Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Чалых Анна Анатольевна

Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства
<
Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Чалых Анна Анатольевна. Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.04 : Москва, 2003 177 c. РГБ ОД, 61:04-2/256

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 12

1.1. Основные понятия, классификация и определения 12

1.2. Теории адгезии, основанные на анализе межфазного контакта 16

1.3. Теории адгезии, основанные на рассмотрении смачиваемости 28

1.4. Теории адгезии, основанные на разрушении соединений 29

Глава 2. Объекты исследований 38

2.1. Гидрофобные адгезивы 38

2.1.1. Сополимеры бутилакрилата с винилацетатом 38

2.1.2. Сополимеры стирола и изопрена 40

2.1.3. Смеси эпоксидного олигомера с нитрильным каучуком 41

2.1.4. Ненасыщенные полиэфиры 42

2.2. Гидрофильные адгезивы 44

2.2.1. Поливинилпирролидон и его композиции 44

2.2.2. Поливинилкапролактам и его композиции 45

2.2.3. Сополимеры винилпирролидона с акрилатами 46

2.3. Субстраты 47

2.4. Исследованные системы 48

Глава 3. Методы исследования 50

3.1. Деформационно-прочностные испытания 50

3.1.1. Адгезионные исследования 50

3.1.2. Деформационно-прочностные испытания адгезивов 56

3.1.3. Определение коэффициентов переноса 57

3.2. Структурно-морфологические исследования. 59

3.2.1. Сканирующая электронная микроскопия 59

3.2.2. Оптическая микроскопия 61

3.3. Оптическая интерферометрия 62

3.4. Метод краевых углов смачивания 64

3.5. Сорбционные исследования 66

3.5.1. Сорбционные вакуумные весы Мак-Бена 66

3.5.2. Эксикаторный метод 68

Глава 4. Сорбция воды адгезивами 70

4.1. Изотермы сорбции 70

4.2. Термодинамика сорбции 79

4.3. Свободная энергия смешения полимеров 85

Глава 5. Гидрофобные адгезивы 94

5.1. Сополимеры винилацетата и бутилакрилата 94

5.2. Блок-сополимеры стирол-изопрен-стирола 101

5.2.1. Кинетика нарастания прочности адгезионных соединений 101

5.2.2. Влияние температуры формирования адгезионных соединений 104

5.2.3. Модификация термоэластопластов 109

5.3. Отверждающиеся адгезивы 114

5.3.1. Эпокси-каучуковая композиция 114

5.3.2. Полиэфирная смола 117

Глава 6. Гидрофильные адгезивы 120

6.1. Смеси поливинилпирролидона и полиэтиленгликоля 120

6.2. Смеси поливинилкапролактами и полиэтиленгликоля 128

6.3. Система сополимеры винилпирролидона с акрилатами 131 Глава 7. Обсуждение результатов 133

7.1. Некоторые общие соображения 133

7.2. Морфология зоны разрушения адгезионных соединений 137

7.3. Модель разрушения соединений при расслаивании 141

7.4. Результаты модельных расчетов 146 Выводы 155 Список цитированной литературы

Введение к работе

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящий момент в науке, технике и промышленности используется широкий спектр клеев и адгезивов различного назначения и областей применения. Физико-химические, коллоидно-химические, мате-риаловедческие проблемы их создания, применения, поведения при испытаниях и эксплуатации в последние годы нашли свое обобщение в монографиях При-тыкина Л.М. и Вакулы В.Л., Калниня М.М., Кинлока Э., Горбаткиной Ю.А., обзорных работах Арсланова В.В., Чалых А.Е. и др.

Тем не менее, известные на сегодня методы анализа не дают удовлетворительного объяснения целому ряду фактов, имеющиеся в литературе экспериментальные данные немногочисленны и часто не согласуются между собой, а развитые теоретические подходы остаются дискуссионными. Все это не позволяет построить общую сбалансированную картину поведения различных по химической природе и фазовому составу адгезивов, чувствительных к давлению, в разных температурно-временных и температурно-концентрационных условиях формирования и разрушения адгезионных соединений.

В связи с этим актуальны задачи, направленные на решение таких проблем, как значительное расширение круга объектов исследования, проведение всесто-

ВВЕДЕНИЕ всесторонних комплексных исследований поведения адгезивов на стадиях формирования и разрушения адгезионных соединений, получение надежных данных о вкладе в работу разрушения упруго-пластических свойств адгезивов, разработка механизма адгезионного взаимодействия сопрягаемых фаз и создание простых моделей прогнозирования адгезионных свойств полимеров и их смесей.

Цель работы заключалась в проведении систематических комплексных исследований адгезионных, сорбционных и деформационно-прочностных свойств гидрофильных и гидрофобных адгезивов, чувствительных к давлению, различной химической природы, молекулярной массы и состава, а также разработке модели разрушения адгезионных соединений при расслаивании. В работе решались следующие конкретные задачи: изучение адгезионных свойств гомо- и сополимеров, в частности смесей поливинилпирролидона и поливинилкапролактама с полиэтиленгликолем, сополимеров стирола и изопрена с промоторами адгезии в зависимости от их состава, количества сорбированной влаги, условий испытания; изучение физико-механических характеристик адгезивов при различных температурно-временных условиях испытания; исследование структуры переходных слоев в адгезионных соединениях и оценка совместимости компонентов смесевых адгезивов и адгезивов с субстратами; анализ кинетики и термодинамики сорбции паров воды гомополимерами, сополимерами и их смесями.

Научная новизна: впервые показано, что экстремальный характер изменения сопротивления расслаиванию для адгезивов, находящихся в условиях испытаний и эксплуата-

ВВЕДЕНИЕ ции в вязкотекучем и высокоэластическом состояниях, является универсальным и связан со спецификой деформации пленки адгезива в области разрушения соединения и его вязкоупругими характеристиками; установлено, что адгезионная способность блок-сополимеров стирол-изопрен-стирола в полном объеме реализуется при температурах выше температуры стеклования блоков полистирола, а формирование адгезионных соединений происходит по механизму вязкого течения; впервые на примере адгезива поливинилкапролактам - вода описан процесс его фазового распада при расслаивании соединений с различными полимерными субстратами и показано, что он обусловлен сдвигом бинодальной кривой под влиянием механических напряжений; разработана модель разрушения адгезионных соединений при расслаивании, основанная на учете неоднородности распределения деформации, предельных напряжений растяжения для когезионного или адгезионного типа разрушения, получены аналитические уравнения и предложены методики расчета, позволяющие прогнозировать тенденцию в изменении прочности адгезионных соединений при варьировании температурно-скоростных условий деформирования соединения, изменения влажности среды и молекулярно-массовых характеристик адгезивов; получены изотермы сорбции паров воды гидрофильными и гидрофобными адгезивами, рассчитаны свободные энергии смешения поливинилпирролидона с полиэтиленгликолем; предложена методика расчета парных параметров взаимодействия для трех- и четырехкомпонентных систем.

Практическая значимость. Установленные закономерности и полученные экспериментальные данные были использованы при создании конкретных адгезивов, чувствительных к давлению.

ВВЕДЕНИЕ

Полученные результаты носят справочный характер и представляют интерес для анализа поведения адгезивов в различных условиях испытания, хранения и эксплуатации.

Разработанная модель может быть рекомендована для прогнозирования адгезионных свойств полимерных материалов при изменении рецептурных параметров и в различных условиях формирования и разрушения клеевых соединений.

Автор выносит на защиту: экспериментальные данные по адгезионным свойствам гидрофильных и гидрофобных адгезивов различной природы, фазовой структуры, молекулярно-массовых характеристик, состава, и содержащих пластификаторы, промоторы адгезии, воду; экспериментальные данные о влиянии на прочность и характер разрушения адгезионных соединений при расслаивании - условий испытаний, скорости деформирования, температуры, толщины адгезива; модель разрушения адгезионных соединений при расслаивании; сорбционные и термодинамические данные по взаимодействию в бинарных, трех- и четырехкомпонентных системах.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на международных и всероссийских конференциях и симпозиумах: 2— World Meeting of Pharmaceutics "Biopharmaceutics and Pharm. Technology APGI/APV" (Paris, 1998); 4th European Conference of Adhesion "EURADH'98", 1st World Congress of Adhesion and Relative Phenomena "WCARP-1, DECHEMA" (Garmisch-Partenkirchen, 1998); the American Chemical Society, Division of polymeric materials: Science and Engineering (New-Orleans, 1999); Internation Symposium "Controled Release Bioactive Materials" (1999); 23rd Annual Meeting of

ВВЕДЕНИЕ the American Adhesion Society (Myrtle Beach, 2000); 6th International Conference on Structural Adhesives in Engineering SAE VI (UK, 2001); 4th International Symposium "Molecular Order and Mobility In Polymer Systems" (St.-Peterburg, 2002); Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2001, 2003); конференции молодых ученых ИФХ РАН «Некоторые проблемы физической химии» (Москва, 1999, 2001); II Всероссийской научной конференции «Физико-химия процессов переработки полимеров» (Иваново, 2002).

Теории адгезии, основанные на анализе межфазного контакта

В последние годы сформировалась группа адгезивов, чувствительных к давлению (pressure sensitive adhesives - PSA) [18]. К этой группе относятся полимерные материалы, находящиеся в условиях формирования и эксплуатации адгезионного соединения чаще всего в вязкотекучем и/или высокоэластическом состоянии. Заметим, что для всех остальных систем адгезивы находятся в вязкотекучем состоянии только на стадии формирования клеевого соединения. В дальнейшем они переходят в отвержденное - кристаллическое, стеклообразное, высокоэластическое состояние, в котором и находятся при эксплуатации.

Для PSA предельная прочность адгезионного соединения (Апр) достигается при небольших внешних давлениях, которые соответствуют усилию руки человека при надавливании. В конструкционных адгезивах Апр, как правило, реализуется после завершения химических реакций отверждения, а формирование соединения осуществляется при повышенном давлении. Вторым отличительным признаком PSA является то, что они сохраняют свою липкость и после разрушения соединения, поэтому их часто называют «постоянно липкие адгезивы» [18]. Остальные виды клеев, по вполне понятным причинам, теряют липкость после завершения стадии их отверждения и разрушения адгезионного соединения.

Интересно отметить, что PSA разрабатывают на основе все тех же линейных полимеров - натуральный каучук, бутадиен-стирольные и бутади-ен-нитрильные сополимеры, блок-сополимеры, полиизобутилен, акриловые эластомеры, смеси полимеров и олигомеров. Достигается же эффект «постоянной липкости» за счет рационального выбора молекулярной массы полимеров и специальных добавок - промоторов или регуляторов липкости [18-20].

Количественно взаимодействие адгезива с субстратом традиционно характеризуют прочностью адгезионного соединения (А). В зависимости от условий испытаний различают прочность при расслаивании, сдвиге, отрыве, кручении, ударе и т.д. [6]. Многочисленные исследования показали, что в общем случае прочность АС определяется тремя основными параметрами: То - так называемая специфическая адгезия, обусловленная силами взаимодействия на межфазной границе или в переходной зоне при «совершенном молекулярном контакте двух сопряженных фаз» [21]; S -истинная площадь поверхности контакта, которая определяет «адгезионную связанность системы субстрат - адгезив»; \/ - параметр, характеризующий «отклик материала на внешнее механическое воздействие» [6]. В первом приближении можно принять, что они связаны между собой простым соотношением:

Основываясь на положениях механики разрушения сплошных сред, Кинлок, Эндрюс и Джент [6] в качестве меры прочности адгезионных соединений привлекли энергию разрушения А, в которой выделили два вклада: энергию, необходимую для распространения трещины по межфазной поверхности, т.е. прямую меру величины адгезионных сил, и высокоэластическую и пластическую диссипацию энергии: А = А0+у/. (2)

Здесь Ао - «внутренняя энергия разрушения (представляет собой удвоенную величину поверхностной энергии)», \у - «диссипация энергии при распространении трещины по межфазной границе при разрушении».

Отсюда следует, что адгезия — явление сложное и многостороннее. Поэтому создание «объединенной», «обобщенной», «единой» теории, несмотря на попытки ряда авторов [3, 6, 21, 22], остается на сегодняшний день вопросом открытым. Хотя в оригинальных и монографических источниках часто утверждается, что предлагаемые теории объясняют явление адгезии в целом, в действительности, «любая из предложенных теорий имеет дело лишь с определенным аспектом этого явления» - природой взаимодействия на межфазной поверхности, кинетикой формирования поверхности контакта фаз, откликом материала на механическое воздействие, процессами, протекающими при разрушении клеевых соединений.

Поливинилпирролидон и его композиции

Наряду с блок-сополимерами в работе исследовали адгезионные свойства их смесей с промоторами адгезии. В качестве последних использовали олигоизопрен марки Isolen 400 (Elementis Specialties, USA) Mn=400 г/моль и производные терпеновых кислот марки Regalite R9100 (Eastman Chem. Co., USA) Mn=6000 г/моль. Композиции СИС-ОИП и СИС-Regalite различного состава готовили методом термомеханического смешения гранул блок-сополимеров с жидким олигомером или гранулятом Regalite при температуре 145 -150 С. Затем следовала стадия горячего прессования. Гомогенность смешения контролировали методами оптической интерферометрии и спектра мутности. При модифицировании блок-сополимеров ОИП, готовили композиции с содержанием добавки от 10 до 50% мае; в случае Regalite - от 20 до 80% мае.

Смеси эпоксидного олигомера с нитрильным каучуком Здесь в качестве адгезивов использовали смесевую композицию на основе дианового эпоксидного олигомера марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) и жидкого карбоксилатного каучука марки СКН-26-1А. Характеристики использованных систем приведены в табл. 10.

Методика приготовления образцов-адгезивов. Образцы готовили смешением компонентов в различных соотношениях от 6 до 40% мае. ЭД-20 в механической мешалке при комнатной температуре. Далее, однородную смесь наносили на ПЭТФ подложку толщиной 125 мкм и размером 2x10 см. Толщина слоя смесевого адгезива составляла 500-550 мкм. Часть полученных таким образом образцов помещали в термошкаф и выдерживали при температурах 120 и 140 С в течение 3V7 час. Затем, по истечении заданного времени, образцы вынимали и приводили в контакт с аналогичными по размеру полосками ПЭ. Другую часть образцов первоначально приводили в контакт с ПЭ субстратом, а затем подвергали отжигу в тех же условиях.

Заметим, что в работе [72] было показано, что в указанной области температур компоненты смесевого адгезива вступают в реакцию взаимодействия по эпоксидным, гидроксильным и карбоксильным группам.

Полученные таким образом адгезионные соединения подвергали расслаиванию в лабораторных условиях со скоростью 10 мм/мин.

Этот адгезив мы использовали в качестве системы сравнения. Если смесевой адгезив ЭД-СКН в процессе отверждения постепенно переходил из вязкотекучего в высокоэластическое состояние [72], то ненасыщенные полиэфиры в процессе отверждения переходили необратимо из вязкотекучего в стеклообразное состояние [73].

В качестве основного объекта исследования использовали промышленную полиэфирную смолу ПН-1 (Россия), содержащую 60% мае. поли-диэтиленгликольмалеината MM 2xlOJ и 40% мае. стирола. Инициатором и ускорителем отверждения служили смеси нафтената кобальта с перекисями циклогексанона и метилэтилкетона. Для загущения смолы использовали наполнители - маршалит (мелкодисперсный наполнитель со средним размером частиц 10 мкм) и /или мел (ММ-2 ГОСТ 17498-72). Содержание наполнителей в ПН-1 не превышало 20% об., что обеспечивало требуемую при комнатной температуре исходную вязкость адгезива на уровне 750-800 сПз.

В отличие от традиционной схемы смешения полиэфирных композиций [74], в работе использовали новый подход приготовления инициатора: органические перекиси из растворов в хлороформе наносили распылением на поверхность наполнителя, а нафтенат кобальта вводили в смолу. По результатам предварительных измерений было выбрано оптимальное содержание этих компонентов в расчете на смолу ПН-1: 4,0 -ь 4,5% мае. инициаторов отверждения и 2,0 -г- 2,5 % мае. - нафтената кобальта.

Методика приготовления адгезива заключалась в смешении смолы ПН-1, содержащей ускоритель отверждения, с адсорбцион-но-модифицированным наполнителем. Ведение заданного количества наполнителя в смолу осуществлялось при комнатной температуре при ее непрерывном перемешивании в механической мешалке. Общее время смешения и нанесения композиции на поверхность субстрата (не более 5 мин) было меньше времени начала реакции отверждения системы. Согласно данным термохимического анализа протяженность индукционного периода составила 15-20 мин.

Многочисленные эксперименты показали, что выбранная методика приготовления композиции для отверждения смолы ПН-1 позволяла более точно зафиксировать время начала процесса гелеобразования, значительно упростить операцию нанесения адгезива на субстрат, обеспечить длительное время хранения компонентов смеси.

Деформационно-прочностные испытания адгезивов

В качестве вспомогательного метода определения характера разрушения и дополнительной информации о месте локализации трещины был использован метод определения коэффициентов переноса материала адгезива. Схематическое изображение эксперимента дано на рис. 15, а расчет коэффициентов переноса приведен ниже.

Элементы склейки взвешивали с точностью ±0,1 мг на весах ВЛР - 200 до расслаивания (G bG2) на стадии I (рис. 15) и после расслаивания (Gi ,G2 и Gi",G2") на стадии III или IV. При когезионном разрушении соединения (стадия IV) количество адгезива, которое «перешло» на субстрат после разрушения соединения, определяли вычитанием массы чистого субстрата (G і) из массы отслоенного субстрата (Gi") и относили разницу AG к первоначальной массе адгезива (6ЄЗ ПОДЛОЖКИ G2-Gnoiulo KKH) Расчет коэффициента переноса проводили по формуле:

Таким образом, для серии образцов были рассчитаны коэффициенты переноса адгезива на поверхность субстрата К\. Очевидно, и в этом мы убедились на практике, что при адгезионном разрушении соединения, когда трещина распределяется вдоль границы контакта «адгезив - субстрат», то G/ = G и К)=0. Однако при когезионном разрушении соединения Gi" Ф Q\ и К 0.

Для контроля также определяли коэффициенты переноса адгезива по изменению массы адгезива на подложке до (G2) и после расслаивания адгезионного соединения (G2 , G2"):

Коэффициенты переноса были рассчитаны для систем ПВП-ПЭГ - ПЭ субстрат, ПВК-ПЭГ -ПЭ субстрат при скорости расслаивания 10 и 50 мм/мин. Коэффициенты переноса были рассчитаны с точностью 1%.

В заключении заметим, что, во-первых, элементы гидрофильных соединений перед проведением измерений были кондиционированы, как будет описано ниже (раздел 3.4) и, во-вторых, выбранные условия измерений позволяли определять не только тенденцию в изменении характера разрушения при расслаивании соединений, но и оценивать толщину слоя адгезива А1 с погрешностью ±50 нм.

Эта группа методов использовалась для идентификации характера разрушения адгезионных соединений, определения размеров зоны разрушения при расслаивании, анализа механизма формирования АС.

Исследовали, как показано на рис. 16, поверхности субстрата и адгезива после разрушения адгезионного соединения, а в отдельных случаях и зону распространения трещины. С этой целью на изучаемую поверхность термическим напылением в вакууме наносили слой углерода толщиной 20-50 нм, который обоспечивал достаточно эффективный сток заряда, возникающий при просмотре диэлектриков в сканирующем электронном микроскопе.

Топографию поверхностей разрушения анализировали в сканирующем электронном микроскопе JSM U3, снабженным рентгеновским микроанализатором энергетической дисперсии WINEDEX. Как правило, морфологические исследования сопровождали определением элементного состава либо поверхности образца в целом, либо ее небольшого фрагмента. С этой целью регистрировали спектры рентгеновского излучения, и по интенсивности полос характеристического излучения идентифицировали содержание элемента, а, следовательно, и распределение полимера по исследуемой поверхности [78].

Та же методика была использована и при изучении структуры зоны сопряжения фаз в адгезионном соединении. Специфика этого исследования заключалась в том, что после формирования соединения адгезива с субстратом и/или субстратами и фиксации его фрагмента в держателе, заполненном отвержден-ной эпоксидной смолой, с помощью ультрамикротома LKB делали поперечный срез (рис. 17), на поверхность которого напыляли слой углерода. Полученные таким образом образцы анализировали в режимах:

Термодинамика сорбции

Смеси поливинилпирролидона с полиэтиленгликолем. На рис. 27 представлены полученные нами изотермы сорбции паров воды смесевыми адгезивами ПВП-ПЭГ. Для сравнения на том же рисунке (рис. 276) приведены данные, заимствованные из работы [95]. Можно видеть, что сорбционные свойства этой композиции характеризуются рядом особенностей.

Во-первых, изотерма сорбции ПВП S-образна, что характерно для стеклообразных полимерных сорбентов. По мере увеличения содержания в сорбенте полиэтиленгликоля S-образность постепенно вырождается, и для композиций ПВП-ПЭГ 25% изотермы уже вогнуты, что говорит о высокоэластическом состоянии смесевого сорбента. Отметим, что точка перегиба на изотермах сорбции ПВП и ПВП-ПЭГ (10 и 20%) совпадает с положением а-перехода в этих системах.

Во-вторых, в области высоких относительных влажностей сорбцион-ная емкость смесей увеличивается практически пропорционально изменению состава системы.

Наконец, сорбционная емкость адгезивов изменяется с изменением их состава в достаточно широких пределах. В целом, для смесевых сорбентов ПВП-ПЭГ при p/ps 65%) количество растворенной воды достигает 35 - 50%. Согласно полученным данным [96], адгезивы ПВП-ПЭГ можно отнести к гидрофильным сильносорбирующим системам, растворяющимся в сорбате -воде. Сетка водородных связей, возникающая, согласно [97] в результате взаимодействия мономерных звеньев ПВП с концевыми группами ПЭГ, не препятствует ни сорбции паров воды, ни их растворению в воде.

Кинетика десорбции паров воды из адгезивов ПВП-ПЭГ при нормальных условиях в координатах уравнения Фика.

Для всех исследованных систем по кинетическим кривым десорбции воды (рис. 28) были рассчитаны ее коэффициенты диффузии, численные значения которых представлены в табл.20.

Согласно результатам табл.20 можно видеть, что трансляционная подвижность молекул воды в адгезивах достаточно высокая (коэффициенты самодиф-фузии молекул воды 210 см /с), что необходимо учитывать как при приготовлении адгезионных соединений, так и при их эксплуатации в условиях переменной влажности.

Концентрационная зависимость коэффициентов взаимодиффузии Dv (1), относительной диффузии D] (2) и самодиффузии молекул воды D\ в растворах ПВП - вода, определенных из кинетики сорбции-десорбции (3) и ЯМР ИГМП (4) [98] Т=25 С. (б) - Изменение температуры стеклования ПВП-ПЭГ адгезива от содержания сорбированной воды: 1 - ПВП-ПЭГ 10%, 2 - ПВП-ПЭГ 20%.

Полная информация о трансляционной подвижности воды в растворах с ПВП и ПВП-ПЭГ приведена в работе [99] и на рис. 29. Для сравнения на том же рисунке представлены данные по снижению температуры стеклования ПВП и ПВП-ПЭГ, заимствованные нами из работ [95]. Представленные результаты однозначно свидетельствуют об интенсивной пластификации адгезивов этой группы водой.

Смеси поливинипкапролактама с полиэтиленгликолем. Несмотря на топологическое подобие строения мономерных звеньев макромолекул ПВП и ПВК, они существенно различаются по своей лиофильности. Мы полагаем, что это связано с положением их НКТР (рис. 30).

Можно видеть, что в системе ПВП - вода НКТР находится в области 170С [99], тогда как в системе ПВК - вода НКТР = 35 С [76], т.е. фигуративная точка системы при изучении сорбционных свойств находится на существенно различном удалении от критической точки.

Изотермы сорбции паров воды ПВК представлены на рис. 31. Для сравнения здесь же приведены изотермы сорбции на смесевом сорбенте ГГВК-ПЭГ 33% что однозначно свидетельствует о близости системы ПВК - вода к нижней критической температуре растворения.

С введением в состав ПВК полиэтиленгликоля изотермы сорбции претерпевают кардинальные изменения. Во-первых, из S-образной они становятся вогнутыми. Во-вторых, сорбционная емкость смесевого сорбента меньше сорбци-онной емкости чистого ПВК, несмотря на то, что в составе сорбента присутствует гидрофильный компонент. В-третьих, соотношение между сорбционными емкостями бинарной ПВК - вода и тройной системы ПВК - ПЭГ - вода изменяется только в области высоких влажностей, когда оба сорбента находятся в одном физическом состоянии - высокоэластическом или вязкотекучем (рис. 32).

Похожие диссертации на Влияние деформационно-прочностных характеристик полимеров на их адгезионные свойства