Регулирование структуры и свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена в процессе переработки

• Автор: Катов, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Литературный обзор
1.1. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен
1.1.1. Особенности структуры СВМПЭ
1.1.2. Свойства и применение
1.1.3. Получение и переработка И
1.2. Формование полимеров в твердом состоянии
1.2.1. Теоретические аспекты технологии формования полимеров
в твердом состоянии
1.2.2. Механизм деформации в твердом состоянии. Структурные превращения
1.2.3. Объемная штамповка
1.3. Оценка структурной неоднородности полимеров по данным релаксационной спектрометрии
1.4. Постановка задачи исследования
2. Объекты и методы исследования
2.1. Используемые материалы
2.2. Методики экспериментов
3. Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение
3.1. Изучение способности к монолитизации реакторных
порошков СВМПЭ
3.2. Влияние условий объемной штамповки на структурные
изменения в изделиях из СВМПЭ
3.2.1. Структурные превращения в процессе штамповки СВМПЭ
3.2.2. Оценка структурной неоднородности в штампованных
изделиях
3.3. Особенности свойств штампованных изделий из СВМПЭ

3.4. Влияние конструктивных особенностей формующей оснастки
на структуру и свойства штампованных изделий из СВМПЭ
Практические рекомендации по использованию результатов исследований
Выводы
Литература
Приложение

Введение.
В связи с расширением областей применения полимерных материалов и усложнением условий их эксплуатации все более важное значение приобретает создание материалов с заранее заданными свойствами. Это может быть реализовано как посредством синтеза новых, так и модификацией выпускающихся промышленностью полимеров. Первый путь является весьма сложным, дорогостоящим и поэтому менее распространенным, а второй находит все более широкое применение. В этом направлении реализуются различные приемы регулирования свойств полимеров в процессах переработки.
Предварительный анализ показал, что широкие перспективы направленного регулирования структуры и, соответственно, свойств готовых изделий из полимеров в процессе их производства открывают методы, предусматривающие деформирование термопластичного материала в твердом состоянии. В этих условиях в материале может быть создана необходимая структурная организация, обеспечивающая работоспособность получаемой детали. Одним из таких методов, позволяющих получать блочные изделия сложной конфигурации, является объемная штамповка. Метод характеризуется коротким циклом формования, высоким коэффициентом использования материала, возможностью переработки высоконаполненных материалов и материалов с высокой молекулярной массой.
Значительный интерес в этом плане представляет переработка сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Этот полимер обладает ценным комплексом свойств: биологической инертностью, износостойкостью, низким коэффициентом трения, высокими физико-механическими показателями, стойкостью к растрескиванию, высокой ударной вязкостью, а также способностью сохранять эти свойства в широком интервале температур.

венных характеристик для полимеров разных классов показал, что использование дифференциальных зависимостей более эффективно, так как для максимумов можно применять большее число параметров (четыре) по сравнению с интегральными зависимостями, для которых типичны один-два параметра.
Так как реальные полимеры содержат полярные (дипольные) атомные группы или примеси полярных низкомолекулярных веществ, одним из наиболее информативных методов релаксационной спектрометрии является диэлектрический метод. Он позволяет получать дифференциальные кривые изменения диэлектрических факторов потерь с температурой или частотой.
На основании экспериментальных данных исследования различных релаксационных свойств полимеров для проявляющихся максимумов можно выявить [98] четыре параметра: температурное положение, высота максимума, “полуширина” (ширина на половине его высоты), площадь, ограниченная максимумом и осью асцисс. Максимумы могут быть как симметричными, так и несимметричными. В последнем случае параметр полуширины максимума вычисляют на основании треугольной аппроксимации [99] температурных зависимостей соответствующих коэффициентов потерь, измеренных на определенной частоте или при “плывущей” частоте. Анализ характера изменений параметров релаксационных максимумов [98, 100, 101] позволил установить физический смысл каждого из четырех параметров. Температура проявления максимума характеризует интенсивность меж-молекулярного взаимодействия полимеров. Высота максимума характеризует эффективный размер участвующей в тепловом движении кинетической отдельности (релоксатора). Ширина максимума характеризует неоднородность структурного окружения релаксаторов. Наконец, площадь, ограниченная максимумом и осью температур (или частот), характеризует количество релаксаторов, участвующих в процессе.
В связи с тем, что в различных частях объема полимеров их плотность