Краска Tikkurila

О сайте

Главная задача данного сайта - это предоставить вам информацию касающуюся концерна Тиккурила, его деятельности и производимой продукции. На данном сайте рассматривается широкий ассортимент продукции, их свойства и области применения, приведены практические рекомендации по приготовлению лакокрасочных материалов, их правильному нанесению на разные поверхности, и их правильному хранению. Здесь же вы можете скачать каталоги цветов как для наружной так и для внутренней окраски, можете посмотреть полезные видео-советы и еще много чего. Данный сайт не является коммерческим и рассчитан на широкий круг читателей.

Продукция Тиккурила



Структура полимеров и ее влияние на оснвные свойства покрытий

В рубриках:Дисперсионные краски    31 Октябрь, 2011    
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Еще не оценили)
Загрузка ... Загрузка ...
Распечатать запись


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.

У полимеров с высокой сегментальной подвижностью реализуется высокоэластическое состояние. Каучуки (эластомеры) находятся в высокоэластическом состоянии при обычной температуре, а некоторые пластики переходят в это состояние при повышенной температуре. Впрочем, у ряда аморфных полимеров (полистирола, поливинилхлорида) температурный интервал высокоэластичности настолько незначителен, что температуру стеклования и температуру плавления, соответствующую переходу полимера в пластичное или вязкотекучее состояние, разделяют всего несколько градусов.

Способность полимеров кристаллизоваться и формировать упорядоченные надмолекулярные структуры, открытая и изученная сравнительно недавно, причем особенно фундаментально в работах школы Каргина, представляет собой интересное и важное с технологической точки зрения явление.

Нерегулярно построенные и разветвленные полимеры обычно являются аморфными. Таковы все статистические сополимеры и многие гомополимеры, полученные по свободнорадикальному механизму. Более регулярно построенные полимеры, главным образом полученные методами стереоспецифической полимеризации, в той или иной мере склонны к формированию высокоупорядоченных надмолекулярных образований (кристаллитов, сферолитов и т. д.).

Степень кристалличности в технических полимерах может колебаться от 0 до 97 %, а из некоторых полимеров, например из поливинилового спирта, могут быть получены монокристаллы. Тот факт, что степень кристалличности полимеров практически никогда не достигает 100% (обычно она ниже 97% даже у хорошо кристаллизующихся полимеров), указывает на одновременное присутствие в полимере, и в частности в плепке кристаллизующегося полимера, двух фаз: кристаллической и аморфной. Их соотношение в значитель­ной мере определяет физико-механические и другие свойства изделий из кристаллизующихся полимеров.

В лакокрасочной технике, и особенно в технологии водных красок, используют главным образом аморфные или плохо кристаллизующиеся полимеры. Это связано с тем, что пленки с большим содержанием кристаллической фазы имеют плохую адгезию и высокие внутренние напряжения. Однако представление об аморфных полимерах как о совершенно неупорядоченных структурах в настоящее время отброшено благодаря работам школы Каргина и некоторых зарубежных ученых. Даже полностью аморфные полимеры харак­теризуются определенной надмолекулярной упорядоченностью, как и кристаллизующиеся низкомолекулярные жидкости, а в процессе эксплуатации полимерного материала эта упорядоченность может возрастать.

Очевидно, что надмолекулярная структура полимера «закодирована» в строении его молекулярной цепи. С точки зрения теории информации нерегулярные полимеры получепы в условиях сильного «шума», искажающего информацию, которая должна содержаться в строении цепи. Полимеры, формирующие упорядоченные надмолекулярные, в том числе и кристаллические, структуры имеют большой запас специфической информации. При их получении шумы сведены к минимуму. Одпако шумы не могут быть равны нулю даже при стереоспецифпческой полимеризации (потери информации происходят при каждом процессе, связанном с ее передачей), поэтому в каждом кристаллическом полимере имеется аморфная фаза, а полимеры, построенные из некристаллических, но упорядоченных полимолекулярных образований, всегда содержат и неупорядоченные участки. Такое положение характерно для низкомолекулярных тел (например, дефекты кристаллов), но в твердой фазе полимеров оно проявляется в большей степени.

В аморфных полимерах надмолекулярная организация останавливается на первичных надмолекулярных структурах, в кристаллических полимерах существует большое разнообразие усложняющихся структур. По последним данным, при значительном разнообразии структурных форм в полимерах можно отчетливо выделить четыре основные формы:

  1. глобулярная – преимущественно в конденсационных полимерах;
  2. полосатая – в эластомерах (каучуках);
  3. фибриллярная – упорядоченная структура в аморфных полимерах, а также самая начальная стадия кристаллизации в кристаллических;
  4. крупные структурные образования в кристаллических полимерах – сферолиты и единичные кристаллы (монокристаллы).

Формирование последнего вида структур неблагоприятно отражается на свойствах покрытий: происходит растрескивание из-за больших внутренних напряжений и понижение адгезии. Всегда благоприятно образование простых фибриллярных структур; полосатые, очевидно, занимают промежуточное положение.

Каргин и сотрудники показали, что в лаковых пленках аморфного сополимера бутилметакрилата с метакриловой кислотой в процессе старения возникают крупные надмолекулярные структуры, что приводит к ускоренной деструкции полимера под действием солнечного света. Некоторые кристаллические органические и металлорганические продукты усиливают эти процессы. Это необходимо учитывать в процессе эксплуатации любых лакокрасочных покрытий.

Разнообразие агрегатных и фазовых состояний, и в особенности точки их взаимных переходов, в значительной мере определяются не только правильностью чередования и расположения мономерных звеньев в полимерной цепи и природой их силовых полей, но и строением полимерной цепи в целом. С этой точки зрения различают три основных типа макроцепей: линейный полимер, разветвленный полимер и пространственно сшитый (трехмерный) полимер.

Похожие публикации:

Страницы: 1 2