|
|
|
Главная --> Справочник терминов Полимерной дисперсии Получение стеклянного шпона. Из комплексной стеклянной нити может быть получен шш>н но следующей схеме. Электропечь со стеклоплавильным сосудом, смонтированная на передвижной каретке, может перемещаться параллельно оси наматывающего аппарата. Наматьтагощий аппарат имеет барабан диаметром 1,0 и длиной 3,0 м. При одновременном вращении барабана и перемещении печи происходит вытягивание и послошю-крсстошя намотка нити на барабан. Перед намоткой нити покрьтают при помощи пульверизатора полимерным связующим. После НЕ мотки па барабан требуемого числа слоев нити получается цилиндрическая заготовка, которую разрезают по образующей и снимают с барабана в виде плоского листа (шпона). • Различные способы физической модификации ингредиентов резиновых смесей применяются для придания им технологичности и экологической безопасности, в частности, при получении предварительно диспергированных пастообразных композиций из нескольких порошкообразных компонентов, капсулировании в микрокапсулы из полимеров и превращении в композиции с полимерным связующим. Однако все эти способы предполагают создание весьма сложных технологических процессов с применением дополнительных материалов в качестве связующих. количестве 0,3-^20 мае. ч. [25], предварительным смешением всех компонентов серных вулканизующих систем (кроме техуг-лерода) и последующим гранулированием этой смеси [26], приготовлением предварительно диспергированных пастообразных композиций на основе одного или нескольких порошкообразных компонентов [27, 28], и применением в виде композиций с полимерным связующим [29-31], позволяющим по- Из всех известных способов физической модификаци порошкообразных ингредиентов весьма привлекательными точки зрения промышленной реализации являются получени пастообразных композиций на основе одного или несколъки порошкообразных ингредиентов [289, 290] и применение их виде композиций с полимерным связующим [32, 291, 292], ш зволяющим повысить стабильность ингредиентов при храш нии и снизить их дозировки за счет улучшения диспергировс ния в процессе смешения. Кроме того, применение полиме{ ных дисперсий компонентов серных вулканизующих систем гранулированной форме дает возможность исключить контак работающего персонала с пылящими ингредиентами. Получение стеклянного шпона. Из комплексной стеклянной нити может быть получен шпон по следующей схеме. Электропечь со стеклоплавильным сосудом, смонтированная на передвижной каретке, может перемещаться параллельно оси наматывающего аппарата. Наматывающий аппарат имеет барабан диаметром 1,0 и длиной 3,0 м. При одновременном вращении барабана и перемещении печи происходит вытягивание и послойно-крестовая намотка нити на барабан. Перед намоткой нити покрывают при помощи пульверизатора полимерным связующим. После намотки на барабан требуемого числа слоев нити получается цилиндрическая заготовка, которую разрезают по образующей и снимают с барабана в виде плоского листа (шпона). Получение стеклянного шпона. Из комплексной стеклянной нити может быть получен шпон по следующей схеме. Электропечь со стеклоплавильным сосудом, смонтированная на передвижной каретке, может перемещаться параллельно оси наматывающего аппарата. Наматывающий аппарат имеет барабан диаметром 1,0 и длиной 3,0 м. При одновременном вращении барабана и перемещении печи происходит вытягивание и послойно-крестовая намотка нити на барабан. Перед намоткой нити покрывают при помощи пульверизатора полимерным связующим. После намотки на барабан требуемого числа слоев нити получается цилиндрическая заготовка, которую разрезают по образующей и снимают с барабана в виде плоского листа (шпона). волокном из окружающей среды низкомолекулярных веществ его поверхностная энергия снижается еще больше. Следствием перечисленных факторов является сравнительно низкая смачиваемость углеволокнистых наполнителей полимерным связующим. Особенности этих систем заключаются прежде всего в том, что адгезионные явления на границе раздела двух полимерных фаз существенно отличны от явлений на границе полимер —: твердое тело с высокой поверхностной энергией. Полимеры-наполнители и полимерные среды (или связующие), как и все полимерные системы, характеризуются низкими значениями поверхностной энергии, и поэтому смачивание поверхности наполнителя полимерным связующим может быть неполным. В результате этого условия контакта «частиц» со связующим при формировании системы оказываются хуже, чем в системах с наполнителем, имеющим высокую поверхностную энергию. Это не означает, разумеется, отсутствия адсорбционного взаимодействия на границе раздела фаз. Прочность связи полимерных частиц с полимерной фазой во многих случаях значительно выше, чем частиц неорганических наполнителей, а для смесей полярных полимеров адгезия может быть столь значительной, что это приводит к высокой стабильности системы, т. е. к псевдосовместимости [381]. В системах с полимерными наполнителями значительную роль в усилении играет диффузионный механизм адгезии [34]. Как видно из изложенного, в принципе при получении армированных пластиков на основе синтетических волокон путем прививки возможно как повышение прочности адгезионной связи в результате образования химических связей между полимерным связующим и волокном, так и одновременно упрочнение армирующего волокна, что позволяет повысить прочностные свойства получаемых композиционных материалов [386]. Таким образом, результаты исследования композиций на основе термодинамически несовместимых кристаллизующихся полимеров согласуются с представлением о том, что при определенном режиме термообработки в системе возможно образование размытых межфазных областей, в которых наряду с явлением пластификации полимерного наполнителя (полиэтилен) полимерным связующим (олигоэфир) наблюдается ограничение подвижности макромолекул связующего при его кристаллизации на поверхности раздела с полимерным наполнителем. Крижевский [396] проследил, как происходит диффузия на границе раздела ПЭ—ПП при разных температурах, и в качественной форме установил влияние компонентов на их кристаллизацию. Он предположил, что, когда оба компонента кристаллизуются, диффузия на границе раздела зависит от надмолекулярной структуры компонентов. При этом допускается существование критической концентрации каждого компонента в другом, при которой возможно образование гомогенной смеси в расплаве; выше этих концентраций промежуточный слой существует и в расплаве. Охлаждение расплава и кристаллизация компонентов ведет к расслоению и возникновению независимых надмолекулярных структур. При этом концентрация компонентов в промежу- Существует оптимальное соотношение между содержанием армирующих волокон в материале и их характеристиками [6]. При увеличении относительного содержания полимерного связующего в композиции наступает снижение прочности, поскольку уменьшается содержание стеклянных волокон, в основном воспринимающих нагрузку при приложении напряжения. При снижении же содержания полимерного связующего ниже определенного предела прочность материала также уменьшается вследствие недостаточной прочности связи волокон и нарушения условий, обеспечивающих совместную работу обоих компонентов. Прочность армирующих волокон наиболее полно реализуется в пластике при условии некоторой оптимальной, но не максимальной прочности их сцепления с полимерным связующим. При максимальной прочности сцепления разрушение происходит в области упругих деформаций при низком напряжении [563, 388]. В хорошо изолированный футерованный стеклом автоклав (емкостью 13,5 ж3), снабженный мешалкой, загружают 6000 л чистой волы, 1500 л 10°/о-ного раствора эмульгатора и 100 л 10%-кого раствора персульфата калия. Реакционный сосуд закрывают, вакууми-руют и нагнетают специальным насосом 1800 л вннилхлорида. Полимеризация проводится при циркуляции воды в рубашке полимеризатора. Пробы реакционной смеси отбираются через определенные промежутки времени и измеряется плотность полимерной дисперсии. Когда плотность достигает значения 1,024, нагнетают дополнительно 380 л внннлхлорида. С этого времени проверочные отборы проб проводятся чаще. полимерной дисперсии, различающиеся содержанием пластифика- Тонкодисперсная гомополимерная ПВАД (ТУ 6-05-1923—82) представляет собой однородную жидкость белого цвета без посторонних включений с размером частиц не более 0,5 мкм, содержанием сухого остатка не менее 50, а остаточного мономера не более 0,5% (масс.). Условная вязкость дисперсий по вискозиметру ВЗ-4 от 10 до 50 с. Выпускаются 4 марки тонкодисперсной гомо-полимерной дисперсии, различающиеся содержанием пластификатора и морозостойкостью. Пленки, получаемые при высыхании тонкодисперсных ПВАД, отличаются прозрачностью, блеском и полной растворимостью в органических растворителях. быть высокой, чтобы при течении по каналам распылителя не возникало слишком большого сопротивления. Кроме того, жидкость должна обладать способностью разбиваться на капельки, не образуя при этом длинных нитей (типа паутины). После нанесения на обрабатываемую поверхность жидкость должна растечься, чтобы образовать непрерывную пленку, но она не должна течь слишком легко, чтобы не образовывались наплывы. Материал должен обладать низкой вязкостью в распылителе и более высокой вязкостью при нанесении на подложку. Выполнение этих требований облегчается тем, что при распылении дисперсии на воздухе происходит частичное испарение растворителя. Поэтому правильный выбор расстояния от разбрызгивающего устройства до обрабатываемой поверхности существенно влияет на качество покрытия. Обычно при напылении красок образование полимерных нитей нежелательно. Однако в одном случае стремятся к тому, чтобы при распылении полимерной дисперсии образовывались такие нити. При определенном выборе полимерного раствора, распыляемого .вместе с сараном, на поверхности обрабатываемой детали образуется именно такой волокнистый слой. Этот метод нанесения защитного поливинилхлоридного слоя на поверхность машин и орудий широко применялся на флоте для консервирования боевой техники. Распыляемая струя выбрасывается из пистолета в виде волокнистой массы, которая образует на поверхности обрабатываемой детали сплошную густую паутину, и отверстия между волокнами заполняются полимером. Дисперсионную полимеризацию описывают с привлечением терминов как полимерной, так и коллоидной химии; целесообразно рассмотреть эти термины. Термин «полимерный коллоид» часто используют для описания полимерных дисперсий в любой среде, имеющих размер частиц, характерный для коллоидов, т. е. в интервале 0,01—10 мкм [12]; применяют также его сокращенный вариант — «полоид», но в более ограниченном смысле [13] (см. стр. 102). Коллоидные дисперсии в органических разбавителях часто называют «органозолями», соответствующий термин «гидрозоли» относится к аналогичным дисперсиям в воде [14]. Однако термин «органозоль» в технологии поверхностных покрытий обычно относится к полимерной дисперсии особого типа в органическом разбавителе (см. раздел V.1). Если для улучшения процесса пленкообразования такие пластификаторы, как длинноцепные сложные эфиры, используются в качестве органических растворителей, дисперсии называют «пластизоли» [15]. Термин НВД (неводные дисперсии) в настоящее время также широко применяют в литературе о поверхностных покрытиях для описания красок, основанных на полимерных дисперсиях, полученных в алифатических углеводородах и аналогичных разбавителях [16—23]. В большинстве случаев винильной полимеризации, проводимой в органической среде, мономер обычно полностью растворим в реакционной среде и проблема эмульгирования мономера до начала полимеризации не возникает. Однако иная ситуация возникает при пол и конденсации с участием таких реагентов, как гликоли, дикислоты или соли диаминов, которые нерастворимы в углеводородной среде (см. стр. 246). В этом случае для получения исходной эмульсии применяют блок- и привитые стабилизаторы, подобранные на основании приведенных выше правил. При этом желательно, чтобы в ходе поликонденсации стабилизатор также обеспечивал устойчивость полимерной дисперсии [8]. Так как природа дисперсной фазы изменяется в ходе процесса, то мало вероятно, чтобы стабилизатор мог полностью сохранить свою эффективность, если только какие-то функциональные группы якорного компонента не принимают участия в реакции, хотя бы в ограниченной степени. Этим способом стабилизатор химически связывается с поверхностью частиц и сохраняет эффективность. Процессы такого типа рассматриваются детально в следующем разделе. Наиболее общий эффективный метод обеспечения устойчивости с использованием многоточечного закрепления состоит во введении в стабилизатор большого числа кислотных или основных групп, присоединенных к якорным компонентам (рис. II 1.2). При получении полимерной дисперсии в присутствии этого стабилизатора в исходную мономерную смесь вводят небольшое количество комплементарного кислотного или основного мономера (1—2%). Оригинальный пример такого способа закрепления — применение чередующегося полимера стирол-со-малеиновый ангидрид, превращенного в кислый амид взаимодействием с дила-уриламином. Этот стабилизатор использован для получения дисперсии сополимера метилметакрилат-со-(тре/п-бутиламиноэтил)-метакрилат (молярное соотношение мономеров 99 : 1) в среде алифатического углеводорода. В другом примере сополимер цетилстеарилметакрилата с метакриловой кислотой использован для стабилизации дисперсии сополимера метилметакрилат-со-диэтиламиноэтилметакрилат в алифатическом углеводороде. Этот метод — простейший в синтезе привитых сополимеров и его широко применяют при получении полимерных дисперсий. В наиболее часто используемом варианте полимер, который должен стать растворимым компонентом стабилизатора, растворяют в реакционной среде. Затем мономер М, который должен образовать дисперсную полимерную фазу, вводят вместе с органической перекисью R—О—О—R иГреакционную смесь нагревают для инициирования полимеризации. Серия реакций, приведенная ниже, иллюстрирует ход процесса, который в итоге приводит к образованию стабильной полимерной дисперсии (рис. III.8): привитого сополимера использовали полидиметилсилоксан с концевыми меркаптоэтильными группами. Полимеризация винильного мономера в гексановом растворе силоксана дает тонкую дисперсию. В этом случае силоксан выполнял как роль стабилизатора дисперсии, так и модификатора свойств конечной полимерной дисперсии. Проведено детальное исследование образования дисперсий полиметилметакрилата в гептане, стабилизированных бутилкаучу-ком (сополимер изобутилена с малой ненасыщенностью, необходимой для вулканизации каучука) [69]. Для этого типа коллоидных полимерных суспензий было предложено название «полоиды». Примеры такого рода синтезов описаны раньше, но в цитируемой работе систематически рассмотрена роль объема дисперсной фазы и соотношения стабилизатор/дисперсный полимер (табл. III. 19). В любых статистических реакциях этого типа неизбежно присутствие в продукте некоторого количества как непривитого якорного полимера, так и макромолекул растворимого компонента, особенно если глубина реакции прививки ограничена необходимостью получить правильный баланс между размером каждой привитой цепи и общим содержанием привитых цепей, которое допустимо в композиции. Характерная особенность вышеописанного процесса — легкость растворения полимерной дисперсии и последующего переосаждения без потери устойчивости. Следствием этого является то, что композиции для покрытий на основе дисперсий привитых сополимеров такого типа остаются устойчивыми при прибавлении как сильных, так и слабых растворителей. С практической точки зрения крайне важно знать способ контроля размера частиц и их распределения по размеру в полимерной дисперсии. Это влияет на реологию латекса, на его склонность осаждаться во время хранения, а также на многие другие свойства.  Полимеризации наблюдается Полимеризации образование Платиновом катализаторе Полимеризации осуществляется Полимеризации поскольку Полимеризации применяются Промывают небольшими Полимеризации протекают Полимеризации сопряженных |
- |
Навигация