Раздел № 18. Агрегатные, фазовые, физические состояния полимеров (продолжение)

Т_пл ТТ_пл Т

Т_{фаз. пер} Т

Рис. 18.3. Фазовые переходы 1 рода

При фазовых переходах 2 рода те же параметры не разрываются, а меняют лишь тангенс наклона (т.е. скачок будет не на функции, а на ее первой производной).

H

Т_ст T T

V

T_ст T Т

Рис. 18.4. Фазовые переходы 2 рода

По своим внешним проявлениям температура стеклования выглядит как фазовый переход 2 рода, осложненный релаксационными эффектами.

Для получения полимеров, обладающих высокоэластическими свойствами, необходимо, чтобы температура стеклования была как можно меньше, а температура текучести – больше. Эластомер получаем в том случае, если цепи образующихся макромолекул гибкие. Для этого нужно, чтобы потенциальные барьеры вращения были малыми, также малыми должны быть значения минимумов в гош- и транс- конформациях, тогда не нужно высоких температур, чтобы осуществить эти переходы.

Рассмотрим некоторые виды эластомеров.

Натуральный каучук

имеет температуру стеклования, равную -70˚С, вращение осуществляется сравнительно легко, нет больших объемных заместителей, хотя и есть метильная группа. Для получения хорошей резины нужно проводить процесс вулканизации. При использовании полиизопрена серная вулканизация и другие виды вулканизации идут хорошо. Главным серьезным недостатком каучуков является весьма низкая химическая стойкость этого материала, т.к. он подвергается окислительной, радио- и фотохимической деструкции, т. е. быстро "стареет". Для устранения этого недостатка в каучук вводят различные стабилизаторы.

Хлоропреновый каучук

- является аналогом натурального каучука;

по сравнению с изопреновым каучуком он обладает повышенной химической стойкостью и огнестойкостью, но Т_ст выше, чем у НК (-40^◦С).

Полимер тиодифторангидрида угольной кислоты

- имеет температуру стеклования еще более низкую, чем у каучука, но вулканизация такого полимера проблематична.

Полидиметилсилоксан

- обладает высокой химической стойкостью, имеет низкую температуру стеклования (Т_ст = -120^◦С).

Можно менять метильные группы на другие (алкильные группы, галогены и некоторые др.) и получать различные полисилоксаны, обладающих комплексом особых свойств.

Сополимеры этилена и пропилена

- сополимеры представляют собой каучукоподобные структуры; для того, чтобы можно было сшить полимерные цепи, вводят в полимер различные непредельные добавки, а затем проводят вулканизацию, в результате чего получают хорошие эластомеры.

Сополимеризация широко используется для модификации каучуков.

Бутадиенакрилонитрильный каучук

- эти эластомеры обладают способностью противостоять действию неполярных растворителей, на их основе получают маслостойкие каучуки.