ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы оценки совместимости из "Полимерные пленки, содержащие ингибиторы коррозии" Пленки и формованные изделия из полимерных композиций на основе совместимых компонентов оптически прозрачны и механически прочны, в то время как подобные изделия из несовместимых компонентов обычно являются мутными и непрозрачными. Тем не менее прозрачность пленок не может являться однозначным критерием совместимости компонентов, входящих в состав полимерного материала. В некоторых случаях пленки из смеси несовместимых компонентов могут быть оптически прозра ы. Например, прозрачными могут казаться очень тонкие пленки или пленки, состоящие из двух слоев, образовавшихся в результате разделения на фазы в процессе формования пленки [75]. Во многих случаях оптическая прозрачность гетерогенных полимерных пленок обусловлена равенством показателей преломления компонентов или чрезвычайно малыми размерами частиц дисперсной фазы (меньше длины волны видимого света). Розен установил, что критический размер доменов в микрогетерогенной области, меньше которого пленки становятся прозрачными, составляет прблизительно 0,1 мкм [75]. Если температурные зависимости показателей преломления компонентов различны, то гетерогенные смеси, прозрачные при одной температуре вследствие равенства показателей преломления, становятся мутными при нагреве или охлаждении. Установлено, что предельно допустимое для сохранения прозрачности различие показателей преломления составляет 0,01. [c.70] Пленки, сформованные нз смесей совместимых компонентов, обладают обычно хорошими механическими свойствами. Так, для смеси двух совместимых полимеров разрывная прочность, как правило, не меньше среднемассовой из соответствующих значений прочности исходных компонентов, зависимость разрывной прочности от состава близка в этом случае к линейной. Часто наблюдается синергетический эффект - кривая зависимости разрывной прочности от состава имеет небольшой максимум в определенном интервале составов [75]. [c.70] Не все прочностные характеристики полимерных композитов увеличиваются в случае хорошей совместимости компонентов по сравнению со смесью несовместимых компонентоЕ. Так, для смеси совместимых полимеров увеличение разрывной прочности обычно сопровождается уменьшением ее ударной прочности [75]. Кроме того, отмечено большое число случаев, когда композиты, образованные ограниченно совместимыми или вообще несовместимыми компонентами, обладают высокой механической прочностью [58]. Поэтому использование данных о прочности композитов для оценки совместимости входящих в их состав компонентов не всегда возможно. То же самое можно сказать о ряде других косвенных методов оценки совместимости, основанных на изучении свойств системы, коррелирующих в той или иной степени с совместимостью. К таким методам относятся, например [46, 95], исследования вязкости полимерных смесей в растворах и в блочном состоянии, термоокислительной деструкции, плотности смесей и т.д. [c.71] По-видимому, наиболее однозначным критерием совместимости компонентов является наличие у смеси одной температуры стеклования Г , промежуточной между температурами стеклования двух компонентов. Если используемая методика позволяет достаточно надежно определять с высокой степенью разрешения, то наличие одной Тс указывает на гомогенность смеси на молекулярном уровне. Смеси из полностью несовместимых компонентов имеют те же и температурные интервалы стеклования, что и чистые компоненты. В промежуточных случаях наблюдается сдвиг Т отдельных компонентов [75]. [c.71] наконец, для некоторых смесей совместимых полимеров зависимость температуры стеклования от состава не может быть аппроксимирована ни одним из известных уравнений. [c.71] Серьезным препятствием для использования Г в качестве критерия совместимости компонентов полимерных композиций является кажущееся отсутствие стеклования в смесях, содержащих один или несколько кристаллических полимеров [75]. 11ля большинства частично кристаллических полимеров увеличение степени их кристалличности сопровождается непропорционально большим уменьшением величины скачка теплоемкости АСр при стекловании. Это затрудняет определение Гс, особенно калориметрическими методами. [c.72] Необходимо также иметь в виду, что при некоторых условиях смешения и термической обработки получают смеси, которые не достигли термодинамического равновесного состояния. В этом случае смесь совместимых компонентов может быть микрогетерогешой на молекулярном уровне, макромолекулы каждого из компонентов агрегированы в микрокластеры. И, напротив, несовместимые компоненты вследствие замедленного протекания процессов разделения фаз образуют внешне однородные смеси. [c.72] Для таких смесей использование различных критериев совместимости дает неоднознач1ше результаты. [c.72] Рассмотренные критерии совместимости позволяют проиавкти качественную оценку совместимости - определить ее наличие или отсутст вие. Их использование не позволяет прогнозировать совместимость и оптимизировать свойства полимерных композиций. Применительно к системам полимер-низкомолекулярный растворитель в настоящее время существует несколько теорий, использование которых дает возможность количественно оценивать растворяющую способность растворителей по отношению к тем или иным полимерам. [c.72] При увеличении температуры на каждые 25 °С б уменьшается приблизительно на 0,1 (кал/с ). [c.74] Значения б, рассчитанные для молекулярных полимеров по уравнению (3.12), находятся в хорошем соответствии с определенными экспериментально. Однако формулой Смолла не рекомендуется пользоваться, когда полимеры содержат гидроксильные, амино-, амидо- ипи карбоксильные группы, способные к образованию водородных связей. [c.74] Если оценивать вклад каждой из трех составляющих в величину параметра растворимости в долях единицы или процентах (1б = 1 или 16 = 100%), то трехмерный параметр растворимости может быть представлен в виде точки на концентрационном треугольнике, по осям которого отложены значения квадратов дисперсионной (б ), диполь-дипольной ( ) и водородной (6 ) составляющих параметра растворимости [26]Г Нанесение на треугольную диаграмму трехмерных параметров растворимости ряда наиболее широко применяемых растворителей позволяет выделить на концентрационном треугольнике три области (рис. 3.2). Область I характерна для неполярных и слабополярных растворителей (например, предельных и ароматических углеводородов) область II-- для спиртов, производных карбоновых кислот и других веществ с ярко выраженной способностью образовывать водородные связи область III - для сильно полярных растворителей, практически не способных образовывать водородные связи (в основном нитро- и сульфопроизводные). При этом увеличение молекулярной массы растворителя смещает положение точки, отвечающей его параметру растворимости, в сторону вершины А, увеличение же количества полярных групп смещает соответствующую точку в сторону вершины В или С в зависимости от характера этих групп. [c.75] Для полимеров величина т-0.5 обычно мала, поэтому ею часто пренебрегают, принимая для систем полимер-растворитель Хкр 0,5(Н- 0,55. Если величина х превышает это значение, полное совмещение полимера и растворителя невозможно. Методики экспериментального определения параметра взаимодействия подробно описаны в специальной литературе. В табл. 3.1 и 3.2 приведены параметры растворимости для некоторых полимеров и растворителей табл. 3.3 позволяет легко подобрать растворитель с требуемым значением параметра растворимости. Параметры взаимодействия ПВХ с некоторыми растворителями и пластификаторами приведены в табл. 3.4. [c.76] По мнению некоторых авторов более точный прогноз совместимости позволяет получить использование не экспериментальных, а расчетных параметров растворимости [75]. В связи с этим Краузе [75] рекомендует следующий порядок расчета совместимости. [c.76] Данная схема может использоваться для расчета совместимости полимеров между собой и полимеров с растворителями. При оценке совместимости полимеров между собой наиболее достоверными являются прогнозы совместимости полимеров, близких по полярности и способности к образованию водородных связей. [c.76] Вернуться к основной статье