Изучение термоокислительных процессов в эластомерных системах

• Автор: Чичварин, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. Аналитический обзор

1.1. Старение полимеров

1.2. Влияние различных факторов на деструкцию полимеров

1.2.1. Влияние внутри и межмолекулярные силы.

1.2.2. Влияние химическая природа полимера

1.2.3. Влияние прочность химической связи.

1.2.4. Влияние молекулярной массы полимера

1.2.5. Влияние температуры

1.2.6. Влияние давления.

1.2.7. Влияние сдвиговых усилий.
1.2.8. Влияние акцепторов на процессы деструкции каучука .
1.3. Термоокислительная деструкция полимеров.
1.3.1. Общая характеристика радикальноцепной деструкции
в присутствии кислорода.
1.3.2. Кинетика термоокислительной деструкции полимеров
1.3.3. Окисление полиизопреиов
1.3.4. Окисление полибутадиенов.
1.4. Термофлукгуационноактивациониая модель химических реакций в полимерах.
2. Объекты и методы исследования.
2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
2.2.1. Изготовление образцов
2.2.2. Исследование кинетики окисления каучуков методом
инфракрасной спектроскопии
2.2.3. Р1сследование молекулярной массы каучуков вискозиметрически м методом.
3. Экспериментальная часть и обсуждение результатов.
3.1. Исследование кинетики окисления полидиенов.
3.2. Изучение влияния режимов термообработки на кинетику окисления полидиенов.
3.3. Изучение влияния технологических факторов на кинетику окисления полидиснов.
3.3.1. Влияние предварительной термообработки в массе на кинетику окисления каучуков.
3.3.2. Влияние предварительного вальцевания на кинетику окисления каучуков
Список литературы


Дана характеристика факторов, влияющие на деструкцию каучуков. Показаны особенности механодеструкции, термической и термоокислительной деструкции в различных условиях. Рассмотрен механизм термоокислительной деструкции каучуков с точки зрения термофлуктуационно-активационной модели химических реакций в полимерах. Осуществлена постановка задачи исследования. Во втором разделе даны объекты и методы исследования. В третьем разделе приведены экспериментальные результаты, их обработка и теоретическое обоснование. Химические превращения в полимерах представляет собой комплекс взаимосвязанных реакций, точная природа многих из которых пока не установлена. В первую очередь это относится к реакциям старения, приводящим к необратимым ухудшениям свойств полимерных изделий под влиянием совокупности химических и физических факторов, происходящих в высокомолекулярных соединениях при эксплуатации, хранении, переработке. Все это приводит к потере ими комплекса полезных свойств /1/. Подобное ухудшение качества изделий может происходить из-за деструкции, структурирования, окисления и других химических превращений макромолекул. При этом основным химическим процессом в старении полимеров является их окисление /2-5/. Существует ряд изделий, в которых применение диеновых каучков встречает определенные трудности, прежде всего из-за необходимости повышения термоокислительных свойств эластомерной основы. Изучению окислительных процессов, происходящих в органических соединениях и каучуках при температурах хранения, переработки и эксплуатации посвящено большое количество исследований /6-/. Закономерности старения полимеров определяются в основном /2,4/ их строением и природой связей, образующих основную цепь и боковые группы макромолекул. Двойные связи, содержащиеся в макромолекулах многих кау-чуков, обусловливают их высокую реакционную способность. Однако во всех случаях объемные, полярные и другие химически инертные боковые группы снижают химическую активность полимеров; но могут и повышать, если будут способствовать реакциям, происходящим в основной цепи или являться реакционно-способными функциональными группами. Отмечают /2,4,5/, что полимерам присущи все химические превращения, известные в органической химии для насыщенных и ненасыщенных, алифатических и ароматических углеводородов и их производных, других низкомолекулярных атомов соответствующих полимеров. Кроме значительной длины макромолекул на химические реакции в полимерах большое влияние оказывают стереоизомерия цепей, типы укладки макромолекул, их кристаллизация, но в целом полимерные реакции идут несколько медленнее аналогичных процессов в низкомолекулярных соединениях, даже если полимер находится с реагирующим компонентом в гомогенном состоянии. В гетерогенных системах скорость химической реакции зачастую определяется скоростью подвода к полимеру исходных веществ и отвода продуктов реакции. Всеми учеными признается неполная завершенность химических реакций в полимерах. Некоторые авторы /2/ связывают ее со стерическими препятствиями, малой подвижностью сегментов и лимитирующей стадией диффузии реагирующих компонентов. Другие исследователи находят, например, в полиизопрене /5/ негомогенный состав продуктов реакции вследствие того, что раскрытие одной двойной связи уменьшает ее взаимодействие с таковыми соседними связями. Поэтому последующие реакции протекают не по случайным двойным связям, а по соседним с прореагировавшими и реакция идет избирательно вдоль данной макромолекулы. Характерной особенностью полимерных реакций является /2, 4/ также возможность их инициирования под действием механических нагрузок (статических динамических). Химические реакции в полимерах протекают в основном /2-5/ по радикальному механизму, хотя при этом не исключены и ионные реакции. Например /2/, отцепление водорода от -СН2 группы полидиенов происходит по радикальному механизму, но присоединение хлороводорода к их двойным связям носит ионный характер. Варьируя в этих случаях виды реакции можно существенно менять химическую природу полимераналогичных макромолекул.