Изменение степени кристалличности и механические свойства синдиотактического 1,2-полибутадиена при интенсивной пластической деформации

А.Р. Хамидуллин1, Ю.А. Лебедев2, Р.Р. Кинзябулатов2, Д.В. Гундарев2
1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный университет», 450076, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул.Заки Валиди, д.32
2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики молекул и кристаллов Уфимского научного центра Российской академии наук, 450054, г. Уфа, пр.Октября, 71
Аннотация
В настоящей работе исследовалось влияние одноосного растяжения и интенсивной пластической деформации (ИПД) на структуру и физико-механические свойства синдиотактиче-ского 1,2-полибутадиена (СПБ) – полимера, обладающего свойствами термоэластопласта. Испытательные образцы готовились из коммерческого полимера марки RB830 со среднемассовой молекулярной массой 1.2∙105 г / моль, степенью кристалличности ~ 29% и синдиотактичностью 85 - 90%. Методами рентгеновской дифрактометрии и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) установлено, что в условиях простого одноосного растяжения степень кристалличности СПБ при небольших удлинениях не более 100% незначительно возрастает с 29% до ~ 32%. При дальнейшем удлинении образца степень кристалличности не меняется. При деформации до 600-650% образцы СПБ теряют прозрачность и приобретают молочно-белую окраску, что, предположительно, связано с формированием в полимере при деформации нового структурного состояния, названного «milk phase» (mph). Данный структурный переход не оказывает какого-либо влияния на режимы дальнейшей деформации, а возникающая структура и цвет образца сохраняются при сбросе напряжения. При использовании техники интенсивной пластической деформации – кручение под высоким давлением на наковальнях Бриджмена образцы СПБ также приобретают молочно-белую окраску, но при этом становятся полностью аморфными. У полимера происходит резкое уменьшение плотности, он полностью теряет эластичность и становиться хрупким. Обсуждается природа такого различия при использовании двух методов деформации. При одноосном растяжении полимера изменение свойств происходит из-за переориентация макромолекул, а при ИПД, по-видимому, из-за разрыва углерод-углеродных связей.
Получена: 02 декабря 2016   Исправлена: 06 января 2017   Принята: 06 марта 2017
Просмотры: 33   Загрузки: 9
Ссылки
1.
http://www.jsr.co.jp / jsr_e / pd / tpe_rb.shtml
2.
Y. Obata, C. Tosaki, M. Ikeyama Polymer J. 7, 207 (1975).
3.
Y. Obata, C. Homma, C. Tosaki, N. Shiraishi Polymer J., 7, 217 (1975).
4.
Y. Chen, D. Yang, Y. Hu, X. Zhang Cryst. Growth and Design. 4, 117 (2004).
5.
B. Wunderlich Macromolecular Physics: Crystal structure, morphology, defects. N. Y. Academic Press, 1973, 592 p. [Б. Вундерлих Физика макромолекул. Кристаллическая структура, морофология, дефекты. М.: Мир, 1976. 574 с.]
6.
A. Galeski; A. S. Argon, R. E. Cohen, Macromolecules 24, 3953 (1991).
7.
L. Lin, A. S. Argon J. Mater. Sci. 29, 294 (1994).
8.
R. Seguela Polymer Rev., 45 (3), 263 (2005).
9.
R. Z. Valiev, I. V. Alexandrov Bulk nanostractured materials: production, structure and properties M.: Academkniga, 2007, 398 p. (in Russian) [Р. З. Валиев, И. В. Александров. Объемные наноструктурные материалы: получение, структура и свойства. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 398с.]
10.
Z. S. Mo, H. F. Zhang Polym. Rev., 35, 555 (1995)
11.
A. N. Chuvyrov, R. R. Kinzyabulatov, Yu. A. Lebedev, A. B. Glazyrin, R. K. Teregulov Deformation and fracture of materials № 9, 29 (2009) (in Russian) [Чувыров А. Н., Кинзябулатов Р. Р., Лебедев Ю. А., Глазырин А. Б., Терегулов Р. К. Деформация и разрушение материалов, № 9, 29 (2009)].
12.
A. N. Chuvyrov, R. R. Kinzyabulatov, Yu. A. Lebedev Doklady Chemistry, 437 (2), 124 [А. Н. Чувыров, Р. Р. Кинзябулатов, Ю. А. Лебедев Доклады РАН, 437, 659 (2011)].
13.
G. Natta, P. Corradini J. Polymer Sci. 20, 251 (1956).
14.
A. R. Khamidullin, A. N. Chuvyrov, Yu. A. Lebedev, V. D. Sitdikov Moscow Univ. Phys. Bull., 68, 225 (2013) [А. Р. Хамидуллин, А. Н. Чувыров, Ю. А. Лебедев, В. Д. Ситдиков, Вестник МГУ. Сер.3 Физика, астрономия, № 3, 47 (2013)].
15.
V. A. Bernshtain, V. M. Egorov Differential scanning calorimetry in physico-chemistry of polymers (in russian) L.: Khimiya, 1990, 256 c. [В. А. Бернштейн, В. М. Егоров Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров. Л.: Химия, 1990. 256 с.]
16.
M. Ren, Q. Chen, J. Song, H. L. Zhang, X. Sun, J. Polymer Science: B: Polym. Phys. 43, 553 (2005)
17.
R. Napolitano, B. Pirozzi, S. Esposito Macromol. Chem. Phys. 207, 503 (2006).
18.
Lima M. F. S., Vasconcellos M. A. Z., Samios D. J. Polym. Sci. B: Polym. Phys., 40, 896 (2002)
19.
F. Auriemma C. De Rosa, P. Corradini Adv. Polym.Sci. 181, 1 (2005)