ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Понижение внутренних напряжений при формировании покрытий из смесевых композиций из "Долговечность полимерных покрытий" Были исследованы 149] физико-механические свойства покрытий и пленок, применяемых при получении дублированных материалов различного назначения, и выявлено, что для получения технических материалов с повыщенной эластичностью целесообразно использовать смеси полимеров с определенным комплексом свойств. При этом возможно применение двойных и тройных систем с различным соотношением исходных компонентов. При необходимости целенаправленного изменения механических свойств в определенном направлении рекомендуется введение третьего полимерного компонента. [c.115] В качестве объектов исследования были взяты одно-, двух- и трехкомпонентные системы на основе следующих полимеров полиамидного олигомера марки С-6, поливинилхлоридного олигомера марки игелит , бутадиен-нитрильного каучука СКН-40. При исследовании были использованы пленки, изготовленные каландровым методом — непрессованные и подвергнутые горячему прессованию с последующим охлаждением под давлением. [c.115] На рис. 3.21 приведены данные о зависимости внутренних напряжений, теплофизических параметров и удельного сопротивления двухкомпонентных систем от соотношения ПА и ПВХ в смеси. Из рисунка видно, что с увеличением содержания ПВХ в системе наблюдается монотонное снижение удельного сопротивления и внутренних напряжений в пленках. Теплофизические характеристики совмещенных систем, как и других полимерных покрытий, изменяются антибатно нарастанию внутренних напряжений, а изменение внутренних напряжений в этих системах коррелирует с изменением прочности. Из этих данных следует, что при смешении полиамидных смол с поливинилхлоридом степень кристалличности и упорядоченности, характерная для полиамидных смол, снижается, а система в целом подчиняется закономерностям гетерогенных смесей. Эти закономерности хорошо согласуются с электронно-микроскопическими данными о структуре пленок из смесевых композиций (рис. 3.22). С увеличением концентрации ПВХ в системе из-за плохой совместимости компонентов наблюдаются агрегация структурных элементов и формирование неоднородной дефектной структуры. [c.116] Были получены деформационные кривые для непрессованных пленок системы ПВХ+СКН-40. При введении 30 масс. ч. [c.116] Покрытия из смеси ПВХ с СКН-40 характеризуются неоднородной дефектной структурой, обусловливающей низкие прочностные показатели таких систем. [c.117] Интересные закономерности были получены при изучении систем ПА+СКН-40. Для смеси СКН-40+ПА (30 и 70 масс, ч.) относительное удлинение пленок не изменяется, в то время как прочность при растяжении ниже по сравнению с тем же показателем для ПА. Значение напряжения, соответствующее периоду рекристаллизации полиамида, резко снижается. При дальнейшем увеличении содержания СКН-40 в смеси плато рекристаллизации постепенно вырождается, и в системе преобладают пластические деформации, характерные для каучука значения относительного удлинения вследствие гетерогенности системы невелики. На рис. 3.24 приведена зависимость внутренних напряжений, теплофизических характеристик и удельного сопротивления от соотношения компонентов в системе ПА+ - - СКН-40. Из рисунка видно, что с увеличением содержания каучука внутренние напряжения и удельное сопротивление снижаются, так же как в системе ПА+ПВХ, теплофизические характеристики увеличиваются, а прочность пленок при растяжении падает. Все это позволяет сделать вывод, что бутадиен-нит-рильный каучук, так же как ПВХ, оказывает пластифицирующее действие на полиамид. [c.117] Для трехкомпонентных систем ПА+ПВХ+СКН-40, как это видно из рис. 3.25, характерны относительно невысокие физико-механические показатели. Пленки, полученные из систем, содержащих более 33% ПА, имеют прочность при растяжении 13—25 МПа и относительное удлинение, равное 270—500%. Для построения диаграмм состав— свойство для трехкомпонентных систем был применен метод, описанный в работе [76]. Как видно из диаграммы прочности при разрыве (рис. 3.25, а), изменение показателей для непрессованных пленок из бинарных смесей ПА+СКН-40 (кривая АС) и ПВХ+СКН-40 (кривая ВС) отклоняется от аддитивности в сторону меньших значений прочности. По мере приближения к составу смеси, содержащей 100% полимера, значения прочности при растяжении меняется не очень резко. Наибольшей прочностью обладают пленки из тройных систем, содержащих не менее 50 масс. ч. полиамида и не более 20 масс. ч. ПВХ. Диаграмма удлинений при разрыве непрессованных пленок в зависимости от состава носит несколько иной характер. Относительное удлинение бинарных смесей ПА+СКН-40 и тройных смесей резко возрастает с увеличением содержания СКН-40, особенно при содержании СКН-40 не менее 80—85%- Практически для достижения высоких эластических характеристик наибольший интерес представляют системы двойных смесей из ПА+СКН-40 и тройных смесей с содержанием не менее 60% ПА и не более 20% ПВХ или 40% СКН-40. [c.118] Из диаграмм состав — свойство, построенных для теплофизических характеристик, видно, что с увеличением в системе содержания ПВХ и ПА коэффициент теплопроводности пленок резко снижается. Теплофизические свойства пленок из тройных систем с оптимальными физико-механическими показателями располагаются в нижней части диаграммы. [c.119] Для выяснения влияния дополнительной термообработки и давления на физико-механические показатели смесей полимеров были выбраны системы, приведенные в табл. 3.16. Пленки прессовали на электропрессе с водяным охлаждением по следующему режиму, прогрев в течение 7 мин при 170 °С, прессование в течение 3 мин под давлением 2,5—3 МПа, охлаждение под этим же давлением в течение 30 мин. Из данных, приведенных в табл. 3.16 видно, что дополнительная термообработка под давлением систем на основе ПА+ПВХ и ПА+СКН-40 вызывает уменьшение прочности при растяжении, внутренних напряжений и относительного удлинения, причем особенно заметно это в бинарных системах ПА+СКН-40, что обусловлено, вероятно, деструкцией полимера. Иные закономерности наблюдаются для пленок из систем на основе ПВХ+СКН 40. Как видно нз данных табл 3.16, при дополнительной термообработке под давлением все физико-механические показатели пленок, полученных из этих систем, возрастают в 1,5—2 раза. [c.119] Для трехкомпонентных систем изменение физико-механиче-ских показателей при этих же условиях является незначительным, что свидетельствует о большой их стабильности. Аналогичные закономерности наблюдаются при длительном старении пленок из трехкомпонентных систем при 110°С. [c.119] Состав смеси, масс. ч. [c.122] 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] Объемное соотношение компонентов смеси водной дисперсии и латекса одинаковой концентрации изменяли в пределах от 95 5 до 50 50. Размер частиц композиций определяли методом седиментационного анализа в поле центробежных сил. Зависимость вязкости от напряжения сдвига измеряли на реовнскозиметре Гепплера, поверхностное натяжение — методом отрыва платинового кольца. Структурообразование при формировании пленок изучали методом электронной микроскопии снятием платиноуглеродных реплик с применением кислородного травления образцов. Внутренние напряжения определяли поляризационно-оптическим методом а физико-механические показатели пленок — при скорости деформации 2 м/мин. [c.124] Вязкость дисперсии в зависимости от содержания латекса резко снижается (табл, 3.17). [c.125] Соотношение компонентов оказывает влияние не только на коллоидно-химические свойства дисперсий, но и на кинетику нарастания внутренних напряжений при формировании покрытий. Установлено, что при оптимальной концентрации латекса внутренние напряжения снижаются в 2 раза и значительно ускоряется процесс формирования пленок. Резкое снижение внутренних напряжений при оптимальном содержании латекса способствует улучшению физико-механических показателей пленок. На рис. 3.28 приведена зависимость прочности при растяжении, относительного удлинения и температуры текучести пленок от соотношения компонентов. Из данных, приведенных на рисунке, видно, что прочность и температура текучести пленок имеют экстремальные значения при 10%-ной концентрации латекса, а затем снижаются в то же время относительное удлинение с увеличением концентрации возрастает. Такое немонотонное изменение внутренних напряжений, прочности при растяжении и температуры текучести в зависимости от соотношения компонентов свидетельствует о протекании сложных физикохимических процессов при совмещении компонентов. Увеличение относительного удлинения пленок при повышении содержания каучука обусловлено его пластифицирующим действием. [c.125] Для лучшего совмещения компонентов в покрытиях проводили их предварительное формирование в течение различного времени над парами этилацетата с последующим отверждением при комнатных условиях в течение 24 ч и сушкой при80°С. В этих условиях на начальной стадии формирования в покрытиях возникают незначительные внутренние напряжения, которые нарастают после прогрева сформированной пленки, что обусловливает получение бездефектных покрытий с однородной структурой. [c.127] Для понижения внутренних напряжений и улучшения процесса пленкообразования при получении пленок из водных дисперсий ПВХ методом ионного отложения обычно применяют низкомолекулярные пластификаторы. После формирования материалов из пластифицированных систем пластификатор, остающийся в материале, продолжает влиять на их свойства. [c.127] Формирование покрытий и пленок осуществляли методом ионного отложения. В качестве фиксатора использовали смесь хлорида кальция и каолина. Высокие физико-механические показатели пленок из дисперсий смесевых композиций обусловлены разрушением частиц дисперсий на исходные, более мелкие структурные элементы и равномерным распределением их в объеме дисперсии. [c.128] Структура покрытий на основе исходных смесевых композиций нз латексов полимеров является неоднородной. Совмещение этих дисперсий в оптимальных условиях на уровне надмолекулярных структур, входящих в состав частиц, позволяет получать покрытия с однородной упорядоченной структурой. [c.128] По данным работы [156], при создании дублированных и нетканых материалов различного назначения из смесевых олигомерно-полимерных композиций могут быть получены клеевые слои и покрытия с высокими физико-механическими характеристиками. Композицию получали путем совмещения концентрированных растворов полиамида АК 50/50 и фенолоформальде- гидного олигомера резольного типа марки Б в этаноле. При этом к 20%-ному раствору полиамида, имеющему температуру 50—55°С, добавляли 66,8%-ный раствор фенолоформальдегид-ного олигомера. Смесь перемешивали и нагревали при 95—98 °С. [c.128] Вернуться к основной статье