40.Пластификаторлардың полимерлердің шынылану және ағу температурасына әсері

Пластификатор әсері шынылану температурасының төмендеуімен анықталады( ∆Т_ш). Әсіресе мұндай жағдай қатаң тізбекті полимерлерге тән, яғни Т_ш мәні 100-160 К жетуі мүмкін. Ал иілгіш тізбекті полимерлер үшін ∆Т_ш мәні 30-40 К, ал полярлы полимерде ∆Т_ш мәні небәрі 10-20 К болады. Демек, ∆Т_ш мәні неғұрлым жоғары болса, соғұрлым пластификатор тиімді. Құрылымдық пластификациялауда шынылану температурасын едәуір төмендету үшін пластификатордың аз мөлшері де жеткілікті. Бұл жағдайда, практикалық маңызы зор, пластификатордың мөлшерін полимерге енгізу арқылы қажетті тиімділікті алуға болады.

Полимердің шынылану Т_ш және ағу Т_а температурасы пластификатордың концентрациясын арттырған сайын төмендейді. 4.10-суретте көрсетілгендей пластификатордың аз мөлшерінде шынылану температурасы Т_ш аққыш температурасына Т_а қарағанда бірден төмендейді. Сонда Т_а - Т_ш айырымы өседі, әрі қарай пластификатордың концентрациясын арттырғанда аққыш температурасы Т_а төмендейді, ал Т_а - Т_ш айырымы кемиді. Кейбір пластификаторлардың қатысында Т_а - Т_ш айырымы белгілі бір пластификатордың концентрациясына дейін өзгермейді, сосын төмендей бастайды. Кейде пластификатордың белгілі бір мөлшерінде Т_а - Т_ш айырымы нөлге тең болады. Бұл ағу температурасы мен шынылану температурасының тең Т_а = Т_ш екенін көрсетеді, яғни пластифицирленген үлгі ешқандай температурада жоғары эластикалық күйде болмайтынын дәлелдейді.

4.10- сурет. Температураның пластификатордың концентрациясына тәуелділігі

Айтылған қорытындылар бойынша полимерге қажет мөлшерлі пластификатор енгізу керек, яғни Т_а - Т_ш айырымы азаймауы қажет. Әдетте, бұл пластификатордың концентрациясы полимер салмағының 20-30 %-ын құрайды.

Кристалды полимерлерге пластификаторды енгізу, оның шынылану температурасын Т_ш төмендетіп, ал аққыш температурасына Т_а онша әсер етпейтінін көрсетеді. Аморфты полимерлер пластификаторларға өте сезімтал. Олардың аққыш Т_а және шынылану Т_ш температуралары бірден біршама төмендейді.

43.Полимерді араластыру механизмі мен ерекшеліктерін сипаттаңыз

Араластыру - бұл жүйенің композиттік біркелкілігін арттыратын үрдіс. Араласуға әр түрлі жүйелер қатысады, бірақ полимерлік композитті материалдарды өңдеуде ұнтақ тәрізді затты тұтқыр сұйықтықпен және екі тұтқыр сұйықтықпенғ яғни полимерлер қоспасын алу үлкен орын алады.

Араласудың ламинарлы теориясы

Ламинарлы араласудың механизмі әсерлесетін екі сұйық фазаның бөлу бетін арттырудан тұрады. 1, а-суретте идеалды араластырғыштың нұсқасы бар. Онда цилиндрлердің арасындағы саңылау полимер балқымасымен және техникалық көмірмен толтырылған соң полимердің сызығы орналасқан. Ішкі цилиндр айналады және қара сызық созылып, спираль түріне өтеді. Мұнда дисперсияланатын фаза және матрицп арасындағы бөлу беті артады. Орам саны артқан сайын, спираль орамдар бір-біріне жақындайды және қоспаның біркелкілігі артады.

r =H/ n+1≈H/n

H-араластырғыш айналмалы қуысының қалыңдығы

r- орамдардың ара қашықтығы

Айналым саны n=1000 техникалық көмір бөлшектерінің арақашықтығы сызық бойымен r мәніне тең болады, ол қоспаның біркелкілігін жоғары көрсетеді.

1 б,в-суреттен көрініп тұрғандай, араласатын полимер қозғалудың бағытында орналасса, араласу тиімді емес. Бұл вальцтерде араластырғанда жақсы байқалады. Валктер бір-біріне бағытты айналады да, материалдың бір валктың соңынан екіншісіне қозғалыссыз қалады. Техникалық көмірді анықталған қуыс нүктесіне енгізу – валкты айнала қоршаған қара жолақтың пайда болуына әкеледі, ал қалған полимер боялмайды.

Дисперсті араласу

Ұнтақ тәрізді толтырғыштарды полимер балқымасына енгізгенде ұнтақтарда агломераттар бөлшектері болатыны байқалған. Агломераттар бөлшектерінде байланыстардың жоғары беріктілігін қамтамасыз ететін адсорбциялық күштер болады. Дисперсті араласу-агрегаттарды бұзып, олардың бөлшектерін полмер көлемінде біркелкі тарату.

Дисперсті араласудың акт кезіндегі сызбаы 1-суретте көрсетілген. Екі бөлшектен тұратын агломерат қозғалысының перпендикуляр бағытына бағытталған. Мұнда екі жағдай болуы мүмкін:

Тіркелі күшін жеңу, агрегаттың ыдырауы, сосын жоғарғы бөлшек төменгіні озады-дисперсті араласудың элементарлы актісі орындалалы.

Агрегатта тіркелу күші жоғары, қозғалу күші агрегатты ыдырата алмайды, ол бұрыла отырып, толығымен қозғалыстың бағытымен бағытталады-дисперсті араласу болмайды.

Егер төменгі бөлшектің орталығын координата басына қойса, онда агрегаттың жоғарғы бөлшек орталығының қозғалыс теңдеуі былай болады:

k=6πRτ/F R-бөлшек радиусы, τ-қозғалыс күші, F-бөлшектердің арасындағы әрекеттесу күші.

Неғұрлым орта тұтқырлығы жоғарылаған сайын, агрегаттың ыдырауы тиімді жүреді. Сондықтан, балқыманың темп-н қажетті шегіне дейін төмендетсе немесе араластырғыш ротордың айналу жиілігін арттырғаннан араластыру қарқындылығы артады.