ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закономерности и механизм сплавления частиц при нагревании из "Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе" Переход порошкового пленкообразователя в монолитную пленку сопровождается рядом физико-химических процессов изменением формы частиц и физического состояния материала, усадкой порошка, что, в свою очередь, приводит к изменению его плотности, прозрачности, пористости, тепло- и электропроводности, паропроницаемости и т. д. Характеристика изменения некоторых из этих показателей во времени или с изменением температуры может служить критерием оценки процесса пленкообразования. [c.71] Определение пленкообразования по изменению объема образца. Уменьшение размеров порошкового образца при нагревании является первым признаком его превращения в монолит. В тонком слое на подложке сокращение объема порошка (усадка) происходит в основном за счет уменьшения высоты, т. е. толщины слоя. [c.71] Для проведения опытов может быть рекомендована установка [154], схема которой приведена на рис. 27. Порошок полимера в виде слоя определенной толщины, заключенного между двумя предметными стеклами, помещают в нагревательную камеру специального столика, где поддерживается заданный температурный режим. Столик находится под микроскопом, на окуляре которого укреплен фотоэлемент. Появление фототока при прохождении света через образец и его величину отмечают по показанию стрелки гальванометра. [c.72] Температуру, при которой резко возрастает светопропускание образца, можно принять за температуру начала пленкообразования (минимальную температуру пленкообразования). При полном сплавлении частиц пленка имеет максимальную прозрачность. Дальнейшее нагревание уже сформиррвавшейся пленки приводит к появлению окраски полимера, что отрицательно сказывается на светопропускании. [c.72] Светопропускание можно определять также с помощью фотометров и фотоэлектроколориметров (ФМ-56, ФЭК-М и др.). [c.72] Метод оценки пленкообразования по светопропусканию не является универсальным он приемлем только для порошков, которые при сплавлении образуют прозрачные пленки. [c.72] Возможны и другие методы изучения процесса пленкообразования, основанные, в частности, на измерении теплопроводности, механических и адгезионных свойств образцов. Интересные результаты может дать также визуальное наблюдение за процессом сплавления частиц под микроскопом и его фото-киносъемка. [c.72] Условием образования покрытия является полная ликвидация межфазной границы и превращение дисперсии в однофазную систему. [c.73] По мере повышения температуры и приближения к области вы-сокоэластичности модуль упругости полимеров падает. Это благоприятствует протеканию ряда процессов, первичными актами которых являются 1) усиление сцепления ( приваривание ) частиц в контактных участках и 2) изменение формы частиц, облегчающее их дальнейшее сцепление. [c.74] Температурная область сплавления, характеризуемая по усадке, тем больше, чем шире пределы высокоэластического состояния полимера. Например, у низкомолекулярных смол (эпоксиполимеры) и кристаллических полимеров (полиолефины) эта область мала и составляет (при скорости подъема температуры 5 град1мин) 15— 50° С, напротив, у высокомолекулярных аморфных полимеров (поливинилбутираль, полистирол и др.) она простирается на 80— 100° С. Усадка, прекращается, когда заканчивается процесс сплавления частиц. Одновременно с этим пленка приобретает максимальную прозрачность (см. рис. 29). Температура, соответствующая этому состоянию, может быть условно названа температурой пленкообразования. [c.74] Применимость уравнения Френкеля, выведенного для идеального случая слияния двух частиц (капли жидкости), была проверена для случая сплавления реальных порошков [47]. Для этого были определены все параметры, входящие в уравнение, и теоретически рассчитано время сплавления частиц. Сопоставление расчетных данных с опытными показало, что с учетом коэффициента пропорциональности, зависящего от природы и формы частиц, уравнение Френкеля может быть использовано для характеристики процесса пленкообразования порошковых полимеров. Коэффициент пропорциональности, в частности, при сплавлении порошков эп-оксиполимера оказался равен 40. [c.77] Образование покрытия связано с установлением контакта полимера с поверхностью подложки. Полнота контакта зависит от смачивающей способности расплава, которая, в свою очередь, определяется энергетическими факторами системы полимер — подложка, а именно, убылью свободной поверхностной энергии на границах раздела твердое тело — жидкость — газ [156]. [c.78] Растекание низкомолекулярных пленкообразователей (эпоксиполимеры) можно улучшить, проводя сплавление при температурах более высоких, чем Гп. о, когда вязкость их расплавов сравнительно мала. Эта возможность ограничена для более высокомолекулярных пленкообразователей из-за деструкции, вследствие чего из порошков таких полимеров не удается получать тонкие покрытия (менее 50 мк) с гарантированной сплошностью. [c.78] Вследствие высокой вязкости расплавов покрытия (особенно толстые) нередко получаются со значительным газонаполнением, что отрицательно сказывается на их качестве. [c.78] Ускоряя деформацию частиц на подложке внешним воздействием на расплав (прикатывание, действие центробежной силы и т. д.), можно сделать покрытия более сплошными и ровными. Один из эффективных путей улучшения растекания расплавов (даже с большим поверхностным натяжением) — тщательная подготовка поверхности покрываемых изделий и применение грунтовок. [c.78] Вернуться к основной статье