Деструкции связующего

на них. М. рассматривает твёрдые в-ва (влияние трения, измельчения, деформирования, действия ударных волн, высоких давлений, ультразвука) и жидкости (кавитация). Механо-хим. методы применяют при синтезе и деструкции полимеров, получении ферритов, аморфных сплавов, порошковых материалов (адсорбенты, наполнители, вяжущие и др.), пластикации каучука, переработке целлюлозы и т.п.

Теории сшивания и деструкции полимеров под действием излучения подробно обсуждались Чарлзби [23]. Здесь будут рассмотрены только наиболее существенные особенности этих теорий. Следует отметить, что ни один из предполагаемых механизмов сшивания и деструкции не является универсальным.

Исследованию процессов термической деструкции полимеров посвящены многие работы. Однако особенностью большинства проводимых в этой области изысканий является химическая направленность исследований и качественный характер получаемых результатов.

Для установления механизма деструкции полимеров в агрессивных средах необходимо определить:

Старение технических полимерных материалов обусловлено в основном процессами, приводящими к деструкции полимеров, т. е. распаду основных цепей макромолекул на осколки более простого строения, или к изменению строения макромолекул и взаимодействия между ними (без разрыва основной цепи).

Процессы деструкции полимеров, имеющих промышленное значение, при их естественном старении являются результатом одновременного действия различных факторов. Как правило, наиболее важными факторами является влияние тепла, света и кислорода; соответственно наиболее распространенными процессами деструкции являются термическая, фотохимическая и окислительная деструкция, а также термоокислительная и фотохимически активированная окислительная деструкция.

Для сравнительной оценки термостабильности полимерных стекол и определения верхних температурных пределов их переработки, а в некоторых случаях и эксплуатации снимают кривые потери веса на образцах размером 20 X 20 X 10 мм при продолжительности термообработки 1—5 ч (рис. 12). Для стекол СОЛ, СТ-1, 2-55 вблизи температуры перехода в вязко-текучее состояние наблюдается увеличение потери летучих веществ и на стеклах появляются пузыри, что свидетельствует о начале деструкции полимеров. Поэтому температуры перехода в вязко-текучее состояние принимают за верхние температурные пределы переработки и применения указанных органических стекол.

Полимеры могут находиться в трех состояниях: стеклообразном (твердом аморфном), высокоэластическом и вязкотекучем. Вследствие высокой относительной молекулярной массы они не способны переходить в газообразное состояние; при нагреве в газообразном виде выделяются лишь продукты термической деструкции полимеров. Особый вид представляют жидкие полимеры (см. с. 292, 445).

Процесс термической деструкции полимеров представляет собой совокупность гомогенных и гетерогенных химических реакций и фазовых превращений, сопровождающихся обычно поглощением тепла и потерей массы за счет выделения летучих продуктов разложения.

В связи с этим обычно рекомендуется проводить эксперименты по термической деструкции полимеров в вакууме или в атмосфере инертного газа.

6-15. Грасси Н. Химия деструкции полимеров. М., Изд-во иностр. лит., 1962, с. 251.

В установке ИМАШ-11 использован принцип регулирования температуры на поверхности образца изменением расстояния между образцом и нагревателем. Принципиальная схема устройства для моделирования режимов нагрева показана на рис. 94. Исследуемый образец листового материала / установлен горизонтально на неподвижных опорах 2, подлежащий нагреву участок образца ограничен экраном 3 из полированной нержавеющей стали. На нагреваемой и противоположной ей поверхностях образца температура контролируется хромель-алюмелевыми термопарами 4 и 5. Образец находится в открытой сверху камере 6 прямоугольной формы, в нижнюю часть которой через штуцер подводится инертный газ. При нагреве образца на воздухе происходит возгорание связующего (если температура поверхности образца выше температуры воспламенения связующего). Опыты с нагревом стеклопластиков в защитной атмосфере азота показали некоторое увеличение прочности при уменьшении термоокислительной деструкции связующего [77]. Однако есть основания предполагать, что при нагреве могут образоваться химические соединения азота с компонентами связующего вплоть до образования цианистых соединений. Поэтому для пблной безопасности работы на установке в качестве защитной среды используется аргон.

Однако в, случае прессования при 150° С водопоглощение растет с увеличением времени прессования из-за частичной деструкции связующего БФ-2 при этой температуре. Проведенные исследования позволяют считать оптимальными параметрами технологического процесса прессования деталей из стеклотекстолитов: на связующем БФ-2—температуру 142 + 3° С и время прессования 4—6 ч\ для связующего ВФТ—температуру 180 ± 3° С, время — 2—3 ч.

С увеличением поверхностной температуры и уменьшением температурного градиента отмечается тенденция роста износа асбофрикционных материалов при трении в паре с металлами. Как показано в работе [44], при повышенных температурах механизм износа определяется процессами деструкции связующего.

Во второй зоне (на участке от 200 до 350° С) коэффициент трения снижается до 0,25. Значение коэффициента трения на этом участке определяется развитием пластических деформаций с постепенным (по мере повышения температуры) усилением смазывающего действия жидких продуктов деструкции связующего (смолы), входящего в состав материала ФК-16л.

На участке от 450 до 700° С (четвертая зона) повышение коэффициента трения объясняется образованием коксоподобных продуктов деструкции связующего.

Из комплекса физико-химических процессов и явлений, определяющих трение ФАПМ при повышенных температурах, наиболее важным является процесс деструкции связующего. Связующее — это компонент материала, который обеспечивает его монолитность. Деструкция,^т. е. разрушение связующего,

В Добычных условиях работы узлов трения окружающей газовой средой является воздух — окислительная среда, способствующая деструкции связующего ^ФАПМ, приводящей ?к образованию в зоне трения смазочных продуктов, вызывающих снижение коэффициента трения.

При определении характеристики фрикционной теплостойкости на машине трения И-47-К-54 наблюдается глубокая зона снижения коэффициента трения, наличие которой объясняется образованием в зоне трения значительного количества жидких продуктов деструкции связующего вследствие развития окислительного щелевого эффекта, для проявления которого здесь имеются благоприятные условия. Это явление необходимо учитывать при определении и использовании фрикционной теплостойкости по РТМ6—60 и ГОСТ 23.210—80. В конструкциях, в которых окислительные адсорбционный и щелевой эффекты выражены слабо, деструкция связующего практически не имеет места и коэффициент трения не снижается резко при температурах, указанных на кривых фрикционной теплостойкости.

Сложность и неоднозначность полученных зависимостей объясняется многообразием и сложностью процессов, происходящих при трении асбофрикционных материалов. Важное значение имеют различные физико-химические явления, сопровождающие трение: процессы термической деструкции связующего, приводящие к образованию на поверхности трения жидких смазочных продуктов, снижающих трение; возгорание этих продуктов при высокой мощности трения и вследствие этого стабилизация фрикционных свойств; термомеханическая приработка при умеренном длительном термическом воздействии, способствующая улучшению фрикционных свойств, а при сильном воздействии температуры приводящая к их ухудшению, и многие другие явления.

Интенсивность изнашивания с повышением температуры (до 600 С) во всех случаях возрастает. В работах [2, 4, 9, 14, 32—37] показано, что в области высоких температур механизм износа определяется сначала процессами деструкции связующего ФАПМ, затем процессами окисления и выгорания ряда компонентов и составляющих.

Для улавливания продуктов деструкции связующего, выделяющихся непосредственно в процессе трения фрикционной пары, последняя заключалась в металлический чехол. Через гибкий шланг, соединенный с системой поглотителей, при помощи разряжения образующиеся газы отсасывались с поверхности трения.