Наклёп наоборот. Структурная интерпретация.

[москатель]

Для повышения модуля сжатия резин надо, что бы у цепей было много свободы для «складывания» и энтропия могла расти.  

Я делал наоборот: что бы получить резины, не царапающиеся ногтем, вводил в них вещества, повышающие модуль растяжения/ сдвига. Кристаллические. У них плотность упаковки выше и возможна сориентация кристаллитов.

А, если посмотреть на процесс наоборот? Введение веществ, повышающих модуль, ведёт к распрямлению цепей без внешнего воздействия (ну, за счёт ориентации кристаллитов, например)? Мне теперь оно нужно.

Как имхуете?

[mirs]

18.09.2022 в 01:46, москатель сказал:

Как имхуете?

Есть некая классика - " Нужно изменить  фактор, поддающийся изменению и опять рассмотреть проблему"

Что Вы можете изменить?

1. Давление, температуру, время прессования скорее всего нет, оно уже оптимально.

2. Дополнительный фактор во время прессования, например электрическое поле.. Но возникает головняк с прессформами из керамики.

3. Калибровка сырой резины по молекулярной массе. Не самое сложное действие, если есть хоть какая-нибудь растворимость сырой резины.

4. Добавки порошка или волокон наполнителя с памятью формы - видимо тоже не вариант.

Изменено 18 Сентября, 2022 в 07:56 пользователем mirs

[москатель]

18.09.2022 в 11:56, mirs сказал:

Есть некая классика - " Нужно изменить  фактор, поддающийся изменению и опять рассмотреть проблему"

Что Вы можете изменить?

1. Давление, температуру, время прессования скорее всего нет, оно уже оптимально.

2. Дополнительный фактор во время прессования, например электрическое поле.. Но возникает головняк с прессформами из керамики.

3. Калибровка сырой резины по молекулярной массе. Не самое сложное действие, если есть хоть какая-нибудь растворимость сырой резины.

4. Добавки порошка или волокон наполнителя с памятью формы - видимо тоже не вариант.

Я, видимо, недоходчиво, неясно изложил, что же я хочу узнать. При наклёпе структура материала меняется за счёт воздействия внешних мех факторов. А здесь структура меняется введением структурных элементов и происходит деформация – мех изменения материала не за счёт внешних усилий, а за счёт внутренних. "Структура меняется" - применительно к резинам - это распрямление цепей из свёрнутого состояния.  Так вот, я хочу понять: 

 

17.09.2022 в 22:46, москатель сказал:

Введение веществ, повышающих модуль, ведёт к распрямлению цепей без внешнего воздействия (ну, за счёт ориентации кристаллитов, например)?

Молекулярные цепочки каучуков, образующих резину, распрямляются при увеличении модуля введением веществ - модуляторов (соединений - комплексов, имеющих  в структуре значительное количество кристаллитов)? При сжатии происходит сворачивание в клубок цепей (рост энтропии), а при растяжении - ориентация цепей (энтропия уменьшается). Или происходит что-то другое?

                                     ***

И да: я рассматриваю резины, как соединение молекул каучука в сетку вулканизацией. Ни, прессование, ни наполнители и прочие ингредиенты резиновых смесей не рассматриваются. В моделях, которые мы делали, получались прозрачные плёнки (что бы можно было оценивать кристалличность в поляроидах). Вулканизация при комнатной температуре, без прессформ. Закономерность хочу "перенести" на  другие, уже готовые (не нами) резины . Я - не "резинщик" и рассматриваю резины, как химик - органик. Но, конечно, учитываю особенности этого класса материалов.

Изменено 18 Сентября, 2022 в 13:52 пользователем москатель
пояснение

[москатель]

При растяжении резин расстояния между атомами не изменяются, а цепочки полимеров ориентируются. После прекращения воздействия цепочки складываются. Чем больше модуль растяжения, тем меньше растягиваются и складываются. 

Введение высоко модульных веществ в резину - создаёт эдакие люверсы в материале: сетка становится более распрямлённой?

[Максим0]

17.09.2022 в 23:46, москатель сказал:

Для повышения модуля сжатия резин надо, что бы у цепей было много свободы для «складывания» и энтропия могла расти.  

Я делал наоборот: что бы получить резины, не царапающиеся ногтем, вводил в них вещества, повышающие модуль растяжения/ сдвига. Кристаллические. У них плотность упаковки выше и возможна сориентация кристаллитов.

А, если посмотреть на процесс наоборот? Введение веществ, повышающих модуль, ведёт к распрямлению цепей без внешнего воздействия (ну, за счёт ориентации кристаллитов, например)? Мне теперь оно нужно.

Как имхуете?

Я думаю кристаллиты действуют двояко:

Локальное действие: вблизи микрокристалла  цепи вынужденны укладыватся не в трёхмерном, а двумерном пространстве, что повышает их степень кристалличности. Ярче всего такой эффект должен проявится от двумерных наполнителей - графита и слюды. Вот только если двумерный наполнитель не пришьётся к резине, то станет зародышем её разрыва снижая прочность.

Глобальное действие. Нагрузка передаётся на кристалл и он непосредственно препятствует растяжению. На ориентацию цепей в нерастянутом состоянии он не влияет. Ярче всего такой эффект должен проявится от одномерных наполнителей - нанотрубок и асбеста. Для одномерных наполнителей эффекты от непришитости будут слабее.

[москатель]

Спасибо, Максим0, за внимание к моей теме и высказанные Ваши соображения!  Я примерно понял, что Вы называете двумерными наполнителями. Но, не понял насчёт: 

06.11.2022 в 14:16, Максим0 сказал:

одномерных наполнителей

Это аморфные вещества? В теххимии резин используют понятия активные (усиливающие) и неактивные (неусиливающие) наполнители. Я так понимаю, что при обеспечении взаимодействия поверхности наполнителя с полимерной матрицей достигается эффект усиления. Однако, и размер частиц имеет значение: утверждается. что наполнители с размером частиц более 100 нм усиления уже не дают. Я внимание больше уделял органическим наполнителям. Некоторые полимеры имеют очень высокие значения модуля Юнга. Вот даже ПЭ имеет его значения в 30- 200 раз превышающий модули резин. ПС - в 600, а ФФС даже в 1500 раз! Но, размер модулирующей фазы! Практически же почти нереально вводить в резины, например, порошок ПС с дисперсностью менее 100 нм! Эта пыль взрывоопасна. Да, и ассоциация таких частиц приведёт к получению агломератов. Поэтому я работал с "пришиванием" фрагментов органических олигомеров к цепям каучука резин. Кристалличность материалов оценивал по активности в скрещенных поляроидах. В структурной химии резин употребляют термин "кристаллиты" - я так понял, что это даже не обязательно микрокристалл. Это могут быть отдельные ламели, их агломерация и т.п. Вплоть до уже собственно кристалла - что довольно редко в химии резин. Оценку возможной кристалличности я проводил просто разглядывая компьютерные модели фрагментов каучуков с пришитыми моими модуляторами, ища оси симметрии отдельных фрагментов пришиваемых структур. Размер модулирующих фрагментов обычно был в пределах 20 - 2000 пм. Иногда модулирующие области показывали высшую кристалличность - фибриллы, вплоть до структур шиш - кебабного вида. Сферолиты (они дают в поляроидах или просто "мальтийский крест" или его цветной вариант - я такое видел на кристалликах TiO₂ и с помощью японских поляроидов) получить ни разу не удалось. Но, и то, что показали модуляторы пико размера уже впечатляюще. Плёнки не удавалось процарапать ногтем и счистить стальным ножом. 

Я теперь вот хотел понять: 

 

02.10.2022 в 09:13, москатель сказал:

Введение высоко модульных веществ в резину - создаёт эдакие люверсы в материале: сетка становится более распрямлённой?

То есть, "пришивание" высоко кристалличных фрагментов РАСПРЯМИТ сетку, развернёт вулканизационную сетку резины? Люверсы - это специальные кольца вставляемые в отверстия ткани (парусов, палаток, одежды), позволяющие растягивать/распрямлять/разглаживать полотно (паруса, палатки) без разрыва полотна.

Я почему так думаю? При повышении суммарного модуля композиций резин снижается их склонность к растяжению и сжатию. Так значит: полимерные молекулы распрямляются, что ли? Распрямляются без внешнего механического воздействия? Введением пикомодуляторов?

Изменено 7 Ноября, 2022 в 14:21 пользователем москатель

[бродяга_]

возможно тс будет интересно...

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjH24qfrpz7AhWN_CoKHSd_DOAQFnoECAYQAQ&url=https%3A%2F%2Fbstudy.net%2F842760%2Ftehnika%2Fuglerodnye_nanomagerialy&usg=AOvVaw2NbE7DW5ddt-9CXhUBXixO

 

 

[Максим0]

07.11.2022 в 19:17, москатель сказал:

Спасибо, Максим0, за внимание к моей теме и высказанные Ваши соображения!  Я примерно понял, что Вы называете двумерными наполнителями. Но, не понял насчёт: 

Это аморфные вещества? В теххимии резин используют понятия активные (усиливающие) и неактивные (неусиливающие) наполнители. Я так понимаю, что при обеспечении взаимодействия поверхности наполнителя с полимерной матрицей достигается эффект усиления. Однако, и размер частиц имеет значение: утверждается. что наполнители с размером частиц более 100 нм усиления уже не дают. Я внимание больше уделял органическим наполнителям. Некоторые полимеры имеют очень высокие значения модуля Юнга. Вот даже ПЭ имеет его значения в 30- 200 раз превышающий модули резин. ПС - в 600, а ФФС даже в 1500 раз! Но, размер модулирующей фазы! Практически же почти нереально вводить в резины, например, порошок ПС с дисперсностью менее 100 нм! Эта пыль взрывоопасна. Да, и ассоциация таких частиц приведёт к получению агломератов. Поэтому я работал с "пришиванием" фрагментов органических олигомеров к цепям каучука резин. Кристалличность материалов оценивал по активности в скрещенных поляроидах. В структурной химии резин употребляют термин "кристаллиты" - я так понял, что это даже не обязательно микрокристалл. Это могут быть отдельные ламели, их агломерация и т.п. Вплоть до уже собственно кристалла - что довольно редко в химии резин. Оценку возможной кристалличности я проводил просто разглядывая компьютерные модели фрагментов каучуков с пришитыми моими модуляторами, ища оси симметрии отдельных фрагментов пришиваемых структур. Размер модулирующих фрагментов обычно был в пределах 20 - 2000 пм. Иногда модулирующие области показывали высшую кристалличность - фибриллы, вплоть до структур шиш - кебабного вида. Сферолиты (они дают в поляроидах или просто "мальтийский крест" или его цветной вариант - я такое видел на кристалликах TiO₂ и с помощью японских поляроидов) получить ни разу не удалось. Но, и то, что показали модуляторы пико размера уже впечатляюще. Плёнки не удавалось процарапать ногтем и счистить стальным ножом. 

Я теперь вот хотел понять: 

 

То есть, "пришивание" высоко кристалличных фрагментов РАСПРЯМИТ сетку, развернёт вулканизационную сетку резины? Люверсы - это специальные кольца вставляемые в отверстия ткани (парусов, палаток, одежды), позволяющие растягивать/распрямлять/разглаживать полотно (паруса, палатки) без разрыва полотна.

Я почему так думаю? При повышении суммарного модуля композиций резин снижается их склонность к растяжению и сжатию. Так значит: полимерные молекулы распрямляются, что ли? Распрямляются без внешнего механического воздействия? Введением пикомодуляторов?

У двумерных наполнителей пластинчатая форма частиц, а у одномерных - стержневая.

[москатель]

07.11.2022 в 19:43, бродяга_ сказал:

возможно тс будет интересно...

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjH24qfrpz7AhWN_CoKHSd_DOAQFnoECAYQAQ&url=https%3A%2F%2Fbstudy.net%2F842760%2Ftehnika%2Fuglerodnye_nanomagerialy&usg=AOvVaw2NbE7DW5ddt-9CXhUBXixO

 

 

Спасибо! Посмотрел по ссылке: не знал, что фуллерены модифицируют функциональными группами, в частности, СООН. Но, увы, они остаются больше лабораторной игрушкой. В основном из-за их цены. А в материале по ссылке - я увидел малоэффективность их введения в резины: 5% фуллерена модуль не в разы увеличивают, но на 39%, а удлинение падает на 9% (в пределах ошибки испытаний?). Прочность тоже меняется мало. В целом - я так и не понял: и что же авторы увидели примечательного? Может, я не вижу, потому что не "резинщик"? Но, где они, "резинщики"?

[москатель]

08.11.2022 в 09:20, Максим0 сказал:

У двумерных наполнителей пластинчатая форма частиц, а у одномерных - стержневая.

Йеп! В соответствии с этой номенклатурой аэросил (шаровидная форма) - видимо, безмерный наполнитель?

А мои пикомодуляторы - отрицательномерные! А что? Мнимые наполнители. При моделировании они показывают то форму пирамидки, набитой кристаллоидами, то пучки ламелей с разной ориентацией, то структуры формы лука. И в экспериментах себя ведут по разному - в зависимости от синтеза (изменение очерёдности стадий меняет структуру и свойства), от температуры и сопутствующих веществ.