Распределение - частица - наполнитель
Cтраница 1
Распределение частиц наполнителя по размерам является важной характеристикой, так как позволяет правильно связать полидисперсность наполнителя с его удельной поверхностью и плотностью упаковки, поскольку средние размеры частиц не дают полной картины дисперсности наполнителя и возможны значительные отклонения от среднего значения. [1]
Большое внимание уделяется исследованию распределения частиц наполнителей, преимущественно саж, в резине при помощи реплик или ультратонких срезов. Сведения о таком распределении должны способствовать пониманию механизма усиливающего действия активных наполнителей. До появления электронного микроскопа таких сведений фактически не было и имевшиеся представления в этой области были связаны с рассмотрением влияния наполнителей на свойства конечных продуктов. Еще в 1950 г. Печковская, Пупко и Догадкин [54] показали, что применение электронного микроскопа для изучения резиновых смесей и их ингредиентов является весьма эффективным и позволяет выявить неизвестные раннее особенности их структуры. В частности, авторами было обнаружено наличие равномерной сетчатой структуры, образованной частицами канальной сажи в смесях с каучуком. [2]
Ситовой анализ широко используется для определения размера и грубой оценки распределения частиц наполнителя по размерам. Крупные частицы анализируют сухим ситовым способом, а мелкие ( менее 100 - 150 мкм) - мокрым. Ситовой анализ наиболее широко используется для исследования частиц размером более 50 мкм. Точность оценки размеров частиц и их распределения по размерам зависит от способа изготовления сит и их набора по размеру ячейки. Сита, изготовленные переплетением тонкой проволоки, используют, как правило, для анализа крупных частиц ( 100 мкм и более), так как плетеные сита не могут обеспечить высокую точность фиксирования размеров мелких частиц, проходящих в ячейки, вследствие колебания диаметра проволоки, искажения формы и размера ячейки, износа проволоки и других причин. Плоские микросита, изготовленные электроформованием, имеют размеры отверстий от 120 до 10 мкм и дают более точные значения размеров частиц. [3]
Чтобы достигнуть положительного результата при введении в полимер очень больших количеств наполнителя, необходимо максимально улучшить распределение частиц наполнителя в массе полимера и сохранить его первичную степень дисперсности. [4]
 |
Влияние размера частиц на прочность о, удлинение в и изменение объема ДУ ( пунктирные кривые, со штрихом при растяжении полиуретанов, содержащих 10 об. % наполнителя. [5] |
Усиление зависит от ряда характеристик дисперсной фазы и сист емы каучук-наполнитель: размера и полидисперсности частиц наполнителя, их формы и удельной поверхности, распределения частиц наполнителя в каучуке, природы и силы взаимодействия между каучуком и наполнителем. Сравнение механических свойств наполненных эластомеров обычно принято проводить при одинаковом объемном содержании наполнителя. Уменьшение размера частиц всегда приводит к увеличению удельной поверхности наполнителя, но она может быть в разной степени развитой и при одинаковом размере его частиц, что определяет количество адсорбционных, контактов между каучуковой фазой и наполнителем. [6]
Было предложено в качестве стекловидной связки использовать не порошок, а нитратный полуколлоидный раствор стекла того же состава. Как известно, вещества, введенные в раствор, находятся в состоянии молекулярной и коллоидной дисперсности. Оказалось, что распределение частиц наполнителя в растворной связке является более равномерным, чем в связке-фритте. Таким образом, получены суспензии, качественно отличающиеся от эмалевых шликеров. [7]
При изготовлении композиционных материалов вида Е с использованием порошкообразных или мелконарубленных волокнистых наполнителей процесс смешивания фторопласта с наполнителями усложняется вследствие инертности фторопласта и слабой его адгезии с частицами наполнителя. В то же время износостойкость композиционного материала значительно зависит от тщательности смешивания и равномерности распределения частиц наполнителя. Исходным материалом, как правило, служит суспензия фторопласта в воде с размером частиц 0 05 - 0 5 мкм, в которую для обеспечения агрегатной устойчивости частиц добавляют поверхностно-активные вещества. Смешивание суспензии фторопласта и наполнителя происходит в шаровых или вибромельницах, а также в смесителях типа коллоидной мельницы в среде этилового спирта. Наилучшие результаты получены в результате смешивания при низких температурах. [8]
Наряду с полимерными матрицами в композиционных материалах можно широко варьировать наполнители, причем в одном материале можно использовать два или более наполнителей, каждый из которых образует отдельную фазу. Неограниченная вариабельность состава композиционных материалов создает большие трудности при описании и обобщении их свойств. Свойства композиционных материалов определяются не только свойствами и соотношением компонентов, но и в значительной степени характером распределения частиц наполнителей, их формой и размерами. Очевидно, что свойства стеклопластиков в решающей степени зависят от того, использованы ли при их производстве ориентированные волокна или тонкодисперсные порошки. В связи с этим возникает необходимость классификации и описания важнейших типов наполнителей, используемых в производстве композиционных материалов на основе полимерной матрицы. Выбор наполнителя зависит главным образом от тех свойств, которые он должен придать материалу с учетом стоимости и его совместимости с полимерной матрицей. [9]
Как видно из изложенного выше, гибридные матрицы ( смеси линейных полимеров, взаимопроникающие и полувзаимопроникающие сетки) являются самостоятельными полимерными композиционными материалами будучи двухфазными гетерогенными системами с развитой межфазной областью между сосуществующими фазами. Введение волокнистого или дисперсного наполнителя в гибридные матрицы приводит к образованию граничных слоев на поверхности раздела с наполнителем, однако эти граничные слои будут, образованы всеми компонентами гибридной матрицы. Совершенно очевидно, что свойства наполненной гибридной матрицы будут определяться структурой и составом граничных слоев, энергией взаимодействия каждого из компонентов с поверхностью, а в случае дисперсных наполнителей - также и распределением частиц наполнителя между двумя составляющими фазами и в межфазной области. [10]
Страницы: 1