Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Классификация методов модификации п/меров



Анализ тенденций развития фундаментальных работ и технологий получения новых полимерных и композиционных материалов, в том числе и наносистем, с улучшенным комплексом эксплуатационных показателей.

Анализ деятельности современной полимерной индустрии (пластмассы и эластомеры) показывает, что традиционные методы синтеза полимеров (полимеризация и поликонденсация) во многом исчерпали себя и вероятность появления полимеров с характеристиками существенно превосходящих достигнутый известный уровень значительно уменьшилось. Третье современное направление в области получения полимеров с качественно новыми показателями – модификация. Модификация – это видоизменение, преобразование и появление новыз свойств. Под модификацией понимается направленное воздействие (химич., физич., мех., или комбинир.), которое производится с целью изменения свойств эластомера и изделия на его основе в желаемом направлении.

Модификация:

- химическая

- физическая

- комбинированная.

Модификация полимерных материалов и изделий из них – это интенсивно развивающееся многоуровневое научное направление, основным объектом которого является трансформация структуры как объема эластомера, так и его поверхности, что позволяет на основе известных полимеров разрабатывать технологии получения материалов и изделий на их основе с комплексом улучшенных физико-химических и эксплуатационных свойств. Изменение структуры и хим. Строения эластомера при хим., физич. или комбинир. модиф-ции приводит к образ сложной специфич системы: образование новых связей, качественное изменение поверхности и т.д.

Комплекс необход свойств: механич прочность, стойкость к агрессив средам, электрич и адгезионные характеристики и др наилучшим образом может быть реализован оптим сочетанием свойств ингредиентов, составляющих эластомерную матрицу. Для целенаправленного формирования модифицированных слоев (объем и поверхность)устойчивых к внеш воздействиям совместимого с объемом полимера и придающего всему полимеру некоторые или комплекс физ-мех свойств, необходим глубокий анализ основных критериев и характеристик, что даст возможность осуществить эфектив выбор метода модификации. РТИ применгяются во всех отраслях промышленности, при этом они должны обладать повышенной работоспособностью в агрессив средах, в широком интервале т-р, давления, стойкостью к фрикционному износу, атмосферостойкостью и стойкостью к др факторам окр среды. Для обеспечения надежной работы рти в узлах машин и механизмов установлены научно обоснованные принципы подбора резин. Варьированием ингредиентами рез. смесей (вулк агентами, наполнителями, пластификаторами, противостар) не всегда удается решить многие технологич и технич задачи. В связи с этим для улучшения св-в резин и изделий на их основе в рецептуре эластомерных композиций стали применять активные в-ва, обладающие широким диапазоном воздействия на основные св-ва эластомеров, т е модификаторы.

В настоящее время мод-ция явл одним из наиболее доступных способов улучшения св-в резин и рти, т к позволяет получить объекты с заданными св-вами без существ изменения технологии их производства. Мод-ция резины рти по своей сущности направлена на решение след задач:

1) улучшение физ-хим и физ-мех характеристик

2) повышение надежности и долговечности изделия

3) совершенствование технологии изготовления рти

4) улучшение методов контроля качества материалов и изделий.

Методы модификации резины и рти позволяют обойтись без энергоемких производств новых полимеров, позволяют осуществить замену дорогих и энергоемких ингредиентов эластомерной композиции на более доступные и дешевые технологии. Однако при использовании методов модификации, особенно галогенирования, остро встает экологич проблема. В связи с этим на протяжении нескольких десятилетий наряду с химической эффективно развиваются методы физической модификации (нанесение покрытий в вакууме, воздействие высокочастотного тлеющего разряда, плазменно-химич обработка поверхности, ионно-асистированное нанесение покрытия и т д). Однако при своей экономичности и экологичности физ методы имеют и недостатки, и в 1-ю очередь это адгезионное взаимодействие на границе раздела поверхность рти – покрытие и др факторы.

Ктоме того в последние 10-20 лет эффективно развиваются так называемые нанотехнологии, что подразумевает под собой введение в полимерную матрицу наночастиц содержанием до 1% масс с удельной активностью поверхности по азоту 150-800 м2/г. Однако существуют определенные проблемы в эффективном распределении столь малых количеств наноматериала в объеме эластомерной матрицы.

Вместе с тем значительный научный интерес представляет создание гетерогенных поверхностных макроструктур и молекулярных образований (наноструктур) на основе известных полимеров, что позволяет реализовать высокие поверхностные характеристики и «модифицированную» молекулярную структуру.

 

 

Классификация методов модификации п/меров

Модив-ия п/меров представляет собой один из путей физ-хим.превращений в высокомол-ых соединений. При этом модиф-ия рассматр-ся как стадия получения новых п/меров. В отличии от п/конденсации и п/меризации модификация – это получение какихто веществ и соединений в процессе превращения п/меров.

В первые р-ия модиф-ии п/меров была осуществлена при получении нитроцеллюлозы, т.е. при воздействии азотной кислоты на целлюлозу, позднее р-ия подобного рода были реализованы на ряде природных п/меров с получением различных произв-ых – целлюлозы, крахмала, каучука, белков и т.д. В последующем р-ии модиф-ии стали подвергать и синтетич. п/меры, п/этилен, ПВХ, синт.каучуки и т.д. Это было связано с тем, что исходные п/меры по комплексу св-тв не всегда отвечают всем эксплуат-м требованиям. Так например введение в п/стирол карабоксильных групп придают кислотные св-ва, а аминогрупп – асновные св-ва, не ид-ое хим. строение и надмол-ая стр-ра обусловленная зачастую не оптимальным протеканием процесса синтеза оказывают негативное влияние на весь комплекс св-тв п/мера.

В частности двойные связи обладают высокой реакц-ой способностью являются центрами окисления деструкции или структур-ния макромолекул в процессе т-старения. В связи с этим весьма актуальным является направление разработки способов модиф-ии основанных на управлении дефектности стр-ры п/мера на стадии синтеза и при его переработке или др. словами позволяет регулир-ть св-ва п/мера.

В результате модиф-ии возможны достижения значительного эконом-го эффекта: 1) за счет удешевления п/мерной композиции; 2) за счет упращения технол-ии изготовления изделия из модиф-ых п/меров; 3) за счет возможности восстановления или изминения св-тв отработанных изделий.

Модиф-ия является универсальным методом позволяющим в широком диапазоне изменять физ-химю св-ва. Способы модиф-ии п/меров по методам воздействия подразделяют на хим-ие и физ-ие. Такое разделение условное, т.к. физ-хим процессы при модиф-ии всегда взаимосвязаны и взаимообусловлены. Стоит отметить что подобный подход такой классиф-ции указывает на обозначение первичных актов модиф-ии; по своей природе хим-ая модиф-ия является одновременно и физической, поэтому ее принято называть физ-хим-ой. В тоже время при применении физ-их методов воздействия (Т, облучения, нагрузка и т.д.) в п/мере происходит структурно физ и хим превращения. Все известные способы осуществления модиф-ии п/мерных материалов целесообразно классифиц-ть по следующим признакам: 1) по направленности влияния на св-ва: комплексное, термостабильное, адгезионное, электрические, морозостойкие, реалагические, внешний вид, погодастойкость, влагостойкость, технологические, огнестойкость, коррозионостойкость, антифрикционность, деформационно-прочностные, антибактериальные; 2)по характеру протекающих процессов: а) модификация физ-ая: структурообразование, наполнение, обработка плазмой, отжиг , пластификация; б) модиф-ия физ-хим-ая: функционализация, прививка, окисление, сшивка, рациацион облуч, хим. обраб. поверхности, УФ – облучение, взаимодеиствие с аномальными звеньями; 3) по глубине протекания: объемная, поверхностная, послойная; 4) по стадии осуществления: синтез, конфекционирование, переработка, готовое изделие; 5) по этапности проведения: одноэтапные, через активирование; 6) по стойкости: к биоразрушению, к УФ-облучению, к азонному обдучению, к радиационному, химическая, к загрязнению при переработке, к выпатеванмю добавок.

Класиф-ия способов модиф-ии п/меров.

Модиф-ию п/меров можно подразделить по стоимости проведения, причем большенство известных приемов относятся к односторонней модификации. Однако в ряде случаев целесообр. использ-ть многостр-ную модиф-ию. Модиф-ия п/меров может осущ-ться на разных стадиях синтеза, переработки и даже эксплуатации.

Также одним из направлении модиф-ии является использование механо-инициир-х реакций происходящих при переработке п/меров и эластомеров.

Известно, что механич-ие направления при переработке п/меров способствуют разрывам макром-л и образаванию радикалов, что будет способствовать обзав-ию новых связей при перер-ке п/мерного мат-ла. Модиф-ия на стадии готового изделия имеет большое примененин в последние годы из-за своей простоты, универсальности и экон-сти.

Модиф-ию можно класс-ть по направленности влияния на св-ва, которые можно изменять силективно и существенно широком диапазоне. Не смотря на множество способов модиф-ии п/меров в настоящее время не выделяют какой-либо универсальный метод, кот. обесп. бы компл-ое улучшение св-в п/меров.

Модиф-ия по глубине протекания м.б. разделена на объемную и поверхностную, при этом большинство методов относ. к объемной. Однако, для достижения опред. св-в за частую нет необходимости провед-ия модиф-ии всего объема, а достаточно возд-ия лишь на поверх-й слой.

Под хим-физ. модиф-ей целесообразно понимать направленное изменение стр-ры и св-в п/меров, обусловленное изменение макром-й стр-ры.

Физ. модиф-ия – направленное изменение физ-х (механич) св-в п/меров осуществляемое изменением их на молекул-й стр-ре, под влиянием различных физ-х возд-ий (изменение темпир-го, временного режима, изменение природы п/мера и т.д.).

Следует отметить, что при физ-й модиф-ии в отличие от хим-й строение макромолекул сохраняется.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.