Сажа, как армирующий материал
Сажа – очень мелкий графитовый кристаллический порошок. Образуется при неполном сгорании соединений углерода; в технике её получают из ацетилена или из нафталина. Применяют в качестве наполнителя для резин с целью устойчивости автопокрышек к абразивному износу (сажа составляет приблизительно одну треть массы автомобильной покрышки); как компонент сухих гальванических элементов, печатных красок, крема для обуви, туши и др. Разновидность сажи – сажа белая, получаемая путем сильного прокаливания и последующего вымывания хлорида натрия из гидратированного диоксида кремния – силикагеля. Сажа до сих пор является наиболее широко используемым материалом для армирования резины. Для этих целей ежегодно расходуются миллионы тонн сажи. Имеется огромное разнообразие типов сажи, классифицируемых в зависимости от метода получения, определяющих её структуру. Имеются обзоры, посвященные характеристикам различных типов сажи и разработке способов её получения [74, 75]. Структура сажи, как определенное сочетание составных частей целого – это хорошо известная особенность сажи, относящаяся к тому, в какой мере первичные частицы связаны друг с другом в цепочки. Она в корне отлична от обратимого комкования, обусловленного вандерваальсовыми силами и т.д. Широко принимается, что эти частицы сплавляются друг с другом или входят в микрокристаллиты в результате столкновений при высоких температурах, когда они находятся в пластическом состоянии, а мостики между частицами разрушаются во время внедрения в эластомер. nike air max command В недавней работа было рассмотрено влияние структуры на армирующее действие сажи [62]. Сажа взаимодействует с эластомером в два этапа в хода изготовления: в процессе ввода в сырую резину во время измельчения и в процессе вулканизации. nike air max 2016 Введение армирующего материала в сырую резину приводит к образованию «связанной резины» — геля, содержащего кaк резину, так и армирующий материал. Этот гель нерастворим в обычных растворителях для эластомеров. Связанную резину обычно описывают как твердые островки (с угольными сердцевинами) находящиеся в матрице из неизмененного эластомера – природного или искусственно полученного высокомолекулярного материала с высокоэластичными свойствами (каучуки и резины). nike huarache Большая кажущаяся степень поперечной связи внутри этиx островков обусловлена вкладом связей между полимером и наполнителем, образующихся при измельчении. Упомянутое увеличение поперечной связи при вулканизации связано с взаимодействием функциональных групп, активных центров на поверхности и так далее, друг с другом и с добавками, обусловленной повышенной температурой. В paботе [76] описана современная точка зрения на типы связей, проявлявшихся на обоих этих этапах. Можно с уверенностью утверждать, что в случае сажи в органическом эластомере связанная резина содержит как химические, так и физические (?механические) связи частиц с резиной, но относительная роль этих двух видов связей пока не yстановлена; она может изменяться в зависимости от конкретного наполнителя и эластомера, а также от степени напряжённости и удлинения. Однако заслуживает внимания то, что армирование сажей заметно нечувствительно к химии рассматриваемого зластомера. Физическая связь включает адсорбцию эластомера на поверхвости сажи и её самой по себе достаточно для упрочнения. Поскольку адсорбция данного типa не локализована, то молекулярное выстраивание со скольжением вдоль поверхности сажи может способствовать снятию напряжений и рассеянию энергии в виде тепла. Химическое взаимодействие между поверхностью сажи и эластомером охватывает некоторые из разнообразных группировок, находящихся на поверхности caжи. Оно бывает трех разных типов:
-
захват радикалов акцепторными центрами на угле;
-
инициирование радикалов путем водородного переноса к полимеру;
-
связь ионного типа после протонного переноса от поверхностных кислотных групп на саже к точкам насыщения в полимере.
Вследствие наличия большого разнообразия группировок на саже и их полной совместимости с органическим эластомером возможно, что сажa является в определенном отношении уникальным веществом и подобные химические взаимодействия не достигают такой же степени в случае других сочетаний наполнителя и эластомера. Связь между свойствами армированного эластомера и наиболее существенными свойствами конкретной сажи, используемой для армирования, несколько маскиркуется влиянием иных факторов, среди которых можно упомянуть:
-
природа эластомера;
-
степень полимеризации;
-
наличие «промоторов» армирования;
-
выбором катализаторов полимеризации;
-
возможность взаимодействия между добавками;
-
степень дисперсности армирующих материалов; увеличенная удельная поверхность наполнителя повышает модульупрукгости и сопротивляемостьраспространению отрыва.
Влияние соотношения между различными свойствами ряда армированных эластомеров и между свойствами и загрузками армирующих материалов для различных рецептов смешивания чрезвычайно широко освещены в торговой литературе, а некоторым из них посвящены обзоры [77]. nike air jordan femme 2017 В полезной таблице сравниваются среднее армирование для поверхностей качения шин из натурального и синтетического каучука для разных типов сажи, когда она подмешивается с целью обеспечения наибольшего сопротивления истиранию. Влияние размеров частиц является решающим, однако можно наблюдать также влияние «структуры». Для силиконовых каучуков сажа применяется не часто. В данном случае имеется мало сведений относительно той степени армирования, которая может быть достигнута. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что существует химическая связь между наполнителем и эластомером [78] и что сажа действует таким же образом, как и белые наполнители в силиконовом (кремнийорганическом) каучуке. nike air pegasus Помимо разных сортов сажи единственными наполнителями, считающимися полностью армирующими, являются специально приготовленные дисперсные частицы окиси кремния (белая сажа) и силикатов алюминия и кальция. Другие окислы, например алюминия и цинка, были использованы лишь экспериментальным путем. Белые наполнители не способны обеспечить широкий набор поверхностных группировок, находимых на саже. На окиси кремния обнаружены только силаноловые и силоксановые группы. Поверхности окиси кремния и силикатов более полярны, чем у сажи, и на них значительное влияние оказывает присутствие небольших количеств адсорбированной влаги. air max bleu Настоящие армирующие белые наполнители обеспечивают повышенную твердость и хорошее сопротивление на разрыв, а также пониженную эластичность. nike air max 2014 Это относится ко всем исследованным эластомерам. Как и в случае сажи, для армирования белой сажи необходима большая удельная поверхность, при этом наиболее эффективными оказываются окиси кремния и алюминия, получаемые с помощью реакций в газовой фазе. Белые наполнители находят применение в эластомерах, используемых в фармацевтической, пищевой и бумажной промышленностях, а также всюду, где важен цвет изделий. adidas nmd femme Высокое электрическое сопротивление эластомеров, армированных белыми наполнителями, по сравнению с содержащими сажу часто с успехом используется в сортах резины с высокими изолирующими свойствами. Резиновые каблуки и подметки обычно армируются окисью кремния с небольшим содержанием сажи или красителя… См. перевод № Ц – 97811 Всесоюзного центра переводов НТЛ-ры и документации: Вил С. Р. air max 90 pas cher Дисперсные порошки – получение, свойства и применение. – Лондон, 1972.