Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
ЧАСТЬ I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
Глава I. Общие условия проявления поверхностно-активных
свойств низкомолекулярными веществами на грани
це полимер/газ 7
I. Поверхностная активность низкомолекулярных . веществ на границе органическая жидкость/
воздух 7
2. Специфика полимера как растворителя ; "_..- 11
3. Математические модели потери добавок поли
мерами 13
Глава П.Применение низкомолекулярных добавок в качестве
ПАВ в полимерных системах 20
I. Низкомолекулярные добавки на границе
полимер/конденсированная фаза 20
2. Низкомолекулярные добавки на границе
полимер/воздух . 24
ЧАСТЬ П. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 32
Глава I. Методы и объекты исследования . 32
I. Объекты исследования 32
2. Измерение равновесной растворимости и ко
эффициентов диффузии добавок в полимерах . 33
3. Определение скорости испарения добавок ... 40 4. Измерение поверхностного натяжения растворов 43
добавок в модельных жидкостях
5. Исследование смачиваемости твердых поверх
ностей 45
Глава П. Теоретическое рассмотрение поведения низкомолекулярных ШВ в системе полимер/газовая фаза .... 48
I. Общий анализ проблемы поверхностной активнос
ти низкомолекулярных добавок на границе
полимер/газ 48
2. Теоретическая модель процесса потери низкомо
лекулярных ПАВ полимерами 50
Глава Ш. Применение развитых теоретических представлений
к исследованию поведения ПАВ в различных полшяерах 69
I. Изучение поведения низкомолекулярных фторор-
ганических соединений в жидкостях, моделиру
ющих полиолефины 69
2. Определение равновесной растворимости и ко
эффициентов диффузии фторорганических ПАВ в
полиэтилене, а также их скорости улетучива
ния 73
3. Применение развитого теоретического подхода
к анализу поведения фторорганических ПАВ в
полиэтилене. . 82
Стр.
4. Бути оптимизации структуры низкомолекуляр
ных ШШ для неполярных полимеров 92
5. Определение параметров, ответственных за проявление поверхностно-активных свойств ШВ на границе полиэтиленгликоль/воздух. . 97
6. Поведение низкомолекулярных спиртов в по-
лиэтиленгликоле 106
7. Поведение перфторпеларгоновой кислоты в
полиэтиленгликоле ...... . 115
ЖШЯШЖ 125
ВЫВОда 127
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 129
Введение к работе
Регулированию поверхностных свойств полимеров уделяется все большее внимание, так как они оказывают существенное влияние на адгезию, атмосферо- и износостойкость материала в целом. Существующие методы модификации поверхностных свойств полимеров обычно трудоемки, дороги и иногда вызывают нежелательные изменения объемных свойств материала. В связи с этим в последнее время возрастает интерес к методу модификации поверхностных свойств полимерных материалов с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ), поскольку они, как правило, используются в очень небольших концентрациях и не должны существенно влиять на объемные характеристики полимера. Введение ПАВ снижает свободную поверхностную энергию системы, что приводит к снижению адгезии, уменьшению коэффициента трения и т.д. Можно подобрать добавки, которые одновременно с поверхностно-активными свойствами будут обладать, например, стабилизирующим действием. ПАВ могут обладать и, наоборот, фото-сенсибилизирующим действием, и тогда, окислив, например, УФ-облу-чением только тонкий поверхностный слой полимера, в котором сосредоточено ПАВ, можно повысить адгезионные свойства полимерного материала, что очень важно, например, при склеивании полнолефи-нов и т.д. Таким образом, применение ПАВ открывает большие возможности для модификации свойств полимеров и композиционных материалов на их основе.
Литература, в основном, посвящена поведению ПАВ на границе двух конденсированных фаз, таких как полимер - наполнитель и полимер - подложка. Имеющиеся работы по применению ПАВ на границе полимер/воздух немногочисленны, и в них, как правило, игнорируют-
ся общие условия проявления добавками поверхностно-активных свойств. Так, не определялся, например, не только предел растворимости добавок в полимере, но и вообще способность добавки понижать поверхностную энергию полимера. Вследствие этого нельзя сказать с уверенностью, что полученные в большинстве опубликованных работ эффекты снижения смачиваемости, коэффициента трения, адгезии обусловлены именно поверхностной активностью добавок, а не простым их выпотеванием из-за превышения предела растворимости. Кроме того, никем не рассматривался процесс улетучивания (испарения) ПАВ из полимера, хотя на возможность такого явления в ряде работ указывалось. В то же время многочисленные исследования улетучивания пластификаторов, стабилизаторов и антиоксидантов свидетельствуют о необходимости учета этого процесса в полимерных системах.
Принимая во внимание широкое применение низкомолекулярных добавок для модификации полимерных систем и отсутствие четких представлений о реализации этими добавками поверхностной активности в таких системах, мы поставили перед собой задачу: выяснить условия, при которых низкомолекулярные добавки будут реально проявлять поверхностно-активные свойства на границе полимер/ газовая фаза, и дать рекомендации, позволяющие вести целенаправленный поиск ПАВ для конкретных полимерных систем.
ЧАСТЬ I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
