Главная » 2014 » Июль » 20 » Скачать Свойства термоокисленных полидиенов в плёнках различной толщины. Барабин, Станислав Сергеевич бесплатно
05:12
Скачать Свойства термоокисленных полидиенов в плёнках различной толщины. Барабин, Станислав Сергеевич бесплатно
Свойства термоокисленных полидиенов в плёнках различной толщины
Диссертация
Автор: Барабин, Станислав Сергеевич
Название: Свойства термоокисленных полидиенов в плёнках различной толщины
Справка: Барабин, Станислав Сергеевич. Свойства термоокисленных полидиенов в плёнках различной толщины : диссертация кандидата технических наук : 05.17.06 / Барабин Станислав Сергеевич; [Место защиты: Воронеж. гос. технол. акад.] - Воронеж, 2010 - Количество страниц: 154 с. ил. Воронеж, 2010 154 c. :
Объем: 154 стр.
Информация: Воронеж, 2010
Содержание:
Введение
1 Аналитический обзор
11 Старение полимеров
12 Воздействие различных факторов на деструкцию полимеров
121 Воздействие внутри- и межмолекулярных сил
122 Воздействие химической природы полимера
123 Воздействие прочности химической связи
124 Воздействие молекулярной массы полимера
125 Воздействие температуры
126 Воздействие акцепторов на процессы деструкции каучука
13 Термоокислительная деструкция полимеров
131Общая характеристика радикально-цепной деструкции в присутствии кислорода
132 Кинетика термоокислительной деструкции полимеров
133 Окисление полиизопренов
134 Окисление полибутадиенов
14 Термофлуктуационно-активационная модель химических реакций в полимерах
2 Объекты и методы исследования
21 Объекты исследования
22 Методы исследования
221 Изготовление образцов
222 Исследование кинетики окисления каучуков методом инфракрасной спектроскопии
223 Исследование молекулярной массы каучуков вискозиметрическим методом
224 Исследование каучуков методом гельпроникающей хроматографии
225 Исследование физико-механических свойств вулканизатов исследуемых каучуков
3 Экспериментальная часть и обсуждение результатов
31 Влияние толщины пленок полидиенов отлитых на монокристаллах КВг на кинетику окисления
32 Кинетика окисления пленок полидиенов различной толщины отлитых на предметных стеклах
33 Кинетика окисления полидиенов в массе (крошке)
34 Кинетика окисления пленок полидиенов, термостатированных между предметными стеклами
Выводы
Введение:
Процессы старения полимеров и особенно полидиенов играют определяющую роль при эксплуатации материалов и изделий. Во многих случаях эла-стомерные пленки служат защитными покрытиями, толщина которых колеблется от мкм до мм. Кроме того, в резинометаллических изделиях также имеются приповерхностные слои с измененной структурой и свойствами макромолекул толщиной по литературным данным в пределах мкм. Эти приповерхностные слои, как известно, ответственны за прочность связей резина - металл, то есть за срок работоспособности подобных изделий. Процессы, происходящие при старении-окислении таких систем пленка - подложка определяет срок их эксплуатации, но механизм и причины разрушения подобных покрытий в настоящее время в литературе выяснены недостаточно полно. В связи с этим исследования, направленные на анализ изменения и выяснения причин ухудшения механических и других технических свойств подобных полимерных пленок являются актуальным.
На практике в качестве подобных пленок достаточно широко применяются полидиены, а именно натуральный и синтетический полиизопрены, каучуки СКД (неодимовый и титановый), что требует экспериментально-теоретического обоснования для каждого конкретного случая их использования в технологии резины. Соответственно для этого требуется проведение исследований относительной активности пленок названных каучуков, на различных подложках, поскольку работоспособность систем «эластомер - твердая подложка» представляет собой комплексную задачу, от решения которой зависит как технология получения так и эксплуатация резиновых изделий. Вследствие этого данная работа является актуальной, поскольку дает новые экспериментальные факты, раскрывающие вышеуказанную проблему.
Целью работы явилось исследование изменений структуры и свойств пленок изопреновых и бутадиеновых каучуков в ходе теплового старения на различных подложках и при различных толщинах пленок-покрытий.
Научная новизна. Впервые проведен систематический анализ кинетики окисления пленок полидиенов различной толщины и на двух различных поверхностях - подложках.
Показано, что при окислении пленок на подложках из монокристаллов КВг имеются два перегиба характеристической вязкости, соответствующие: I уменьшению молекулярной массы в следствие деструкции межмономерных связей; II деструкции цепей вследствие присоединения кислорода, расходования -СНг- и цис-, транс- фрагментов основной цепи полидиенов согласно данных ИК-спектров пленок.
Отмечено, что аналогичное изменение характеристической вязкости -молекулярной массы исследуемых полидиенов наблюдаются при термостати-ровании их пленок на обычных предметных натрий - силикатных стеклах, то есть по изменению молекулярной массы можно оценить кинетику окисления каучуков на неисследуемых методами ИК-спектроскопии подложках.
Более регулярные по микроструктуре каучуки вне зависимости от толщины пленок показали меньшую химическую активность, чем таковые менее регулярные: например, НК в сравнении с СКИ-3 и СКД-неодимовый в сравнении с СКД-титановым .
Показано что при толщине пленок до 3 - 5 мкм для подложки КВг и до 10 - 20 мкм на натрий - силикатных' стеклах процесс окисления идет наиболее интенсивно, что связывается с энергетическим воздействием приповерхностных сил подложки на химические реакции в изучаемых пленках. Приповерхностные силы натрий - силикатных стекол в большей степени, чем КВг ускоряют исследуемые процессы в полидиенах.
Установлено, что при толщине пленок 60 - 100 мкм наблюдали замедление темпов окислительных реакций всех типов, что связано с уменьшением действия приповерхностных сил на химическую активность исследуемых полидиенов.
Отмечено, что ускоряющее действие приповерхностных сил распространяется на слои полидиенов толщиной до 600 мкм; далее кинетика окисления исследуемых каучуков эквивалентна таковой аналогичным химическим процессам, происходящим в массе (крошке) образцов.
Предложена рабочая гипотеза, объясняющая уменьшение химической активности исследуемых полидиенов при толщине пленок от 100 до 600 мкм чисто диффузионными явлениями, вследствие которых проникновение кислорода воздуха в данные образцы замедляется при увеличении их толщины.
Впервые показано, что термостатирование пленок полиизопренов и по-либутадиенов в условиях ограниченной диффузии кислорода (между двумя предметными стеклами) приводит только к межмолекулярному разрыву цепей при отсутствии активного присоединения кислорода и появления кислородсодержащих групп в ИК-спектрах термостатированных образцов.
Практическая значимость. Проведены важные для эксплуатации каучуковых покрытий на основе изопреновых и бутадиеновых каучуков исследования изменения их свойств при старении.
Определены основные этапы старения исследуемых образцов, как в пленках, так и в массе.
Показана возможность выявления основных причин старения пленочных покрытий по изменению характеристической вязкости образцов на различных подложках.
Установлена корреляция между изменением при тепловом старении характеристической вязкости каучуков в массе и физико-механическими показателями их вулканизатов.
Апробация работы. Основные материалы работы изложены и обсуждены на Международных научно-практических (г. Москва, г. Воронеж 2007 г.) и отчетных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии в 2005-2007 годах.
Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов, списка используемой литературы.
