракции электронов [8]. [c.14] В чистом виде ферроцен представляет собой оранжево-желтое кристаллическое вещество, плавящееся без разложения при 173 °С. Отличительная особенность ферроцена — его стабильность за счет того, что металл расположен между двумя циклопентадиеновыми группировками на равном расстоянии от любого из пяти атомов каждого кольца. Образование связи металла с циклопентадиеном обусловлено взаимодействием -электро-нов металла с я-электронами циклопентадиена. [c.14] Ферроцен — диамагнитный материал. Атом железа в ферроцене имеет подвижные электроны, которые влияют на относительную активность присоединенных к ферроцену групп, поэтому введение ферроцена в полимерную молекулу должно увеличивать подвижность электронов всей системы. Полимеры с низким молекулярным весом дают сигнал ЭПР в твердом состоянии и не дают в растворе. Это можно объяснить взаимодействием между цепями макромолекул в твердом состоянии, что приводит к дополнительному сопряжению и появлению сигнала ЭПР, причем сигнал ЭПР тем слабее, чем меньще число ферроценовых звеньев в полимере. [c.14] Исследов ания полимеров ферроцена, полученных реакцией алкилирования по Фриделю—Крафтсу и полирекомбинацией, показали, что сигнал ЭПР дают поли-ферроценилены с л-сопряжением между ферроценовыми звеньями. [c.14] Слабый парамагнетизм исходных полимеров на основе ферроцена возможно обусловлен небольшими количествами (0,001% в расчете на ферромагнитные соединения) парамагнитных или ферромагнитных примесей [11]. [c.15] Прогрев полимеров ферроцена в вакууме и на воздухе при 270 °С приводит к существенному изменению их магнитных свойств (табл. 1.2). Из сопоставления данных магнитной восприимчивости ферроценов при нормальной температуре и после прогрева в вакууме при 270 °С следует, что магнитная восприимчивость прогретых полимеров значительно выше, чем непрогретых (на два—три порядка). При прогревании в вакууме магнитная восприимчивость возрастает больше, чем при прогревании в воздухе. При этом рост магнитной восприимчивости полимеров ферроцена объясняется [11] не появлением окислов железа, а образованием ферромагнитных металлоорганических соединений железа. [c.15] Кроме того, при нагревании появляется сильная зависимость магнитной восприимчивости полимеров ферроцена от напряженности внешнего магнитного поля, характерная уже для ферромагнитных веществ. [c.15] Однако ДЛЯ проявления заметного ферромагнетизма наличие некомпенсированных спинов является необходимым, но недостаточным условием, так как из-за дезориентации вследствие теплового движения для намагничивания до насыщения требуются чрезвычайно сильные поля. [c.16] Второе условие определяется величиной электрических сил обменного взаимодействия, между электронами. А так как у полимеров ферроценк расстояние между атомами велико, эти силы стремятся к нулю. Поэтому даже такое резкое возрастание магнитной восприимчивости, которое наблюдается у ферроценсодержащих полимеров, не позволяет, использовать их в качестве ферромагнитных материалов. Для дальнейшего повышения их магнитной восприимчивости необходимо было бы уменьшить расстояние между электронами. Такая перестройка в структуре полимера привела бы к увеличению обменного взаимодействия и появлению намагниченных до насыщения микрообластей. Однако это условие реализуется только для кристаллических веществ с доменной структурой. [c.16] С химическим строением каучуков связана их способность образовывать пространственные системы с редким расположением поперечных связей. Высокий молекулярный вес натурального и изопренового каучуков и гибкость их молекул способствует образованию большого числа конформаций, обусловливающих их высокую эластичность [12]. Поэтому при разработке эластичных магнитных материалов (магнитных резин) применяются натуральный и синтетический изопреновый каучуки. Для условий, в которых необходимо сочетание заданных магнитных свойств с повышенной стойкостью к воздействию температуры, света, озона и агрессивных химических сред, целесообразно создавать магнитные резины с использованием этиленпропиленового и бутил-каучуков. Резины на основе бутилкаучука, кроме того, Лдэтличаются хорошими электроизоляционными свойства-г ЧМИ и позволяют изготавливать эластичные магнитные изоляторы. Для обеспечения маслобензостойкости резин I и изделий в нашей стране и за рубежом используются 1 х хлоропреновые каучуки и нитрильные каучуки различ-Чгч ных марок. [c.17] Натуральный каучук получают из латекса двумя способами 1) коагуляцией латекса с последующей промывкой и сушкой полученного каучука при коагуляции большинство растворимых составных частей латекса попадает в отходы в настоящее время плантационный каучук получают в основном этим способом 2) испарением воды из латекса почти все составные части латекса в этом случае переходят в каучук способ дает возможность получать порошкообразные каучуки при использовании таких каучуков можно значительно механизировать и упростить подготовительные процессы резинового производства (развеску, пластикацию). [c.18] Важнейшими сортами каучуков, получаемых коагуляцией латекса, являются так называемые стандартные сорта смокед-шитс и светлый креп. Это первосортные каучуки. Из отходов, образующихся при изготовлении каучуков первых сортов, получают каучуки низших сортов. [c.18] Макромолекулы каучука независимо от его происхождения состоят из одних и тех же элементарных групп С5Н8. Основные свойства технического каучука определяются наличием в нем высокомолекулярного углеводорода состава (С5Н8)п, однако в свежем каучуке имеются альдегидные группы, число которых значительно колеблется в зависимости от происхождения каучука они вызывают сильное структурирование и увеличение вязкости каучука при хранении. [c.19] Каучук из гевеи помимо 1,4-цис-нзомера содержит около 2% звеньев, соединенных в положении 3,4. Не-предельность каучука составляет 95—98% от теоретической. [c.19] Средний молекулярный вес натурального каучука в латексе более 10 при бимодальном молекулярно-весовом распределении, которое характеризуется слабовы-раженным низкомолекулярным пиком (10°) и высокомолекулярным пиком (более 2-10 ). [c.19] В каучуке содержится некоторое количество нерастворимого микрогеля. Молекулярный вес, молекулярновесовое распределение и содержание микрогеля определяют вязкость каучука, которая является одним из важнейших показателей его технологических свойств. Обычно при хранении, по-видимому, в результате реакций концевых альдегидных групп и содержащихся в каучуке белков, происходит структурирование каучука, приводящее к повышению его вязкости. Введение монофункциональных аминов (например, гидроксиламина) в латекс позволяет исключить процесс структурирования и образования дополнительного количества микрогеля и, таким образом, увеличить стабильность каучука при хранении. [c.19] Невулканизованный натуральный каучук в процессе длительного хранения при температуре от +10°С и ниже кристаллизуется. Максимальная скорость его кристаллизации наблюдается при температуре —26 С. Внешне кристаллизация проявляется в том, что листы каучука теряют прозрачность и твердеют. При нагревании выше 11 °С каучук снова приобретает эластические свойства. [c.20] Вернуться к основной статье