Cтраница 4
Для тел, хорошо набухающих в воде и в других полярных жидкостях ( спирты, амиды кислоты), первая причина набухания является преобладающей, во всяком случае, в начале процесса. Подобное изменение объема наблюдается, например, при смешении спирта с водой. С другой стороны, при набухании каучука в органических растворителях, по-видимому, имеет место вторая причина, так как набухание даже в начальных стадиях почти не сопровождается тепловым эффектом и контракцией. Сходные отношения наблюдаются при смешении углеводородов; там также нет теплового эффекта и контракции. [46]
Не все мягчители достаточно хорошо совмещаются с каучуком. При плохом совмещении каучука с мягчителем наблюдается вы-потевание ( миграция) мягчителя на поверхность при вулканизации или хранении вулканизатов. Совместимость мягчителя с каучуком определяется по набуханию каучука в мягчителе; чем больше величина набухания, тем выше совместимость мягчителя с каучуком. Мягчителями, обладающими ограниченной совместимостью с каучуком, являются жирные кислоты, парафин, вазелин, вазелиновое масло и ряд других. [47]
Для этой цели пригодны, например, масла, воски, смолы или их смеси. Они могут способствовать или не способствовать набуханию каучука. Истинные пластификаторы способствуют набуханию каучука в значительной степени и растворяются в нем без остатка. Высокая подвижность молекул каучука, наблюдаемая при этом, является предпосылкой для благоприятных условий его переработки. Мягчи-тели распределяются чисто механически между молекулами каучука и, уменьшая межмолекулярное взаимодействие, облегчают их деформацию. В отличие от истинных пластификаторов они не вызывают набухания каучука. [48]
При набухании объем тела увеличивается. На рис. 109 показан опыт с набуханием каучука. Графически это выражается кривой, представленной на рис. ПО. [49]
Набухание вулканизованного материала должно, конечно, относиться к содержанию каучука в нем. Следовательно, если принять, что теплота набухания каучука в жидкости, дающей наилучшее набухание, будет равна нулю, то энтропия набухания будет равна нулю при концентрации, определяемой максимумом набухания в данной определенной жидкости. В точке, где прямая пересекает кривую энтропии, мы получаем ЛО0 0, а соответствующая абсцисса дает состав набухшего каучука при равновесии. [50]
Как показывают данные табл. 20, аналитическая характеристика смолы довольно устойчива и по основным показателям отвечает требованиям технических условий. Промытая смола, получившая название СВТС ( а позднее СТС), была испытана в качестве мягчителя в регенератном производстве. Такой мягчитель в процессе регенерации резины способствует набуханию каучука, благодаря чему увеличивается пластичность материала. Так, наличие смоляных кислот способствует получению плотного клейкого регенерата с высокими физико-механическими показателями. Не растворимые в бензине продукты, содержащиеся в смоле, обеспечивают получение регенерата с чистой и гладкой поверхностью и повышенными прочностными показателями. [51]
Вычисленные данные из термодинамических уравнений для максимумов набухания плохо согласуются с опытными данными. В цитированных выше работах [2] Штамбергер и Блоу, изучавшие упругость паров гелей и растворов каучука, считают, что, основываясь только на термодинамических принципах, нельзя рассчитывать давление набухания. По их мнению структурный фактор оказывает большое влияние на набухание каучука. Явления, изученные Катцом ( тепловой эффект, сжатие), обнаруживаются в узком интервале, последующее же набухание протекает без выделения тепла. Это дает повод предполагать, что дальнейшее проникновение жидкости в студень носит осмотический характер. Нортроп и Кунитц [4] выдвинули осмотическую теорию набухания, сущность которой заключается в предположении, что частицы геля играют роль осмотических ячеек, вследствие того, что высоконолимерные вещества представляют собой смесь фракций различного молекулярного веса. [52]
При ограниченном набухании объем и масса полимера достигают определенных значений и дальнейший контакт полимера с растворителем не приводит к каким-либо изменениям. В результате ограниченного набухания полимер превращается в студень, При неограниченном набухании отсутствует предел набухания, с течением времени полимер поглощает все большее количество жидкости и в результате набухание переходит в растворение. Примером ограниченного набухания является набухание резины в бензине; набухание каучука в этом же растворителе неограниченно. На характер набухания влияет температура. [53]
Поглощение жидкостей эластичными гелями сопровождается значительным увеличением объема студня, или его набуханием, поэтому эластичные гели иначе называют набухающими. Объем набухшего студня может в десятки раз превосходить собственный объем полимера. Если набухание непосредственно переходит в полное растворение полимера ( например, набухание каучука в бензине, гуммиарабика в воде, нитроцеллюлозы в ацетоне), то оно называется неограниченным. Оно имеет только кинетический характер и обусловлено тем, что проникновение растворителя в полимер происходит быстрее, чем диффузия цепных молекул полимера в растворитель. Эти явления вполне аналогичны переходу ограниченно растворимых жидкостей, например системы фенол-вода, к полному смешению при нагревании выше 66 или при добавлении салицилата натрия. В отличие от неограниченного набухания ограниченно набухший студень, как и система ограниченно растворимых жидкостей, находится в равновесном состоянии. [54]
Поглощение жидкостей эластичными гелями сопровождается значительным увеличением объема студня, или его набуханием; поэтому эластичные гели иначе называют набухающими гелями. Объем набухшего студня может в десятки раз превосходить собственный объем полимера. Если набухание непосредственно переходит в полное растворение полимера ( например, набухание каучука в бензине, гуммиарабика в воде, нитроцеллюлозы в ацетоне), то оно называется неограниченным. В этом случае набухание является лишь первой стадией растворения полимера ( глава восьмая); оно имеет только кинетический характер и обусловлено тем, что проникновение растворителя в полимер происходит быстрее, чем диффузия цепных молекул полимера в растворитель. [55]
Каучук по весьма распространенной классификации Фрейнд - лиха1 принадлежит к эластичным гелям и обладает способностью набухать в ряде органических жидкостей. Это явление набухания представляет не только теоретический, но и несомненный практический интерес. Многие резиновые изделия в уело - - риях эксплоатации соприкасаются с веществами, вызывающими набухание каучука, в связи с чем изменяется их прочность и другие механические свойства. Последнее обстоятельство выдвигает перед техникой задачу изготовления маслоупорных и бензостойких резин, которые обладали бы незначительной набу-хаемостью в растворителях каучука. [56]