Адсорбционное взаимодействие зависимость от природы полимера

Несмотря на то, что в последнее время появилось много работ, посвященных адсорбции полимеров на различных твердых поверхностях [133, 141—143, 164, 187—190, 194, 195], достаточной ясности в теории адсорбции полимеров еще нет. (Основными факторами, влияющими на адсорбцию полимеров на различных поверхностях, являются молекулярный вес полимера, концентрация раствора, тип растворителя, температура и, разумеется, природа адсорбента и адсорбтива У Рассмотрим вначале основные закономерности адсорбции полимеров из разбавленных растворов. Как правило, изотермы адсорбции из разбавленных растворов представляют собой кривые, достигающие насыщения при определенных концентрациях. Толщина адсорбционного слоя значительно превышает размеры мономолекулярного слоя. В связи с этим было предложено несколько моделей структуры адсорбционных слоев [142, 144—148, 182, 183]. При сильном взаимодействии макромолекулы с поверхностью возможно ее разворачивание под влиянием адсорбционных сил [149]. Такая молекула лежит на поверхности плашмя, причем адсорбируется несколько слоев молекул. ]Иожно представить себе, что адсорбированная макромолекула имеет форму статистического клубка [147, 148, 152, 153, 163]. И наконец, адсорбированная макромолекула может образовывать складки, будучи связана с поверхностью только несколькими сегментами. Последний случай наиболее вероятен для длинноцепных гибких макромолекул полимеров [144—146, 150, 163]. В частности, подобный характер адсорбции был экспериментально обнаружен в системе кремнезем — полиметилмет-акрилат [151] и подробно рассмотрен в работах Симхи, Фриша и Эйриха [144-146]. Поскольку конформация полимерной цени в растворе зависит от природы растворителя, этот фактор оказывает существенное влияние на характер адсорбции. В разбавленных растворах в плохих растворителях макромолекулы вследствие меньшего взаимодействия с растворителем более свернуты и адсорбируются в большей степени. Так, для политриметиленади-пипата хорошим растворителем является хлороформ, плохим — толуол. В последнем случае адсорбция на стекле оказывается в 5 раз больше [143]. Но иногда наблюдается обратная зависимость адсорбция нолидиметилсилоксана на стекле [154] из бензольного раствора (плохой растворитель) меньше, чем из четыреххлористого углерода (хороший растворитель). Это явление авторы объясняют конкурирующей адсорбцией растворителя на поверхности адсорбента, что препятствует адсорбции полимера. [c.23]

Как известно, одним из методов формования волокна является формование из раствора. Поэтому большой интерес представляют система полимер — растворитель и процессы, происходящие при растворении полимера, при выделении его из раствора, а также поведение полимерных молекул в присутствии растворителя, т. е. процессы взаимодействия полимера с жидкостью, с которой он пришел в соприкосновение. Это взаимодействие выражается в поглощении полимером жидкости. Если поглощение происходит на границе раздела фаз, то этот процесс называется процессом сорбции. Сорбция в объеме вещества называется абсорбцией, сорбция а поверхности— адсорбцией. В зависимости от природы адсорбционных сил различают также адсорбцию физическую и химическую — хемосорбцию. Если при адсорбции изменяется объем полимера, говорят [c.139]

Зависимость адсорбционного взаимодействия от химической природы сорбента, полимера и растворителя [c.70]

При контакте с агрессивными средами свойства полимерных материалов изменяются в большей или меньшей степени в зависимости от вида материала, его химической стойкости и других факторов. В первую очередь, как правило, изменяются механические свойства полимерных материалов — их прочность и эластичность. Степень этих изменений обусловливается в равной мере как природой среды, так и природой полимера [37]. В зависимости от агрессивной среды может происходить понижение прочности в результате поверхностно-адсорбционного эффекта или вследствие химического взаимодействия с полимером. [c.87]

Молекулярные силы притяжения и электрические силы отталкивания универсальны они действуют во всех случаях, даже при преобладании других сил взаимодействия. Структурные силы и силы отталкивания адсорбированных макромолекул более специфичны первые действуют только вблизи лиофильных поверхностей, вторые - при наличии достаточно протяженных адсорбционных слоев полимеров. В зависимости от природы сил отталкивания, преобладающих в данной системе, выделяют различные механизмы стабилизации или факторы устойчивости дисперсий — электростатический, молекулярно-сольватационный (структурный) и стерический (энтропийный). [c.7]

ВИИ высоких температур. Показано, что в зависимости от природы модифицирующих компонентов, возможно формирование регулярных структур, обеспечивающих получение покрытий с заданными характеристиками (твёрдость, влагопоглощение, вязкость и другие свойства).Оптимизированы составы композиционных материалов на основе аминоформальдегидных олигомеров и хлорированных полимеров модифицированных четвертичными аммониевыми основаниями, алкилсульфонатами, карбоксиметилцел-люлозой и фосфатами аммония. Исследованы процессы межфазного взаимодействия на границе раздела модифицированное связующее - наполнитель. Показано, что введение в состав композиции модифицирующих добавок приводит к увеличению адсорбционного взаимодействия и смачивания и улучшает комплекс технологических и эксплуатационных характеристик. Исследовано влияние высоких температур на огнезащитные свойства разработанных материалов. Установлено, что наибольший коэффициент вспучивания и наилучшие огнезащитные свойства имеют композиционные материалы, содержащие в качестве основных компонентов - аминоальдегидный олигомер и поливи-нилацетат, а в качестве вспучивающих систем - фосфаты аммония и уротропин - хлор-сульфированный полиэтилен, модифицированный хлорпарафинами, а в качестве вспучивающих компонентов - полифосфат аммония и пентаэритрид. Разработаны технологические процессы получения огнезащитных материалов. Получены покрытия на субстратах различной природы (дерево, металл, кабельные покрытия) и разработана технология их нанесения. Проведен комплекс натурных испытаний при действии открытого пламени. Установлено, что огнезащитные материаты на основе реакционноспособных олигомеров могут быть успешно использованы для защиты металлов, при этом коэффициент вспучивания достигает 10-20 кратного увеличения толщины покрытия при эффективности огнезащиты - 0,5 часа. Состав на основе хлорсульфированного полиэтилена успешно прошёл испытания в качестве огнезащитного покрытия кабельных изделий. [c.91]

При данном качественном описании механизма адсорбции не учитывались собственная гибкость полимерной цепи, молекулярная масса, энергия взаимодействия полимера и поверхности, природа растворителя. Очевидно, от перечисленных факторов зависят также величина р, длины последовательностей связанных и свободных сегментов и толщина адсорбционного слоя. На рис. 1.2 приведены теоретически рассчитанные [20] для моделей зависимости величины р и длины петли Р[, от энергии адсорбции х. [c.18]

Взаимодействия поверхностей, на которых адсорбирован полимер или находятся привитые одним концом цепи, отличаются друг от друга, поскольку профили распределения сегментов оказываются различными [69]. Для привитых цепей структура слоя меняется с изменением природы растворителя и ниже 0-точки происходит коллапс слоя, связанный с переходом типа клубок -> глобула [70]. По теории коллапса привитых цепей [71] предсказана зависимость толщины слоя, образующегося после коллапса привитых цепей, от природы растворителя для случая слабого и сильного коллапса. Рассмотренные зависимости относятся к взаимодействию адсорбционных слоев в разбавленных растворах. [c.30]

Отсутствие таких конкурентных взаимодействий на границе раздела в водных системах обусловливает эффективность ПАВ при их ориентированной, физической (непрочной) адсорбции на твердых поверхностях. Вследствие разнообразия современных синтетических полимерных связующих гидрофобизация твердой поверхности только путем ориентированной адсорбции ПАВ в таких системах не может быть эффективной. Наряду с условием прочной фиксации ПАВ на поверхности твердых частиц иногда возникает необходимость варьирования молекулярного состава углеводородного радикала [6, с. 348—353]. В связи с этим эффективно применение полимеров с активными функциональными группами и различной молекулярной природы. Такие полимерные модификаторы приближаются по своим свойствам ко второй группе ПАВ вследствие способности образовывать структурированные адсорбционные слои [14, 15]. Следует подчеркнуть, что в различных системах, особенно полимерных, одно и то же ПАВ может оказывать противоположное действие в зависимости от его концентрации и других условий применения, хотя его действие часто основано на одном и том же физико-химическом принципе. Молекулярный механизм действия ПАВ является основой, раскрывающей сущность процесса модифицирования, что позволяет определить оптимальные рецептуру и условия применения ПАВ. [c.11]

В отличие от исходных положений адсорбционной теории современные представления о молекулярном взаимодействии на границе раздела адгезив — субстрат учитывают последние достижения науки о полимерах, являющихся основой большинства адгезивов [5 6 17, с. 22]. Однако установление количественной функциональной зависимости между природой, концентрацией функциональных групп, дипольными моментами, диэлектрической проницаемостью и другими физическими и физико-химическими свой- [c.12]

С изложенной точки зрения представляют интерес исследования структурообразования при одновременном присутствии нескольких наполнителей, модифицированных введением ПАВ [508], В этом случае каждый компонент твердой фазы обладает различной способностью к взаимодействию с полимером и с адсорбционным модификатором и, следовательно, к образованию в системе коагуляционных структур. В образовании коагуляционной сетки участвуют, таким образом, частицы наполнителей различных природы, формы и дисперсности. Так, для смеси немодифицированных барита и каолина прочность структур, образующихся в суспензии, в зависимости от соотношения компонентов проходит через максимум [508]. Это определяется различиями в упаковке частиц разной формы в смешанной коагуляционной сетке. Но в отличие от суспензий в отсутствие растворителя в полимере прочность структур определяется не плотностью упаковки частиц, а структурой сопряженной системы частица — полимер. Повышение прочности структуры при определенном соотношении разнородных наполнителей объясняется также различной степенью модификации их поверхности ПАВ, необходимой для достижения неполного насыщения поверхности каждого компонента смешанной фазы хемосорбционным слоем модификатора. Представления о зависимости прочности наполненных полимерных систем от степени покрытия частиц наполг нителя ПАВ были подтверждены электронно-микроскопическими наблюдениями [516]. [c.262]

На рис. 1 представлена схема изменения величины адсорбции А полимера (нерхлорвиниловой смолы — ПХВС) на исследованных дисперсных пигментах в зависимости от степени насыщения поверхности адсорбционным слоем модификатора (а) и его молекулярной природы (кривые 1,2). При физическом взаимодействии ПАВ с пигментами адсорбция полимера на их поверхности по мере насыщения ее модификатором не изменяется по сравнению с исходными пигментами вследствие вытеснения ПАВ полимером (кривая 1). [c.348]

При этом основное влияние поверхности страивается на уменьшении молекулярной подвижности полимерных цепей на границе раздела [8—10]. Это уменьшение подвижности меняет быть вызвано двумя причинами. Первая причина — образование физических связей (адсорбционных) с поверхностью, эквивалентное возрастанию числа узлов в физической сетке полимера. В результате этого происходит явление, аналогичное сшиванию и приводящее к уменьшению подвижности сегментов цепей в граничном слое. Вторая причина носит чисто энтропийный характер и связана с ограничением числа возможных конформаций, которые макромолекула может принять па границе раздела с твердым телом вследствие геометрических ограничений. Уменьшепие числа конформаций эквивалентно повышению жесткости полимерных цепей и такн е ведет к уменьшению молекулярной подвижности. Последний фактор наиболее существен для систем, в которых отсутствуют сильные специфические взаимодействия. Общая оценка вклада обоих факторов в изменение молекулярной подвижности, проведенная в ряде наших работ, позволила прийти к выводу, что в отсутствие специфических взаимодействий наибольший вклад вносит уменьшение числа конформаций цепей в граничном слое. Это позволяет, в частности, удовлетворительно объяснить наблюдаемую в некоторых случаях независимость эффекта уменьшения молекулярной подвижности от природы поверхности, расиространение изменения подвижности на слои, не контактирующие неносредственно с поверхностью, зависимость эффектов изменения молекулярной подвижности от гибкости полимерной цепи и многие другие [10]. [c.178]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология