ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Морфология латексных частиц и связанные с ней свойства полимеров из "Эмульсионная полимеризация и её применение в промышленности" Было показано [66, 88, 89], что глобулы латексов характеризуются более тонкой структурой, которая зависит от химической природы мономеров и условий проведения полимеризации. Для изучения морфологии частиц и пленок латексов был использован метод электронной микроскопии с. предварительным 1шзкотем1пера-турным травлением поверхности препаратов в плазме высокочастотного кислородного разряда [222]. [c.145] На рис. 3.27 показаны электронные микрофотографии частиц ( =1700 нм) и пленок латекса, полученного инициированной персульфатом калия полимеризацией винилацетата в присутствии 10% поливинилового спирта. Из рисунков видно, что структура частиц поливинилацетатного латекса резко отличается от полистирольного и характеризуется фибриллярной ориентацией полимерных цепей. Та же ориентация сохраняется и при образовании пленки из этого латекса (рис. 3.27, в). [c.146] Важно отметить, что это различие нельзя объяснить только энергией когезии карбоксильных или амидных групп как видно из табл. 3.8, эти группы не оказывают аналогичного влияния на свойства пленок, полученных из растворов тех же сополимеров. [c.146] Очевидно, полученные результаты связаны с протеканием эмульсионной полимеризации вблизи границы раздела фаз образование той или иной конфо рмащи макромолекул зависит от их структуры и соотношения между значениями знергии межмолекулярного взаимодействия и энергии гидратации их полярных участков. [c.148] в случае полимеризации алкилакрилатов, когда суммарная энергия межмолекулярного взаимодействия больше энергии гидратации полярных групп (например, концевых групп, образующихся при инициировании водорастворимыми перекисями), макромолекулы. приобретают скрученную конформацию, ориентируясь полярными группами на границе с водной фазой, что приводит к глобулярной ( юрме -первичных структур. Аналогичная картина имеет место и при сополимеризации алкилакрилатов с метакриловой кислотой. При этом карбоксильные группы ориентируются на границе раздела с водной фазой. При формировании пленки достигается большее межмолекулярное взаимодействие за счет водородных связей но сравнению с пленками, полученными из растворов тех же полимеров, в которых эти группы располагаются менее ориентированно. [c.148] В случае сополимеризации алкилакрилатов с мономерами, отличающимися высокой полярностью (МАА и ММАА), энергия гидратации превышает энергию межмолекулярного взаимодействия, что обусловливает вытянутую конформацию образующихся макромолекул. Это, в свою очередь, приводит к сильному влиянию указанных мономеров на свойства латексного эластомера. Этот эффект в значительной степени утрачивается в пленках, полученных из раствора того же сополимера (см. табл. 3.8). [c.148] Из ИК-спектров пленок сополимера, содержащего амидные групеы (см. рис. 3.30, б), видно, что в обоих случаях наблюдается поглощение в областях 3176 и 3334 см , характерное для валентных колебаний ассоциированных групп МНг. Однако интенсивность полосы, соответствующей валентным колебаниям свободных групп МНа (3414 см ), в случае латексной пленки меньще, поэтому можно сделать вывод, что число групп ЫНг, связанных водородной связью, в такой пленке больше, чем в пленке, полученной из раствора. [c.149] В массе латексного полимера. Это можно объяснить большей реализацией возможных взаимодействий групп, находящихся на поверхности латексных частиц. Такое расположение в массе полимера гидрофильных функциональных групп, способных к образованию водородных связей, приводит к уплотнению структуры и возрастанию прочности несшитых латексных полимеров (см. табл. 3.8). [c.150] При введения в макромолекулу небольшого числа гидрофильных групп (например, метилоламидных), способных к образованию сильных межмолекулярных водородных связей, может повыситься теплостойкость латексного полимера (рис. 3.31). Этот эффект не наблюдается в случае введения в полимер тех же групп методом гомогенной полимеризации. [c.150] АБС-латексы, предназначенные для получения ударопрочных материалов, состоят в основном из частиц шолибутадиена, перекрытых сополимером акрилонитрила со стиролом. Связь между слоями в таких частицах создается в результате прививки одного полимера к другому или взаимного проникновения граничащих полимеров. [c.151] Ранее было отмечено, что при эмульсионной сополимеризации с водорастворимыми мономерами их полярные группы или блоки концентрируются на поверхности частиц, что в некоторых случаях приводит к образованию развернутой конформации макромолекул. [c.152] В работе [230] рассмотрена одномерная модель распределения плотности гибких ялинноцепных молекул у поверхности как функция расстояния в зависимости от энергии притяжения к поверхности. Было показано, что при энергии адсорбции более 0,693 кТ большинство сегментов лежит вблизи поверхности, тогда как при меньшем значении энергии взаимодействия плотность распределения у поверхности близка к нулю. [c.152] Перенося это представление в область морфологии латексных частиц, можно в первом приближении полагать, что в случае полностью гидрофобных полимеров (полистирол) конформация макромолекул, концентрирующихся в процессе синтеза в сердцевине частиц, будет в основном определяться их межмолекулярным и внутримолекулярным взаимодействием. Однако при наличии в полимерах полярных групп они будут приближаться к поверхности раздела, и на конформацию макромолекул будут влиять возникающие при этом взаимодействия. С этих позиций можно объяснить различие между конформацией макромолекул полистирола (см. рис. 3.26) и поливинилацетата (см. рис. 3.27). [c.152] Из изложенного выше следует вывод, что при применении эмульсионной лолимеризации возможно регулировать свойства полимера в широких пределах путем направленного изменения его морфологии — последовательной полимеризацией разных мономеров и введением различных присадок. Детальное изучение этого аспекта позволит создать способ получения полимера с заданными свойствами без существенного изменения его состава. [c.152] Вернуться к основной статье