В связующих растворного и дисперсиопного типов полимерный пленкообразователь находится в различном состоянии. Растворы пленкообразователей представляют собой однофазные системы, равновесные и термодинамически обратимые, где полимер молекулярно I – частица лиофобного золя; II – частица шшрогеля – переходный тин золя (полимер гидролизован на 10-20% в водном растворе щелочи); III – макромолекулы в растворе (полимер гидролизован на 40% и более в водном растворе щелочи) распределен в низкомолекулярной жидкости. Дисперсии пленкообразователей, двухфазные, неравновесные, принципиально необратимые системы, включают полимерные частицы, которые являются микрофазой и состоят из 10-105 макромолекул. Растворы полимеров относят к лиофильным, а дисперсии большинства полимеров, например синтетические латексы, к лиофобпым коллоидам.
Подробно
В полимерах можно реализовать в общем случае три агрегатных состояния: стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее, п два фазовых состояния: аморфное и кристаллическое.
Длинноцепное строение полимеров приводит к появлению ряда свойств, отсутствующих у низкомолекулярных веществ. Хотя межмолекулярные силы, определяющие энергию когезии полимеров в расчете на одно мономерное звено составляют величины того же порядка, что у низкомолекулярных жидкостей, полимеры не существуют в газообразном состоянии (температура их разложения значительно ниже температуры кипения). Кроме того, большинство полимерных молекул не являются жесткими, и выше температуры стеклования звенья макромолекул (по определению Куна, кинетические сегменты) участвуют в тепловом движении. Сегментальная подвижность обусловлена активированным вращением звеньев вокруг осей ординарных связей и деформацией валентных углов. Сегментальная подвижность зависит от природы силовых полей макромолекулы, от строения и геометрии цепи и заместителей у атомов углерода. Введение в полимерную цепь атома или группы, не имеющей заместителя, например кислорода, увеличивает сегментальную подвижность. Большие полярные заместители (фенильное кольцо в полистироле, ацильный радикал в поливинилацетате, атом хлора в поливинилхлориде) повышают энергию активации перемещения звеньев и снижают сегментальную подвижность. Поэтому такие полимеры при комнатной температуре находятся в стеклообразном состоянии.
Подробно
Помимо реакций полимеризации и поликондепсации, приводящих к образованию полимерных молекул из соответствующих мономеров, необходимо остановиться еще на одном способе получения пленкообразователей – полимераналогичных превращениях. Это химические процессы, связанные с преобразованием части или большинства боковых групп полимеров и не затрагивающие основной полимерной цени. Типичным примером может служить получение водорастворимого полимера – поливинилового спирта (ПВС) из водонерастворимого поливинилацетата.
Подробно
Эмульсионная полимеризация отличается от суспензионной несколько большей скоростью. В этом случае большое влияние на скорость протекания процесса и свойства готового продукта оказывают примеси, содержащиеся в мономере и эмульгаторе, растворенные в воде соли, рН среды и другие факторы. Поэтому все реагенты подвергают тщательной очистке, воду обессоливают на ионообменниках, а иногда применяют дистиллят. В качестве эмульгаторов используют различные мыла жирных кислот, канифоли и т. д. Большое распространение получили сульфокислотные эмульгаторы, например Е-30 и МК (натриевые соли смеси алифатических сульфокислот). Кроме того, исследованиями и практикой последних лет установлено, что наилучшую стабильность латексов обеспечивают смеси ионных и неионпых эмульгаторов. В качестве инициаторов применяют перекисиые соединения как растворимые в водной фазе, например перекись водорода и персульфат калия или аммония, так и растворимые в мономере.
Подробно
Методы проведения реакции полимеризации весьма разнообразны.
Блочная полимеризация. При блочной полимеризации, иначе называемой полимеризацией в массе, полимер содержит минимальное количество примесей. Однако по мере протекания реакции повышается вязкость системы, ухудшаются условия теплопередачи (на стадии роста реакция является экзотермической), что приводит к получению продуктов с пониженным молекулярным весом и широким молекулярно-весовым распределением (высокой полидисперсностью). Вообще говоря, любой полимерный продукт практически является полидисперсным, однако слишком большая полидисперсность часто нежелательна, особенно при синтезе пленкообразователей; фракции с низкой степенью полимеризации ухудшают физико-механические показатели последних, а слишком высокомолекулярные фракции плохо растворимы.
Подробно
Полимерные соединения, и в том числе пленкообразователи, в зависимости от природы исходных мономеров получают главным образом двумя путями: реакцией поликонденсации или полимеризации.
Реакции поликонденсации
Подробно
Обычно пленкообразователи являются полимерными соединениями с достаточно высоким молекулярным весом. Лишь в отдельных случаях пленкообразователями могут быть сравнительно низкомолекулярные продукты, обладающие способностью к дальнейшим химическим или физико-химическим превращениям в процессе формирования покрытия. Причем эти превращения протекают именно в направлении увеличения молекулярного веса частиц пленкообразователя (высыхание масел, полимеризация мономеров) вплоть до образования гигантских пространственных молекул – трехмерно сшитых структур, или трехмерных полимеров, или таких систем, в которых межмолекулярные взаимодействия усилены водородными связями или комплексообразованием.
Подробно