Исследование поверхностных слоев полимеров

К проблемам строения адсорбционных и граничных слоев полимеров на поверхности раздела с твердым телом тесно примыкают также вопросы, связанные с поверхностной энергией полимеров [15—17, 24—28]. Молекулярная упаковка в адсорбционном слое и его структура могут быть оценены из данных по исследованию свойств монослоев на жидких подложках. Изучение особенностей структуры монослоев полимеров дает возможность рассмотреть с определенным приближением поведение граничных слоев не на жидкой, а на полимерной подложке с тем, чтобы приблизиться к оценке поведения поверхностных слоев полимеров [29—34]. [c.5]

Исследование влияния структурно-морфологических особенностей порошкообразного ПВХ на температуру и время поглощения пластификатора авторы проводили на установке, схема которой приведена на рис. 7.6. ПВХ и пластификатор в различном соотношении (с общей массой 120 г) загружали в обогреваемую силиконовым маслом смеси-гельную камеру объемом 3-10 3 и перемешивали двухлопастной мешалкой диаметром 0,09 м и с частотой вращения не более 120 мин 1 (линейная скорость 0,6 м/с). Мягкие условия перемешивания были выбраны с целью сохранения поверхности зерен полимера. Принцип действия установки основан на том, что изменение концентрации пластификатора в поверхностных слоях полимера, зависящее от скорости диффузии, сопровождается изменением момента сопротивления на валу мешалки, которое измеряется тензодатчиком и непрерывно регистрируется прибором. С помощью установки определяли гемпературу начала интенсивного поглощения пластификатора, температуру, при которой заканчивается поглощение пластификатора поверхностью зерен, а также продолжительность поглощения. [c.191]

Объектами исследования служили полиметилметакрилат, полистирол, сополимер метилметакрилата со стиролом, различные полиуретановые эластомеры и ацетат целлюлозы как полимеры, отличающиеся по наличию функциональных групп в цепях, потенциально способных к взаимодействию с твердой поверхностью, и по гибкости молекулярной цепи. Поверхностные слои полимеров [c.156]

Исследование поверхностных слоев полимеров [c.231]

НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ПОЛИМЕРОВ [c.209]

Одним из основных процессов, определяющих свойства наполненных и армированных систем, является адсорбция полимеров на поверхности дисперсной фазы наполнителя. Структура формирующегося при адсорбции поверхностного слоя полимера определяет важнейшие физико-химические и л еханические свойства композиционных материалов. Представления о структуре этого адсорбционного слоя основаны на многочисленных экспериментальных и теоретических исследованиях адсорбции полимеров из разбавленных и концентрированных растворов, которые обобщены в монографии [24]. [c.10]

Изложенные выше особенности релаксационных свойств наполненных полимеров указывают на то, что по своим вязкоупругим свойствам они должны отличаться от ненаполненных систем. Однако если ранее рассматривались только изменения релаксационных свойств собственно полимеров, обусловленные взаимодействием макромолекул с поверхностью, то вязкоупругие свойства композиции определяются тремя факторами свойствами поверхностных слоев полимера образованием дополнительных связей полимер — поверхность, эквивалентным увеличению плотности сетки наличием частиц наполнителя и при определенных условиях — структур, образованных этими частицами. Исследование вязко-упругих свойств наполненных полимеров существенно для оценки поведения изделий из них в условиях эксплуатации. Несмотря на важность проблемы, динамические механические свойства полимеров, содержащих наполнители, исследованы недостаточно. [c.136]

Отличия свойств граничных слоев низкомолекулярных соединений от их свойств в объеме хорошо установлены и были предметом многочисленных исследований [2]. Однако при рассмотрении свойств поверхностных слоев полимеров необходимо учитывать специфику их молекулярного строения, отличающую поведение полимеров как в объеме, так и на поверхности, от поведения низкомолекулярных тел. Для рассматриваемой нами проблемы прежде всего имеет значение способность полимерных молекул к конформацион-ным превращениям и зависимость этой способности от межмолекулярных взаимодействий. [c.309]

Поверхностная стабилизация не во всех случаях дает положительный эффект и требует тщательного подбора компонентов стабилизирующей композиции [2]. Как видно из табл. 43.6, эффекта поверхностной стабилизации не удается достичь в случае ПВХ-пластиката. Детальные исследования показали, что одновременно с внедрением стабилизатора в поверхностный слой полимера идет вымывание добавок. [c.441]

Спектроскопия НПВО, как уже отмечалось, — весьма удобный метод исследования анизотропии поверхностных слоев полимеров. При этом оказывается возможным использовать и неполяризован-ное излучение (с учетом поляризующей способности прибора и приставок), изменяя ориентацию образца относительно поверхности элемента внутреннего отражения. Такие эксперименты были проведены [58] при изучении поверхностных слоев полиэтилентерефта-латной пленки, полученной экструзией. Они показали, что этот метод изготовления пленки приводит к преимущественной ориентации макромолекул в направлении нормали к ее поверхности. [c.230]

Плодотворность подхода Зисмана подтвердилась в многочисленных последующих исследованиях, которые показали, что критическое поверхностное натяжение смачивания объективно отражает не только химическую природу полимера [49, 52], ной изменение химического состава [53—56, 58] и структуры [54, 55, 57] поверхностных слоев полимеров под влиянием различных реагентов или механических воздействий. Обнаружена корреляция между усилием разрыва адгезионного соединения и величиной Ос [59—61]. Последняя также оказалась весьма чувствительной к присутствию на поверхности следов различных загрязнений и поверхностно-активных веществ, что позволило контролировать характер разрыва адгезионного соединения [61, 62]. [c.159]

Формирование связей между поверхностью и макромолекулярными цепями при адсорбции приводит к уменьшению молекулярной подвижности цепей в поверхностном слое. Исследования релаксационных процессов в поверхностных слоях полимеров на разных поверхностях методами диэлектрической и механической ЯМР и объемной релаксации позволили сделать общие выводы относительно характера изменения молекулярной подвижности. Граница раздела обусловливает понижение сегментальной подвижности цепей, в результате чего температура стеклования полимера в граничных слоях повышается и возрастают средние времена релаксации [266,272]. [c.92]

Таким образом, исследование мономолекулярных слоев полимеров весьма перспективно для характеристики полимеров. Изотермы зависимости поверхностного давления от площади удельной поверхности оказались чувствительными к химической структуре и составу полимера или сополимера и стереохимической природе макромолекулы. Возможно провести различие между физическими смесями полимеров и их сополимерами. Большая чувствительность этих изотерм к структурным изменениям позволяет создать хороший метод для исследования структуры полимеров. Близко примыкающая к этому область, которая должна быть развита, — измерение потенциальной энергии [c.554]

Процессы адгезии играют значительную роль в технологии получения текстильных и композиционных материалов, клеев, строительных материалов и т.д. Существующие термодинамические теории адгезии основаны на результатах исследований энергии межфазного поверхностного натяжения, краевых углов на границе субстрат - адгезив , а также смачивания и растекания адгезива на межфазных границах с учетом вязкости и различного вклада межмолекулярных сил [2, 6, 7]. При этом недостаточно учитывается структура поверхностного слоя молекулярных растворов полимеров и их отклонения от идеальных. [c.11]

Подготовку поверхности металла при металлографических исследованиях можно проводить травлением каким-либо растворителем или методом бомбардировки ионами в газовом разряде. С помощью таких обработок удаляют деформированные, наименее упорядоченные поверхностные слои объекта. При исследовании структуры полимера методом реплик поверхность образца обрабатывают также травлением растворителями. В последнее время травление проводят [c.174]

Яковлев В.Б., Ганичева С И. Применение метода НПВО для исследования строения поверхностных слоев полиолефинов // Тез. докл. 6 Всес. совещ. по спектроскопии полимеров. Минск, 1989. С. 142. [c.248]

В результате большого числа исследований было показано, что межфазные адсорбционные слои полимеров на жидких границах с маслом обнаруживают резкое возрастание механических свойств, например прочностных. В работе [40] при исследовании поверхностных свойств биополимеров было обнаружено, что поверхностное натяжение на границе с маслом меньше, чем на границе с воздухом. [c.159]

Мы предприняли попытку проверить применимость рассмотренных выше представлений к медленным релаксационным процессам, которые происходят при изотермическом сжатии тонких слоев полимеров на твердых поверхностях [196]. В табл. III. 2 приведены значения Гс, с и а и величин ( ж —ас)Гс и ашГс для исследованных систем. Как видно, значение (а — ас)Гс отвечает обычно наблюдаемым значениям 0,10—0,13, за исключением низкомолекулярного полиметилметакрилата, для которого (а — ас)Гс = 0,08 [235]. Значение а Гс также близко к универсальному значению-Следовательно, концепция, связывающая процессы стеклования с величинами свободных объемов, применима также к процессам, протекающим в тонких поверхностных слоях полимеров на твердой поверхности. Термический коэффициент расширения полимера в поверхностном слое при температурах выше и ниже Гс закономерно увеличивается с увеличением поверхности наполнителя. Это указывает на возникновение в тонких слоях полимера на наполнителе неплотной упаковки и увеличение в них доли свободного объема. [c.111]

Другие характеристики свойств поверхностных слоев полимеров могут быть получены при исследовании поведения их монослоев, Измецение характера взаимодействия монослоя с подложкой дает возможность моделировать поведение поверхностных слоев на поверхностях, Изучение свойств монослоев полимеров позволяет подойти к оценке таких важных свойств макромолекул, как гибкость и характер упаковки, а также судить об изменениях характера упаковки при деформации поверхностного слоя, что имеет существенный практический интерес, [c.314]

Как показали многочисленные исследования, величина us очень чувствительна к химическому составу и структуре поверхностного слоя полимера и может быть с успехом использована для изучения этих характеристик. Однако прямое определение as из данных по смачиваемости по уравнению (6) невозможно, так как в него входит еще одна неизвестная величина osli методы измерения которой в настоящее время отсутствуют. Предложено несколько подходов, позволяющих обойти эту трудность и связать получаемые экспериментально значения 0 с as полимера. [c.219]

Другим важным вопросом при изучении поведепия полимерных материалов в агрессивной жидкости или парах является оценка химической стойкости полимеров, особенно в количественном выражении. Была изучена кинетика разрушения поверхностных слоев полимеров под действием 98%-ной азотной кислоты при температурах от 40 до 60° С. Глубину разрушения полимеров измеряли окулярным микрометром под микроскопом (увеличение 60) на поперечных срезах с плоских образцов, погруженных в кислоту . Скорость разрушения у исследованных полимеров понижается от полиэтилена к полиизобутилену. [c.272]

Проведенные нами исследования методом изучения спин-решеточной релаксации радикалов, стабилизированных в объеме и в поверхностном слое кристаллических полимеров, показали, что поверхностный слой обладает значительно большей дефектностью по сравнению с объемом, что могкет быть результатом тех же причин, которые уже рассматривались в применении к поверхностным слоям полимеров на твердых границах [21, 22]. Изучение свойств поверхностных слоев в блочных полимерах значительно затруднено отсутствием подходящих методов, позволяющих провести эксперимент в условиях, когда вклад свойств поверхностного слоя в общие свойства системы достаточно велик. Этим объясняется тот факт, что сведений о структуре таких слоев очень мало по сравнению с данными о слоях на твердых поверхностях. Однако можно полагать, что основные принципы, управляющие структурой поверхностных слоев полимеров, сохраняются и в этом случае. Вопрос о структуре поверхностных слоев имеет особенно важное значение в том случае, когда процесс синтеза полимера совмещен с получением нолимерпого материала, т. е. когда он проводится в присутствии твердой поверхности. Примером является получение стекло- и армированных пластиков, лаков, наполненных полимеров и пр. [c.181]

Для получения прямых данных [58] о природе поверхностного слоя было проведено ИК-сиектроскопическое исследование модифицированных образцов фторопласта-4. В поверхностном слое обнаружены двойные и сопряженные двойные связи, возникновение которых обусловлено отрывом от макромолекул поверхностного слоя атомов фтора. Кроме того, при обработке натрийаммиачным комплексом наряду с двойными связями в поверхностном слое полимера обнаружены аминогруппы при обработке натрийнафтали-новым комплексом образуются карбонильные и гидроксильные группы при обработке ацетатом калия — карбонильные группы. Образование этих функциональных групп и обусловливает повышение полярности и адгезионной способности политетрафторэтилена. [c.19]

Казалось бы, эффекты взаимодействия на межфазной границе, приводящие к снижению молекулярной подвижности, должны затрагивать только поверхностный слой полимера на границе раздела с твердым телом. В этом случае можно было бы ожидать, по крайней мере, появления двух температур стеклования-для межфазного слоя полимера и полимера - матрицы, не затронутого действием поля поверхностных сил. Действительно, как будет рассмотрено ниже, в ряде случаев при исследованиях температурных зависимостей вязкоупру- [c.131]

Крафчик С. С., Керча Ю. Ю., Липатов Ю. С. Калориметрическое исследование влияния природы поверхности наполнителя на свойства кристаллизующегося полиуретана. — В кн. Структура и свойства поверхностных слоев полимеров. К., 1972, с. 136— 142. [c.102]

Образование морфологически развитой рельефной поверхности, Электронно-микроскопические исследования позволили установить, что после воздействия плазмы полимеры приобретают морфологически развитую рельефную поверхность [75]. Появление микропор А. Вробель и др. [76] объясняют локальным разрушением поверхностного слоя полимера. По их мнению, такой процесс ведет к почти полному распаду некоторого относительно небольшого количества макромолекул до низкомолекулярных компонентов, которые в конечном итоге испаряются в системе с низким давлением. [c.364]

В дополнение к упомянутым выше напряжениям в литьевых изделиях накапливаются упругие напряжения, вызванные ориентацией при течении расплава. Используя уравнение состояния расплава, с помош,ью выражения (14.1-9) при заданных значениях Т х, у, t) можно оценить величину ориентации в каждой точке отливки в конце процесса заполнения формы при Т решения этой задачи в первую очередь необходимо расчетным путем установить наличие фонтанного течения, поскольку именно такой характер течения приводит к образованию поверхностных слоев литьевого изделия. Далее следует подобрать уравнение состояния, соответствующее данному характеру течения и большим деформациям, и определить степень их влияния на кинетику кристаллизации и морфологию кристаллизующихся полимеров. В работе Кубата и Ригдала [44] предпринята косвенная попытка решения подобной задачи. Можно надеяться, что в ближайшее десятилетие будет достигнут существенный прогресс в этой области исследований. Конструкция пресс-формы и технологические параметры литья под давлением также являются факторами, влияющими на структурообразование в литьевых изделиях. [c.541]

При переходе из высокоэластического состояния в стеклообразное происходит замена одного молекулярного механизма трения другим. В стеклообразном состоянии сила трения образуется из вкладов взаимосвязанных адгезионной и объемно-механической-составляющих. Чем больше адгезионная составляющая, тем больше и объемно-механические потери, которые связаны с внутренним трением в самом полимере. Низкотемпературный максимум при температуре Гм2 существенно связан с механическими потерями в самом полимере, так как при многократных деформациях при этой же температуре наблюдается максимум потерь, связанный с замораживанием подвижности малых участков полимерных цепей. При исследовании фрикционных свойств эластомеров в атмосфере при повышенных температурах на кривой р= Т) (рис. 13.12) появляется еще высокотемпературный максимум, связанный с ин--тенсификацией процессов окисления поверхностных слоев. [c.376]

При наличии границ раздела фаз полимер — форма или полимерный рой — среда может развиваться процесс укладки макромолекул по поверхностным границам раздела в достаточно протяженные ориентированные участки со слоистой структурой. Неплавкие термореактивные полимеры в процессе термолиза сохраняют свое надмолекулярное строение, копирующее исходное образование. Таким образом, стеклоуглерод, как отмечается в работе [123] представляет собой достаточно плотный конгломерат полиэдрических глобул 20-40 нм в поперечнике со сферической внутренней полостью. При этом поверхностный слой образцов представляет собой высокоориентированную слоистую пленку толщиной 15—25 нм. Эта пленка, являясь подобием реплики, изучаемой при электронно-микроскопических исследованиях, определила, очевидно, модель Дженкинса [124], который представляет структуру стеклоуглерода в виде беспорядочно переплетенных углеродных лент, состоящих из мйкрокристаллитов, между которыми расположены игольчатой формы поры (рис. 83). Подобная форма пор обусловлена лентообразностью сильно искаженных слоев, образующих ленточно-сетчатую структуру фрагментов стеклоуглерода. Такая структура стеклоуглерода, термообработанного при 500 °С, сохраняется и после его обработки при 2700 °С, когда уже можно наблюдать участки с идеальной упорядоченностью графитовых сеток [124] [c.209]

Для исследования поверхностного окисления полибутадиена при 30 °С Кёниг [157] использовал вычитание оптической плотности. Его результаты показаны на рис. 5.28. Изменение соотношения цис-и /иранс-ненасыщенности зафиксировано только через 10 ч (3000 и 975 см . Частичное окисление (образование С—О) подтверждается полосой 1065 см" . В процессе более длительной обработки окисление приводит к появлению групп ОН (3300 см" ) и 0=0 (1700, 1720 и 1770 см ). Аналогично исследовалось радиационное разрушение полиэтилена [250]. Старение тройного сополимера из акрилонитрила бутадиена и стирола под действием подобных условий также исследовали методом ИК-спектроскопии [66]. Метод НПВО был применен для изучения разложения поликарбоната под действием УФ-излучения распределение продуктов реакции по глубине устанавливали последовательным удалением слоев полимера [99]. Тот же метод использовался и при исследовании деструкции эластомеров под действием озона [7]. [c.207]

Суммарная кинетика горения полимера весьма сложна и включает такие разные типы реакций, как газофазные, поверхностные и подповерхностные реакции в конденсированной фазе. Химический механизм газофазных реакций при горении полимера подобен механизму реакций в диффузионных пламенах углеводородов, поэтому горение полимера можно интерпретировать как реакцию на твердой поверхности, приводящую к формированию углеводородного пламени. Реакции в конденсированной фазе включают поверхностные и подповерхностные реакции. Подповерхностные реакции представлены реакциями разложения твердой фазы, которые протекают по той причине, что разложение начинается раньше газификации. Для поверхностных реакций возможны две ситуации когда поверхность жидкая и когда она твердая и обугленная. В работе [26] проведено исследование поверхностного пиролиза ПБККГ, ПБКГГ, ПБАН, полиуретана и других связующих и обнаружено, что в широком диапазоне изменения тепловых потоков и давлений на их поверхности образуется кипящий расплавленный слой и происходит обугливание материала. [c.68]