ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние агрессивных сред на прочность полимеров из "Химическая стойкость полимеров в агрессивных средах" Агрессивные среды, как уже указывалось, можно разделить на две группы физически и химически активные среды. [c.232] Физически активные среды. Физически активные среды могут как адсорбироваться на поверхности, так и сорбироваться полимерным изделиям. [c.232] Адсорбция компонентов агрессивной среды приводит к изменению поверхностной энергии уп-р на границе полимер — среда. Если физически активная среда является многокомпонентной, то растворимые компоненты по отношению к растворителю могут быть поверхностно-активными (ПАВ) или поверхностно-инактпвными в зависимости от того, уменьшают или увеличивают они поверхностную энергию 7п-р. [c.232] К ПАВ относятся большинство органических растворимых в воде соединений кислоты и их соли, спирты, эфиры, амины, белки и др. [c.232] Адсорбционный эффект может быть выявлен в чистом виде для полимеров, которые практически не набухают в физически активных средах. Одной из таких систем является полистирол — водные растворы спиртов. Известно, что при контакте с метанолом полистирол сохраняет жесткую структуру, при этом происходит либо адсорбция на внешней поверхности полимера, либо в его объеме по механизму объемного заполнения микропор [16]. [c.233] Бакеев с сотр. [17] подробно исследовали изменение предела вынужденной эластичности образцов полистирола разной толщины в водно-спиртовых растворах для гомологического ряда спиртов. Действие этих сред на предел вынужденной эластичности возрастало по мере увеличения числа метиленовых групп в молекуле спирта по правилу Дюкло —Траубе (поверхностная активность при добавлении к гомологу метиленовой группы увеличивалась в три раза). Как и следовало ожидать, имелась критическая толщина образца (около 1,9 мм), выше которой водные растворы спиртов практически не влияли на предел вынужденной эластичности (рис. VIII.4). [c.233] Зависимость прочности пленок полиэтилена при 20 °С от времени воздействия на них воды без нагрузки /) и при нагрузке (2) [18]. [c.234] Таким образом, можно полагать, что для адсорбционно-активных сред, не вызывающих набухание полимеров, адсорбционный эффект играет превалирующую роль в понижении прочности полимера. [c.234] Если при сорбции полимерными изделиями компонентов агрессивной среды происходит набухание полимера, то в общем случае проявляется два эффекта уменьщение межмолекулярных взаимодействий, способствующих образованию микротрещин в объеме образца и более равномерное распределение напряжений, увеличение гибкости микромолекул и возможное увеличение степени кристалличности полимера. [c.234] Первый эффект приводит к уменьшению, второй — к увеличению прочности полимерных изделий. [c.234] Указанные эффекты действуют одновременно, однако интенсивность действия каждого из них зависит от величины силового поля и времени контакта полимерного изделия с физически активной средой. Чаще всего наблюдается экстремальная зависимость прочности от времени (рис. Vni.5) [18]. [c.234] Соотношение между эффектом микрорастрескивания и увеличения гибкости макромолекул или увеличение степени кристалличности при одинаковых температурах, нагрузках и времени контакта с агрессивными средами определяется следующими факторами. [c.234] Физическое состояние полимера. Обычно для полимеров, находящихся в стеклообразном состоянии, преобладает первый эффект и при сорбции физически активных сред их прочностные характеристики ухудшаются, причем активно происходит процесс растрескивания. [c.234] В эластическом состоянии растрескивание полимеров при сорбции компонентов агрессивных сред практически не наблюдается. В этом случае основную роль играет второй эффект. [c.234] Степень кристалличности полимера. В условиях одновременного действия нагрузки и агрессивной среды прочность аморфных полимеров преимущественно увеличивается, а у полимеров с высокой степенью кристалличности происходит некоторое снижение прочности [18]. [c.234] Все это приводит к уменьшению прочности полимерных изделий. [c.235] Давление. С увеличением давления резко снижается прочность полимеров в физически активных средах вследствие увеличения скорости диффузии жидкой фазы через пористую структуру микро-трещин и диссоциации кластеров воды на отдельные молекулы, действующие более эффективно на рост микротрещин [20]. [c.235] Химически активные среды. В присутствии химически активных сред происходит процесс деструкции, который приводит к уменьшению прочности полимерного изделия. [c.235] В отличие от физически актив1ных сред эксперименты по действию химически активных сред на прочность большей частью проводились в два этапа вначале полимерное изделие выдерживалось заданное время в агрессивной среде при определенных условиях, затем полимерное изделие отмывалось от агрессивной среды и из диаграммы напряжение — деформация определялась его прочность на воздухе. [c.235] В этих экспериментах не определялась истинная прочность полимерного изделия в агрессивной среде при данных условиях, однако полученные данные правильно отражали относительное изменение прочности при действии химически активных сред. [c.235] Вернуться к основной статье