ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регулирование совместимости компонентов из "Полимерные пленки, содержащие ингибиторы коррозии" Часто особенности технологии изготовления изделий, специфика условий их эксплуатации или экономические соображения вынуждают изготовителя вводить в состав композиционного материала компоненты, плохо совместимые или вообще не совместимые с полимерной основой и другими ингредиентами композита. Применительно к полимерным пленкам наиболее часто подобная ситуация возникает при введении красителей (пигментов), стабилизаторов и других добавок, выбор которых ограничен требованиями достижения определенного эксплуатационного свойства готового изделия даже в ущерб другим характеристикам материала. [c.88] В этом случае возникает необходимость увеличения совместимости вводимого вещества с полимерной основой композиционного материала. Поскольку совместимость определяется механическим, физическим и химическим взаимодействием компонентов, наиболее интенсивно протекающим на границах их раздела [53], то изменить совместимость возможно, изменив условия этих взаимодействий. Учитывая локализацию упомянутых процессов на межфазных границах, для этого достаточно обработать поверхность вводимого компонента соответствующим модификатором или концентрировать на поверхности компонента тем или иным способом вещество, катализирующее эти взаимодействия. [c.88] Таким образом, существуют следующие возможности регулирования совместимости 1) путем химической модификации поверхности вводимого компонента 2) путем увеличения развитого характера поверхности компонента (химической, механической, ультразвуковой или иной обработкой) 3) воздействием электрического или магнитного поля 4) введением вспомогательных веществ, увеличивающих совместимость, илй удалением веществ, снижающих ее 5) подбором оптимального состава композита 6) коррекцией параметров растворимости полимера и вводимых веществ. [c.88] Химическая модификация увеличивает совместимость главным образом вследствие повышения адгезионной способности вводимого компонента. Адгезия возрастает как за счет гидрофилизации поверхности, так и за счет повышения ее химической активности. Химическая модификация может быть осуществлена различными способами действием активных химических веществ и окислителей, прививкой на поверхность реакционноспособных групп, обработкой пламенем, электрическими разрядами и другими методами, более подробно рассмотренныАш в разд. 2.6. [c.88] Увеличение шероховатости вводимых частиц может быть осуществлено их механической обработкой (растирание, абразивная обработка и Т.Д.). Однако этот метод со значительными энергозатратами, технологически сложен и не всегда поэтому может быть использован. Желаемое изменение микрорельефа вводимых в композит частиц может быть достигнуто протравливанием их в растворителях или химически активных средах. Некоторое количество растворителя может оставаться в составе вводимого компонента, поэтому такой способ обработки совершено недопустим в некоторых случаях, например, когда пленочный материал предназначен для контакта с пищевьпли продуктами. Другой недостаток способа - высокая летучесть растворителей, из-за которой трудно поддерживать заданные параметры обработки. Кроме того, растворители дороги и токсичны, работа с ними требует специального оборудования. [c.89] Повысить взаимную адгезию компонентов композиционного материала позволяет обработка их в электрических и магнитных полях. Так, после обработки в коронном разряде прочность сцепления полиэтилентерефталата с полиэтиленовой пленкой увеличивается в Ю раз [14]. Под воздействием коронного разряда на поверхности полимера образуются кислородосодержащие функциональные группы, в частности свободные радикалы, гидроксильные и пероксидные группы концентрация последних коррелирует со смачиваемостью полимера и прочностью его адгезионных соединений. [c.89] Обработке в коронном разряде можно подвергать не только полимер, но и наполнитель. Так, например, обработка коронным разрядом синтетических и углеродных волокон заметно улучшает их смачивание эпоксидным олигомером, существенно повышая прочность, ударную вязкость и водостойкость соответствующих композитов [14]. [c.89] Часто совместимость компонентов композиционного материала определяется не свойствами основного вещества компонентов, а свойствами пленки загрязнений на их поверхности. В качестве последних обычно выступают остатки пластификаторов, мономеров, масла, жиры и другие вещества, оказавшиеся по тем или иным причинам на поверхности контакта. В этом случае регулирование совместимости осуществляется либо удалением этих веществ, если они ухудшают совместимость компонентов, либо, наоборот, нанесением их на контактирующие поверхности, если их присутствие улучшает совместимость. Удаление нежелательных загрязнений обычно осуществляют с помощью органических растворителей, водных эмульсий, щелочных растворов, а также механическим путем [71]. Хороших результатов достигают совместным действием каких-либо из перечисленных реагентов и высокочастотных колебаний. Силиконовые смазки удаляют путем обработки 2%-м раствором карбоната калия с добавкой детергентов. Для обработки гигроскопичных полимеров, Например полиамидов, используют смеси хорошего и плохого для удаляемого загрязнения растворителей [74]. [c.91] Применяемый растворитель не должен вызывать набухания полимера, а также миграции пластификатора из пленки, образования поверхностных напряжений и микротрещин. После окончания обработки он должен быстро испаряться. [c.91] В некоторых случаях компоненты, несовместимые друг с другом, приобретают совместимость в присутствии растворителя. На рис. 3.13 приведена диаграмма трехкомпонентный системы полимер 1 - полимер 2 - растворители, соответствующая смеси полимеров, которые в отсутствие растворителя являются несовместимыми [75]. Установлено, что совместимость жидкостей с полимером может быть увеличена введением других ограниченно совместимых с полимером жидкостей [39]. Так, например, эффективность применения пластификаторов увеличивается при переходе от индивидуальных пластификаторов к их смесям. При этом не только существенно снижаются температуры стеклования и хрупкости, но и расширяется предел совместимости пластификаторов с полимером. [c.91] В работе [83] предложена методика, позволяющая подбирать составы смесей растворителей, оптимальные по совместимости с данным полимером. В основе метода лежит анализ положения трехмерных параметров растворимости полимеров и растворителей на концентрационном треугольнике Розебума, по осям которого отложены значения 6 , б2 и 62. Предполагается, что идеальной совместимостью обладают тот полимер и растворитель, у которых совпадает положение точек на концентрационном треугольнике, соответствующих их трехмерному параметру растворимости. Положение точки на треугольной диаграмме показывает только соотношение составляющих параметра растворимости, а не его величину. Поэтому оценку совместимости различных веществ по положению соответствующих точек на концентрационном треугольнике можно производить только, если количественно их параметры растворимости сильно не различаются. Исходя из уравнений (3.14) и (3.15), принимая приближенно Хкр 0,5 0,55 можно рассчитать, что максимально допустимое различие в значениях параметров растворимости Д6 = 1,8. Учитывая это, можно рекомендовать следующий порядок подбора смесей растворителей для полимеров. [c.92] Предложенная авторами методика подтверждена экспериментально. Разработана программа для ЭВМ, позволяющая автоматизировать поиск растворителей и пластификаторов для полимеров. [c.93] Одним из наиболее доступных и эффективных методов регулирования совместимости компонентов композиции является варьирование состава последней с целью подбора количественного соотношения компонентов, обеспечивающего оптимальную их совместимость при удовлетворительных эксплуатационных свойствах. [c.93] Вернуться к основной статье