О связи адсорбции полимеров g адгезией полимеров к поверхностям

О СВЯЗИ АДСОРБЦИИ ПОЛИМЕРОВ С АДГЕЗИЕЙ ПОЛИМЕРОВ К ПОВЕРХНОСТЯМ [c.173]

Следовательно, условия, при которых происходит адсорбция полимеров из растворов, и условия образования адгезионной связи резко отличаются. Еще большим становится это различие, если адгезионное соединение получается не из раствора, а любым другим путем. Поэтому экспериментально нельзя установить прямой связи между адсорбцией полимера из раствора и адгезией его к данной поверхности, хотя она, безусловно, существует. Характер адсорбции определяет структуру возникающего на поверхности слоя, которая должна влиять на прочность адгезионной связи. В частности, [c.174]

Это прежде всего касается первой части монографии. Значительно больше внимания уделено молекулярному взаимодействию в зоне контакта, сделана попытка анализа этого вопроса с позиций взаимодействия конденсированных фаз. Приведен материал по адсорбции полимеров на различных поверхностях и показана связь этого явления с адгезией подробно рассмотрены вопросы термодинамики адгезии и методы измерения поверхностного натяжения. Гораздо подробнее рассмотрены аспекты проблемы формирования адгезионного контакта, систематизирован материал о влиянии твердой поверхности на структуру и свойства пленок полимеров. Кроме методов измерения адгезионной прочности рассмотрены методы изучения внутренних напряжений. [c.5]

Между тем отрыв, как указывает Я. О. Бикерман [121, практически никогда не происходит между двумя материалами. Всякое разрушение адгезионного соединения включает когезионное разрушение, и случаи истинно адгезионного разрушения редки, но даже и тогда отрыв является неравномерным. Поэтому прямое сопоставление найденных в различных работах характеристик адгезии с данными по адсорбции тех же полимеров к тем же поверхностям не может быть использовано для решения вопроса о связи адгезии и адсорбции. Поясним это положение на некоторых примерах. [c.173]

Действительно, как адсорбция, так и адгезия (в равновесном ее понимании) зависит от характера взаимодействия функциональных групп полимера с поверхностью, формы молекулы и пр. Однако условия возникновения адгезионной связи сильно отличаются от условий взаимодействия полимера и адсорбента в растворе. При адсорбции из растворов происходит конкуренция за места на поверхности между молекулами полимера и растворителя, которая снижает величину адсорбции полимера и прочность его связи с поверхностью. [c.174]

Электрическая теория адгезии. При склеивании полимеров с металлами происходит ориентированная адсорбция полярных групп полимера на поверхности металла при этом возможен переход электронов через границу раздела и образование двойного электрического слоя. Связи между атомами металлов II полярными группами полимеров всегда частично поляризованы, т. е. в области между ними электронная плотность распределяется несимметрично. Поэтому в соединениях такого типа при их разрушении часто наблюдаются электрические разряды, а поверхности разрушения оказываются заряженными противоположными по знаку зарядами. Усилие при разрушении адгезионного соединения затрачивается на разделение обкладок созданного при склеивании молекулярного конденсатора. Увеличение сопротивления разрушению происходит до тех пор, пока не наступает электрический разряд, ограничивающий дальнейшее возрастание плотности электрических зарядов на поверхностях-. [c.41]

Адсорбция воды из воздуха на поверхности подложки удовлетворительно идет при влажности более 40—60%. Эту влажность называют критической И кр. Ниже 1 кр участие воды в дестабилизации адгезии незначительно. Однако выше 1 кр вода из воздуха, как правило, отрицательно влияет на адгезию чем выше влажность, тем больше скорость отслоения и соответственно меньше время разрушения адгезионных связей. Высушивание выдержанных во влажной атмосфере или в воде покрытий приводит к частичному восстановлению адгезионной прочности (рис. 4.13, б), при этом Ао—Л1=/( ). Пленки с меньшими значениями модуля упругости Е в большей степени способны проявлять вторичное адгезионное взаимодействие. Это указывает на то, что адгезия полимеров при Т>Тс опреде- [c.94]

Адгезия, обусловленная химическими взаимодействиями. Для большого числа случаев адгезия может быть объяснена не физическими, а химическими взаимодействиями между адгезивом и субстратом. При этом резкой границы между адгезией, обусловленной физическими силами, и адгезией, являющейся результатом химического взаимодействия, установить нельзя, точно так жо, как нельзя провести четкого раздела между явлениями физической адсорбции и хемосорбции. В настоящее время есть основание полагать, что химические связи могут возникать между молекулами почти всех полимеров, содержащих активные функциональные группы, либо между такими полимерами и металлическими, стеклянными и другими поверхностями, в особенности осли последние покрыты окисной пленкой илп слоем продуктов эрозии. [c.160]

Знание общих физико-химических закономерностей явлений, происходящих на поверхностях дисперсных фаз, состоящих из полимерных компонентов, чрезвычайно важно для решения многих практических задач. Таковы, например, явления смачивания и адгезии блочных полимеров, явления адсорбции на полимерных поверхностях. Это связано с тем, что создание новых полимерных материалов, применяющихся во всех отраслях современной техники и в быту, непосредственно связано с использованием гетерогенных полимерных систем. К таким системам относятся армированные пластики, наполненные полимеры, покрытия, клеи и т. д. Вследствие этого поверхностные явления в полимерах и полимерных материалах играют существенную роль во всем комплексе их свойств, а исследование особенностей поведения макромолекул на границах раздела фаз различной природы является одной из важнейших задач в этой области. [c.264]

Адсорбция полимеров на границе раздела фаз с твердым телом играет важную роль в усиливающем действии наполнителей, адгезии, склеивании и т. п. Адсорбционное взаимодействие является одним из важнейших факторов, определяющих свойства наполненных и армированных полимеров, свойства клеевых прослоек, адгезию полимеров и др. Рассмотренные в предыдущих главах основные закономерности адсорбционных процессов показывают, что при адсорбции полимера на твердой поверхности происходят изменения конформации макромолекул, которые определяют структуру адсорбционных слоев и ее отличия от структуры полимера в растворе или в массе. Совершенно очевидно, что многие особенности структуры адсорбционных слоев, получаемых при адсорбции полимеров на твердой поверхности из жидкой фазы, должны сохраняться и в таких системах, в которых адсорбционное взаимодействие полимера с твердой поверхностью реализуется в отсутствие растворителя, т. е. во всех практически важных системах (армированных и наполненных пластиках, покрытиях, клеях и т. п.). Для понимания свойств систем и нахождения путей их регулирования крайне важно знать структуру адсорбционных слоев в таких гетерогенных полимерных материалах. Между тем адсорбционные методы, позволяя выявить ряд существенных черт взаимодействия полимеров с твердыми поверхностями и поведения полимеров на границе раздела, не могут дать полных сведений о структуре граничных слоев в полимерных материалах. Это связано с тем, что адсорбционные взаимодействия в растворе не идентичны таковым в отсутствие растворителя. Последнее обстоятельство обусловлено отличием конформаций макромолекулярных цепей в растворе от конформаций в высокоэластическом, стеклообразном или кристаллпческо.м и вязкотекучем состояниях. [c.153]

Специфика рассмотренных нами полимерных адгезивов во многих случаях определяет особенности системы адгезив — субстрат, а в итоге — адгезионную прочность. Вторичные структурные образования, возникаюш ие уже в умеренно концентрированных растворах полимеров, обусловливают не только специфический характер адсорбции полимеров на твердых поверхностях, но и вообш,е особенности взаимодействия макромолекул с различными субстратами. Так, развернутая форма полимерной цепи способствует улучшению условий взаимодействия полимера с поверхностью, а глобулярная препятствует созданию достаточно большого числа контактов и иногда не позволяет достичь высокой адгезионной прочности. В ряде случаев (например, нри использовании плохого для данного полимера растворителя) макромолекулы полимера, несмотря на способность к специфическому взаимодействию с твердой поверхностью, все-таки не адсорбируются на субстрате и проявляют повышенную склонность к струк-турообразованию. В растворах или дисперсиях некоторых полимеров конформация макромолекул зависит от pH. Обнаружено также влияние pH на прочность адгезионной связи [114]. [c.380]

Под действием внешней жидкой или газообразной среды адгезия полимерных плёнок к металлической поверхности снижается. Выше температуры стеклования 7, конкурентная адсорбция на металле осуществляется со взаимным вытеснением одного ве1пества другим. Этому способствует динамический характер сорбции. Уменьшение адсорбции полимера пропорционатьно парциально- му давлению или концентрации диффундирующего вещества в граничном слое и его адсорбционной способности. Условие стабильности адгезионных связей [c.55]

Проблема поверхностных явлений в полимерах — весьма разносторонняя и многообразная. Она включает такиг важные для техники вопросы, как адгезию полимеров к твердым поверхностям, структуру и свойства монослоев, структурно-механические свойства граничных слоев полимеров, находящихся в контакте с твердыми телами, и многие другие. Однако все эти вопросы тесно связаны с одним, центральным, вопросом всей проблемы — с адсорбцией полимеров на твердых поверхностях. [c.3]

Несмотря на то что процессам адгезии в мировой и советской литературе посвящено очень большое число работ [3—14], истинный механизм адгезии с молекулярной точки зрения изучен еще недостаточно. Существующие и развивающиеся теории адгезии носят частный и ограниченный характер. Электрическая теория адгезии [3, 4] рассматривает электрические явления, возникающие при отслаивании адгезии от подложки, но не объясняет и не может объяснить самой адгезии, ибо электрические явления возникают в процессе расслоения, а адгезия нас интересует в условиях, когда адгезионная связь не нарушена. Диффузионная теория адгезии [14] применима практически только для случая адгезии полимеров друг к другу. Таким образом, единственно приемлемой сегодня будет адсорбционная теория адгезии, связывающая адгезию с действием межмолекулярных сил на границе раздела, т. е. с адсорбцией. Об ладая рядом ограничений, присущих любой теории, с физической точ ки зрения адсорбционная теория является наиболее обоснованной В частности, представления о возникновении двойного электриче ского слоя при контакте разнородных поверхностей также есть ре зультат адсорбции и ориентации полярных групп макромолекул на поверхности, т. е. эти представления укладываются в рамки адсорбционной теории [4]. Однако развитие этой теории тормозится из-за недостаточной разработанности теории адсорбции макромолекул на твердых поверхностях. [c.4]

Адсорбционное взаимодействие на границе раздела фаз определяет адгезию полимеров к твердой поверхности. При этом следует говорить об адгезии в термодинамическом понимании как о работе, необходимой для преодоления сил сцепления двух различных поверхностей. С этой точки зрения должна существовать определенная связь между адсорбцией полимера на твердой поверхности и его адгезией. К сожалению, хотя во многих работах по исследованию адсорбции провозглашается задача установления связи адсорбции с адгезией, практически нигде такая задача ие решалась, т. е. отсутствуют данные по сопоставлению адсорбции с термодинамической работой адгезии. Это может быть связано прежде всего с тем, что оценка термодинамической работы адгезии полимера к твердому телу экспериментально чрезвычайно затруднена. Вместе с тем обычно адгезию характеризуют не термодинамической равновесной величиной, а неравновесной работой 01рыва. [c.173]

Рассмотренные выше примеры говорят о широких возможностях использования метода МС для исследований высокомолекулярны соединений. Новое направление исследования полимеров с помощью МС уже позволило получить уникальную информацик о структуре и свойствах этого класса веществ, доступную только МС, например данные о механохимических реакциях при разрушении, дефектности макромолекул (слабых связях), адсорбции и катализе полимерных молекул на поверхностях твердых тел. Расширение данного направления, а именно применение для исследования полимеров таких разновидностей метода МС как вторично-ионной МС, МС с полевой ионизацией, техники электронно-стимулированной десорбции, о чем практически не упоминалось в обзоре, а также расширение исследований этим методом механо-, термо-, фото-и других видов деструкций, диффузии низкомолекулярных соединений в полимерах, адгезии между компонентами композиционных материалов позволят получить еще много новой ценной информации о структуре и свойствах макромолекул и полимерных тел. [c.183]

Для проявления К. д, существенное значение имеет также строение пограничного слоя между клеем и подложкой, Резкая граница образуется, напр,, при склеивании металлов и др, твердых тел, В этом случае К, д. связано с физич, и (или) химич, адсорбцией макромолекул клея на твердой поверхности. Резкая граница раздела клея и подложки отсутствует, напр., при контакте термопластич. полимеров, обладающих взаимной совместимостью и растворимостью. Благодаря микроброуновскому движению при этом происходит диффузия гибких молекул высокополимера или их участков из одной фазы в другую, сопровождающаяся исчезновением резкой границы раздела и об >азованием переходного слоя с постепенным изменением состава и свойств поли.мера в этом слое. Взаимное проникновение и перенутыванпе цепных молекул способствуют унрочнению связи можду двумя различными полимерами, и адгезия пх д])уг к другу представляет уже не поверхностное, а объемное явление. Ирочность склеивания в таких системах аналогична когезионной прочности полимеров. [c.302]

Приведение полимерного раствора в контакт с подложкой обусловливает возникновение межмолекулярного (адгезионного) взаимодействия, которое может иметь различную природу (ван-дер-ваальсовы силы, водородные связи, донорно-акцепторное взаимодействие и т. д.). При этом на твердых поверхностях возможна адсорбция полимера из раствора. В отличие от адсорбции низкомолекулярных веществ адсорбция полимеров в значительной степени определяется большой длиной молекул, продол-жительньге временем существования в растворах надмолекулярных флуктуационных образований и полидисперсностью образцов полимера. Вследствие этого в зависимости от концентрации полимера в растворе и качества растворителя формируются различные адсорбционные слои, изменяющиеся во времени. Подробно адсорбция полимеров, а также комплекс вопросов, связанных с поверхностными явлениями в полимерах, включая адгезию полимеров к подложкам, рассмотрены в работах [107— 111]. По данным этих работ, твердая поверхность ограничивает подвижность молекул как вследствие геометрических затруднений, так и в результате энергетического взаимодействия. Это влияние твердой поверхности может распространяться в глубь жидкой фазы на расстояние до 10 мкм. Это приводит к изменению плотности упаковки макромолекул полимера, скорости протекания релаксационных процессов и характера структурообразования. [c.67]

В этом случае адгезия, как показано Фауксом, тесно связана с адсорбцией, определяемой теми же кислотно-основными взаимодействиями. Подтверждением этому является то, что полимеры с основными свойствами имеют большую адгезию к кислым поверхностям, как этого и следовало ожидать из адсорбционных данных. Взаимодействие наполнителей и матрицы соответственно можно регулировать, изменяя их кислотные или основные свойства путем проведения модификации их поверхности. [c.61]

В этой связи важно, во-первых, экспериментальное установление обратимого и необратимого снижения адгезии в сэндвичевых системах выше и ниже температуры стеклования полимеров и вывод авторов [398, 399] о динамическом абсорбцион-но-десорбционном характере адгезии указанных полимеров выше Гг,. Это, по-видимому, общая особенность всех полимерных элементов многослойных систем, связанная с их физическим состоянием и подвижностью звеньев макромолекул выше и ниже Гс [400—402]. Во-вторых, экспериментальные исследования совместной адсорбции дибутилфталата и воды на силикагеле и летучих ингибиторов коррозии (бензоаты амина) и воды на железе. Авторы работ [403, 404] приходят к выводу о частичном снижении заполнения поверхности субстрата водой в присутствии низкомолекулярных органических соединений, подавлении поли-молекулярной конденсации и образованию на поверхности субстрата микрогетерогенной системы, состоящей из островков воды и органического вещества. В системах с полимерным адгезивом процессы обмена протекают, вероятно, более сложным образом, однако эти различия имеют скорее количественный, чем качественный характер. Об этом косвенно свидетельствует сходство форм изотерм конкурентной адсорбции и изотерм изменения Лоо, оо. Количественные различия проявляются в степени сдвига участков интенсивного изменения параметров в область средних и высоких относительных влажностей. Отметим, что в [398] изменение прочности адгезионной связи при р/рз) р/рв)кр связывалось с адсорбционным замещением макромолекул молекулами воды на поверхности металла при заполнении второго и следующих адсорбционных слоев. В свете этих работ становятся более понятными результаты исследований по кинетике коррозии. Так, вывод о том, что скорость коррозии металла под покрытием в начальный период эксплуатации является функцией прочности связи элементов сэндвичевой системы означает, что увеличение адгезии уменьшает концентрацию коррозионноактивных центров на поверхности металла, доступных агрессивным компонентам среды, и, по-видимому, концентрацию молекул агрессивного компонента около этих центров. Об этом же свидетельствует предварительное модифицирование границы раздела или полимерного слоя, которое приводит к общему увеличению А и значительному возрастанию промежутков времени, [c.270]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология