Дисперсии полимеров формирование покрытий

Ускорение процесса пленкообразования из дисперсий полимеров и получение покрытий со стабильными свойствами достигается путем Предварительного диспергирования частиц в дисперсии с помощью поверхностно-активных веществ [135]. Наиболее эффективными являются ПАВ с ароматическими фрагментами, а также ПАВ с активными группами, взаимодействующими с полимером с образованием водородных связей. Исследовалось [136 влияние ПАВ на структурные превращения и процесс формирования покрытий из водных дисперсий полиуретанов. Объектом исследования являлся полиуретан нз 4,4 -дифенилметандиизоцианата и сложного полиэфира на основе полиоксипропиленгликоля, адипиновой кислоты и капролактона. [c.86]

Образование покрытия из органодисперсий происходит при нагревании Вначале из-за увеличения растворимости полимера в пластификаторе вязкость дисперсии в покрытии снижается, а затем при температуре выше 50 °С начинает возрастать вплоть до образования нетекучей массы Окончательное формирование покрытия происходит при 170—240 °С [c.157]

Внутренние напряжения исследовали поляризационно-оптическим методом на приборе с автоматической регистрацией двойного лучепреломления в стеклянной изотропной подложке на границе раздела с пленкой 12 ]. Из рис. 3 видно, что внутренние напряжения при формировании покрытий, структурированных в различных условиях, изменяются немонотонно, как и в покрытиях, полученных из растворов и дисперсий других высокоэластичных полимеров [3].В первый период (время опыта 2—3 ч) они нарастают до некоторого предельного значения, а затем релаксируют, при этом предельные рав- [c.150]

В главе 4 рассмотрено влияние структурных превращений на кинетику формирования покрытий из водных дисперсий полимеров с учетом структуры частиц дисперсий и влияния специфики их строения на скорость протекания релаксационных процессов, особенностей формирования структуры и свойств покрытий. [c.8]

Влияние пористости подложки и глубины армирования покрытия волокнистой основой обнаружено [121] при исследовании внутренних напряжений в процессе формирования покрытий из дисперсий полимеров на бумаге и оттисках (табл. 2.18). [c.96]

Таким образом, особенность формирования покрытий из мономерных и олигомерных систем состоит в наличии индукционного периода на кинетических кривых нарастания внутренних напряжений и механических свойств. Этот период не наблюдается при формировании покрытий из пленкообразующих с готовыми надмолекулярными структурами, например из дисперсий полимеров. Из кинетических данных также следует, что скорость нарастания напряжений увеличивается с уменьшением толщины покрытий. Такой характер изменения свойств при формировании покрытий из олигомеров нельзя объяснить исходя из представлений о наличии в таких системах сплошной пространственной структуры из отдельных молекул. [c.138]

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ НА КИНЕТИКУ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ДИСПЕРСИЙ ПОЛИМЕРОВ [c.193]

Дисперсии полимеров характеризуются наличием в жидкой фазе готовых надмолекулярных структур коллоидного размера, возникающих при получении дисперсий в процессе эмульсионной полимеризации мономеров или путем диспергирования полимеров и их растворов в жидкой фазе в присутствии поверхностно-активных веществ. Надмолекулярные структуры в мономерных и олигомерных пленкообразующих, а также в растворах и расплавах полимеров носят флуктуационный характер. Они могут образовываться и разрушаться в зависимости от химического состава и строения молекул, условий нанесения и формирования покрытий. [c.193]

Особенность дисперсий полимеров состоит в том, что надмолекулярная структура их частиц формируется в процессе получения дисперсий. Это значительно упрощает методику исследования и позволяет проследить характер структурных превращений в процессе формирования пленок и покрытий и в то же время значительно усложняет ее, так как процесс формирования покрытий из таких систем с высокими эксплуатационными свойствами связан с разрушением частиц дисперсий. [c.202]

Приведенные данные свидетельствуют о том, что изучение только кинетики испарения жидкой фазы и изменения электросопротивления не позволяют разобраться в механизме пленкообразования из латексных систем. Из данных, полученных этими методами, следует, что скорость сушки пленок существенно возрастает с увеличением полярности полимера, с уменьшением длины и разветвленности боковых цепей и с введением полярных групп определенной природы. Однако эти методы позволяют исследовать только начальную стадию пленкообразования и не дают возможности проследить за протеканием структурных превращений на последующих стадиях формирования пленок, ответственных за структуру и свойства покрытий. С учетом этого для исследования процесса формирования были разработаны методы, которые могут быть применены для изучения структурных превращений на различных этапах пленкообразования из дисперсий полимеров. В [30] для решения этой задачи применены поляризационно-оптический метод исследования внутренних напряжений и импульсный метод определения теплофизических параметров. [c.206]

Специфика структурных превращений определяет незавершенность релаксационных процессов при формировании покрытий и оказывает существенное влияние на кинетику нарастания и релаксации внутренних напряжений, изменение их теплофизических параметров. Исследованию внутренних напряжений при формировании покрытий из дисперсий полимеров долгое время не уделяли должного внимания, а экспериментальные исследования в этой области полностью отсутствовали. Предполагалось [3], что величина внутренних напряжений в покрытиях из дисперсий полимеров незначительна и не оказывает влияния на их свойства. Постановка работ в этом направлении обусловлена разработкой технологии получения латексных покрытий на мягких подложках, тканях или волокнистых основах, являющихся составными элементами дублированных материалов типа клеенки, искусственной кожи, плащевых и технических тканей, а также нетканых материалов, где дисперсии применяются в качестве связующего для склеивания волокон. Внутренние напряжения, возникающие при формировании подобных материалов, вызывали их коробление в процессе формирования, значительно ухудшали качество изделий, а в ряде случаев вызывали их разрушение. С учетом этого возникла необходимость в разработке физико-химических путей понижения внутренних напряжений в покрытиях из дисперсий полимеров. Изучение кинетики нарастания и релаксации внутренних напряжений на различных этапах формирования покрытий дает возможность исследовать механизм пленкообразования в этих системах. [c.207]

Тиокол Т-50 — полисульфид с нерегулярной структурой, благодаря которой длительно сохраняется эластичность полимера. Водная дисперсия тиокола Т-50 обладает высокой стабильностью свойств (в течение 5 лет), способностью самовул-канизоваться за счет кислорода воздуха. Формирование покрытия на воздухе при 18—20° С завершается в течение 4—6 ч. Покрытие характеризуется повышенной эластичностью, трещи-ностойкостью, высокой маслобензостойкостью. [c.93]

Об этом свидетельствуют электронно-микроскопические данные о структуре пленок на стадии окончания процесса сушки и на стадии установления равновесных значений внутренних напряжений и теплофизических параметров (рис. 4.12). Видно, что после удаления влаги латексные частицы в покрытиях сохраняются. На стадии окончания процесса формирования и стабилизации механических и теплофизических свойств наблюдается деформация латексных частиц и перегруппировка образующих их структурных элементов. Из сопоставления структурных данных с характером изменения свойств в процессе пленкообразования вытекает, что процесс формирования пленок из дисперсий полимеров проходит в две стадии. Первая стадия, обусловленная удалением влаги и возникновением локальных связей между структурными элементами, сопровождается замедлением релаксационных процессов и нарастанием внутренних напряжений до максимального предельного значения. Вторая стадия, более продолжительная, связана с деформированием латексных частиц и перегруппировкой входящих в их состав струк- [c.211]

Из изложенного видно, что существенную роль в формировании структуры и свойств полимерных покрытий играют поверхностные явления. В отличие от пленок и блочных материалов, процесс формирования покрытий имеет ряд специфических особенностей. Адсорбционное взаимодействие пленкообразующего с поверхностью твердых тел сопровождается формированием неоднородной дефектной структуры по толщине пленки. Изменение структуры по толщине пленки наблюдается для покрытий из пленкообразующих различного химического состава и класса (мономеров, олигомеров, растворов, расплавов и дисперсий полимеров). Характер изменения структуры по толщине покрытий определяется прочностью адгезионного взаимодействия и существенно зависит от текстуры подложки. Для покрытий с соотношением адгезионной к когезионной прочности большим 0,1—0,2 на границе с подложкой образуется слой толщиной 100—200 нм с однородной упорядоченной структурой из более мелких и плотно упакованных структурных элементов по сравнению с остальными слоями. Толщина таких слоев намного превосходит толщину монослоя, что свидетельствует о взаимодействии с поверхностью подложки не отдельных молекул, а образуемых ими надмолекулярных структур. [c.250]

Практика показывает, что пленкообразующими свойствами обладают дисперсии лишь тех полимеров, Еа> которых не превышает 3—5 МПа, иначе говоря, в условиях пленкообразования полимер должен находиться в высокоэластическом или вязкотекучем состоянии. Таким образом, критерием оценки температуры формирования покрытий, так называемой минимальной температуры пленкообразования (МТП), ориентировочно может служить температура стеклования Тс полимера. Ниже приведены значения этих показателей для ряда полимеров [c.47]

Методы формирования покрытий непосредственно из мономеров, в отличие от традиционных, позволяют исключить такие стадии технологического процесса, как синтез олигомеров или (со) полимеров в реакторе и их переработка в вязкотекучее состояние (расплав, дисперсию, раствор), нанесение полученных продуктов на поверхность подложки и превращение в кристаллическое или аморфное состояние при сушке. [c.3]

В гл. 3 обобщен большой экспериментальный материал по изучению влияния структурных превращений при формировании и старении покрытий на величину внутренних напряжений и долговечность покрытий. На основании выведенных закономерностей предложены физико-химические пути понижения внутренних напряжений в полимерных покрытиях разного химического состава из мономерных и олигомерных систем, растворов, расплавов и дисперсий полимеров. В основу этих методов положен принцип формирования однородной упорядоченной структуры в жидкой фазе и фиксирования ее в отвержденных покрытиях. Рассмотрены практическое применение этих методов при разработке покрытий различного назначения и их роль в повышении долговечности материалов. [c.6]

На основании этого можно сделать вывод, что внутренние напряжения являются не только критерием долговечности материалов, но и параметром, который позволяет следить за скоростью протекания структурных превращений при формировании и старении полимерных систем. Специфика структурных превращений при переходе полимерных систем из жидкого в твердое состояние существенно зависит от класса пленкообразующих и имеет свои особенности при получении покрытий из мономерных и олигомерных систем, растворов, расплавов и дисперсий полимеров. [c.38]

Однако частицы дисперсий и латексов представляют собой сложные надмолекулярные образования, состоящие из более мелких структурных элементов, характерных для аморфных полимеров. После удаления влаги в пленках из дисперсий и латексов наблюдаются крупные частицы диаметром от 0,1 до 0,4 мкм. Свойства таких пленок нестабильны и изменяются во времени вследствие протекания релаксационных процессов. Это сопровождается перегруппировкой структурных элементов, входящих в состав частиц дисперсий, и образованием однородной глобулярной структуры. Незавершенность релаксационных процессов, протекающих самопроизвольно, обусловливает замедление процесса формирования покрытий со стабильными свойствами. В связи с этим были разработаны различные способы модификации, позволяющие ускорить процесс диспергирования крупных частиц на исходные структурные элементы. [c.123]

Практическое значение этого явления связано с разработкой физико-химических путей понижения внутренних напряжений и реализацией технических решений при создании новых полимерных материалов и изделий различного назначения с комплексом высоких эксплуатационных свойств, в частности, при формировании полимерных покрытий, клеевых прослоек, герметиков, дублированных и нетканых материалов, стеклопластиков и пластмасс. Явление тиксотропного понижения внутренних напряжений было широко использовано на практике при создании полимерных материалов из различных систем олигомеров, растворов, расплавов и дисперсий полимеров. [c.134]

Для анализа процесса отверждения олигомерных систем применяются методы, отличные от методов исследования линейной полимеризации и формирования покрытий из растворов и дисперсий полимеров. Сущность химических методов сводится к исследованию кинетики трехмерной полимеризации. Рассмотрение этих методов и оценка их пригодности для анализа кинетики трехмерной полимеризации приведены в работах А. А. Берлина, Возможности методов, основанных на регистрации числа функциональных групп, участвующих в процессе полимеризации, рассмотрены на основе большого экспериментального материала и теоретического анализа процесса полимеризации олигоэфиракрилатов, Нерастворимость трехмерных полимеров в любых растворителях делает невозможны.м использование вискозиметрических методов, а также затрудняет применение и значительно снижает точность других методов, используемых для анализа линейной полимеризации дилатометрических, гравиметрических, диэлектрических. [c.122]

Кристаллизация предопределяет многообразие форм надмолекулярной организации в полимерах, которая зависит не только от состояния исходного материала — расплава или раствора, но и в большой мере от условий формирования покрытия. Существенное влияние на структурные характеристики покрытий, а также на их строение и состав оказывают растворители, разбавители и другие компоненты лакокрасочного материала. Несмотря на одинаковую направленность процессов, а именно, установление и упрочнение внутри- и межмолекулярных связей в исходном материале, пленкообразование из различных лакокрасочных систем — олигомеров, растворов, дисперсий и расплавов полимеров — имеет свои характерные особенности. [c.39]

Формирование покрытий из водных дисперсий полимеров [c.45]

Исследовался [59] процесс формирования покрытий из дисперсий полимеров, полученных из алкилакрилатов с различными функциональными группами. Особенность эмульсионной полимеризации при получении дисперсий из полярных мономеров состоит в том, что в процессе полимеризации функциональные группы выполняют роль стабилизатора и концентрируются на поверхности латексных частиц. Это приводит к тому, что при формировании покрытий из таких дисперсий наибольшие внутренние напряжения возникают в покрытиях из дисперсий, содержащих на поверхности частиц группы, способные участвовать в специфическом межмолекулярном взаимодействии с образованием водородных связей. В качестве моделей латексных полимеров с различными полярными группами были выбраны [60] сополимеры алкилакрилатов с одинаковым содержанием метакри-ловой кислоты, амида метакриловой кислоты и нитрила акриловой кислоты (4—5 мол. %). Сополимеризация проводилась эмульсионным методом с равным содержанием одного и того же эмульгатора (сульфанола) и при других одинаковых условиях. [c.70]

Когда значительная часть алифатических углеводородных цепей располагается в непрерывной фазе дисперсии, они заполняют весь свободный объем и создают стабилизирующую оболочку вокруг каждой частицы. Для предотвращения возможной коалесценции частиц в непрерывной фазе в состав НВД вводится некоторое количество растворителя для самого полимера. Количество р-астворителя должно -быть таким, чтобы стабилизирующее действие алифатических цепей не нарушилось при хранении материала в таре или при перекачке по трубопроводам в производственных условиях. Этот растворитель как бы создает перегородку между полимером (вызывая размягчение и набухание частиц полимера) и непрерывной фазой дисперсии. После нанесения покрытия происходит испарение алифатического углеводорода, являющегося нерастворителем для полимера, и набухшие частицы полимера коалесцируют, образуя однородную пленку. Завершение процесса формирования покрытия производится при горячей сушке. Структура полученной пленки в основном аналогична структуре пленки, получаемой из раствора соответствующего полимера. [c.293]

Поскольку пластификаторы явчяются дисперсионной средой, они должны обладать рядом специфических свойств При обычной температуре они должны быть ограниченно растворимы для обеспечения стабильности тастизоля при хранении, а при нагревании (в процессе формирования покрытия) пластификаторы должны растворять полимер Поэтому часто используют смесь пластификаторов с разной растворяющей способностью Варьируя их соотношения, можио создать пластифицирующую систему, обеспечивающую стабильность вязкости дисперсии при хранении [c.157]

В ПКС последовательное изменение параметров (степень упорядочения, размер и форма частиц, величина межчастичных расстояний, природа фаз, наличие примесей) вызывает обычно соответствующее изменение упруго-пластичных свойств. При этом отчетливо выявляются особенности в природе и закономерностях действия сил между микрообъектами, что привлекает внимание исследователей в области поверхностных явлений, молекулярной физики, биофизики, а также специалистов по переработке дисперсных систем, которым необходимо знать оптимальные условия и режимы технологических процессов протекания элементарных актов взаимодействия микрообъектов и образования коллоидных структур. Так, например, многие лакокрасочные композиции из дисперсий полимеров вместе с частицами пигментов образуют малопрочные ПКС, превращающиеся при формировании покрытий в необратимые структуры. На изменение свойств композиций со временем, а также в процессах сушки и термической обработки решающее влияние оказывает взаимодействие дисперсных частиц друг с другом и с жидкой средой. Хорошее покрытие с равномерным распределением пленкообразующего вещества получается, если дисперсия как в исходном состоянии, так и при ее концентрировании сохраняет достаточную устойчивость к непосредственному слипанию частиц, т. е. когда в системе отсутствует коагуляция (рис. 2) [6]. При этом частицы взаимодействуют через разделяющие их жидкие прослойки. Аналогично в случае керамических масс, шликеров и многих других паст ( структурированных суспензий ), важнейшие технологические свойства которых — пластичность и способность к токсотропным превращениям — определяются прежде всего взаимодействием частиц друг с другом и с дисперсионной средой [7—9]. Чтобы взаимодействие было опти- мальным, а также для выполнения других требований, предъ- [c.11]

Пленкообразующие, применяемые для получения покрытий, существенно отличаются не только по химическому составу и физи-ко-химическпм свойствам, но и по размеру и строению структурных элементов, образуемых молекулами в жидкой фазе. Наиболее значительными различиями в структуре отличаются три основных класса пленкообразующих дисперсии полимеров, их растворы и мономерные и олигомерные системы, образующие покрытия в результате проведения полимеризации непосредственно на подложке. В соответствии с этим и структурные превращения, происходящие при формировании покрытий из этих пленкообразующих, имеют свою специфику, оказывающую значительное влияние на кинетику пленкообразования и свойства покрытий. [c.193]

Релаксационные процессы при формировании покрытий из дисперсий полимеров оказывают существенное влияние на изменение теплофизических параметров [59]. На рис. 4.10 и 4.11 приведены данные об изменении коэффициентов теплопроводности и температуропроводности в процессе формирования латексных покрытий. Видно, что теплофизические параметры, как и внутренние напряжения, в процессе формирования изменяются немонотонно вначале они уменьшаются, а затем нарастают. Время достижения минимального значения теплофизических параметров соответствует достижению равновесной влажности. При хранении покрытий в условиях формирования теплофизические параметры возрастают. Скорость нарастания теплофизических параметров и их абсолютная величина зависят от природы полимера. Из сравнения рис. 4.8 и 4.10 следует, что теплофизические параметры изменяются анти-батно возникающим в латексных покрытиях внутренним напряжениям. Наибольшие теплофизические характеристики обнаруживаются в менее полярном латексе СКС-50. С увеличением содержания метакриловой кислоты в латексе СКД-1 теплофизические параметры покрытий уменьшаются. Согласно представлениям о механизме переноса тепла в полимерах, связывающим теплофизические свойства со скоростью распространения фононов, следовало бы ожидать [c.209]

Значительные внутренние напряжения и продолжительность формирования покрытий из дисперсий полимеров ухудщают качество материалов из-за нестабильности свойств, а также вызывают самопроизвольное деформирование и закручивание их в процессе производства. Синтез латексов с упорядоченной структурой латексных частиц позволяет улучщить физико-механические свойства и сократить период формирования пленок. Получение латексных частиц с упорядоченной структурой может быть осуществлено путем изменения химического состава и концентрации функцио- [c.212]

В монографии рассмотрены методы определения внутренних напряжений при формировании и старении полимерных покрытий, проведены анализ и обобщение результатов исследований по разработке физико-химических основ повышения долговечности полимерных покрытий из пленкообразующих различных классов путем снижения в них внутренних напряжений. При изучении особенностей формирования и старения покрытий нз мономерных и олигомерных систем, растворов, расплавов и дисперсий полимеров было установлено, что величина, кинетика нарастания и ре.ц ксации внутренних напряжений существенно зависят от степени незавершенности релаксационных процессов, обусловленной неоднородностью структуры покрытий, различной скоростью формирования отдельных слоев, прочностью адгезионного взаимодействия на границе полимер — подложка и полимер — наполнитель. [c.5]

Весьма важная роль принадлежит ПАВ в регулировании структурных преврапхений при формировании покрытий из дисперсий полимеров. При изучении процесса формирования покрытий из дисперсий полимеров установлено [134], что он проходит через две стадии. Резкое нарастание внутренних напряжений наблюдается на начальной стадии формирования, связанной с удалением жидкой фазы и образованием локальных связей между частицами дисперсии. Однако после удаления жидкой фазы свойства таких покрытий становятся нестабильными они изменяются во времени вследствие протекания релаксационных процессов, связанных с перегруппировкой структурных элементов в частицах дисперсий, состоящих из более простых структурных элементов. Этот процесс является весьма длительным и заканчивается в зависимости от химического состава и строения частиц дисперсий через 10—30 сут. [c.86]

Представленные варианты типичны, но не единственны для разных типов органодисперсий [14, с. 30]. Нетрудно заметить, что формирование покрытий из дисперсий переходного типа осуществляется через стадию образования раствора, а из лиофобных дисперсий (в предельном варианте, когда отсутствует лиофилиза-ция) — через плавление пленкообразователя. Таким образом и в том, и в другом случае предусматривается перевод полимера на подложке в вязкотекучее состояние. [c.55]

Как следует из схемы, приведенной на рис. 1.18, энергетические изменения в лиофилизованных дисперсиях по мере формирования покрытия связаны, помимо AG, также с изменением гиббсовой энергии смешения полимера с компонентами дисперсионной среды АОсм [16, с. 42]. Химический потенциал любого компонента, например воды, в полимерной фазе равен (считая частицы сферическими) [c.41]

Органодисперсии полимеров представляют собой коллоидные ] дисперсии полимеров в органической среде. Состав дисперсионной среды и степень взаимодействия низкомолекулярных органических жидкостей среды с макромолекулами полимерной фазы определяют устойчивость органодисперсионных материалов, режимы электроосаждения и формирование из них покрытий. Электрофоретическому осаждению подвергаются органодисперсии, обладающие определенным электрокинетическим потенциалом при наложении электрического поля. На заряд частиц оказьгоает влияние предыстория получения полимера, остатки катализаторов и продукты их разложения /34/, ПАВ и электролиты, а также полярность среды. [c.30]

Однако следует указать, что на катоде в водной среде происходит выделение пузырьков водорода. Скорость и размер выделяющихся пузырьков водорода зависят от типа металла. Пузырьки водорода, как правило, активируют поверхность металла и влияют на пористост электроосажденного осадка. Если пузьфьки водорода, образующиеся в начальный период формирования осадка, велики, в осадке образуются крупные поры. Особенно большая пористость осадка наблюдается при катодном осаждении водных дисперсий полимеров. При катодном осаждении органодисперсий полимеров газообразные продукты выделяются на катоде лишь в случае использования в качестве среды органических соединений, восстанавливающихся с выделением газов (метан, бутан, октан). При использовании в среде высококипящих спиртов выделения газообразных продуктов не происходит. Для снижения активности металла и уменьшения пористости покрытия следует внимательно поддерживать электрические параметры процесса, а также тщательно выдерживать температурные режимы термообработки покрытия. Режимы термообработки покрытия также зависят от типа подложки. [c.33]

В большинстве случаев нет необходимости в дополнительной сшивке высокомолекулярных полимеров для достижения необходимых свойств пленок. Однако, некоторые растворимые полимеры средней молекулярной массы сшивают по реакционноспособным группам, имеющимся в полимерной цепи. На физические свойства пленок из высокомолекулярных полимеров способ их получения или физическая структура полимера влияют в незначительной степени. Так, автомобильные покрытия, полученные из растворов акриловых полимеров и из неводных дисперсий, в целом невозможно различить несмотря на то, что метод нанесения, условия формирования покрытий и т. д. могут сильно различаться. В боль-цгинстве случаев выбор материала определяется стоимостью всего процесса получения покрытия, а не только ценой материала. Необходимость в обеспечении конкретных требований к покрытию нужно учитывать при выборе из альтернативных составов. [c.20]