Взаимодействие водных растворов некоторых неионных ПАВ - производных оксида этилена с поверхностью полимеров

• Автор: Саутина, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения и сокращения.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕЖФАЗНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩИХ СИСТЕМАХ В ПРИСУТСТВИИ НЕИОННЫХ ПАВ

1.1. Ненонные ПАВ в процессах получения, переработки и модификации полимеров

1.2. Адсорбция и смачивание в системе водный раствор неионных ПАВ поверхность полимеров

1.2.1. Особенности адсорбции неионных ПАВ на границе раздела жидкостьтвердое тело

1.2.2. Взаимодействие НПАВ с поверхностью фазообразующих полимеров

1.3. Поверхностные энергетические характеристики полимеров.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования

2.1.1. Неионпые поверхностноактивные вещества на основе
оксида этилена.
2.1.2. Поверхности полимеров
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Измерение краевого угла смачивания.
2.2.2. Определение поверхностного натяжения методом Вильгельми
2.2.3. Сталагмометрический метод определения поверхностного натяжения.
2.2.4. Определение шероховатости поверхности полимеров
2.2.5. Определение свободной поверхностной энергии полимеров
2.2.6. Определение относительной плотности жидкости.
2.2.7. Определение показателя преломления.
2.2.8. Оптическая поляризационная микроскопия.
2.2.9. Определение удельного поверхностного сопротивления.
ГЛАВА 3. СМАЧИВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ С РАЗЛИЧНОЙ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИЕЙ ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ НЕИОННЫХ ПАВ
3.1. Смачивание поверхности полимеров водными растворами оксиэтилированных высших жирных спиртов
3.2. Смачивание поверхности полимеров водными растворами оксиэтилированных имидов.
3.3. Расчет параметров адсорбционного слоя на границе раздела водный
раствор неионного ПАВ полимер.
ГЛАВА 4. МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРОВ ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ НЕИОННЫХ ПАВ.
4.1. Модификация поверхности полимеров водными растворами оксиэтилированных высших жирных спиртов.
4.2. Модификация поверхности полимеров водными растворами оксиэтилированных изононилфенолов.
4.3. Модификация поверхности полимеров водными растворами оксиэтилированных имидов
4.4. Исследование структуры адсорбционных слоев методом декорирования поверхности.
4.5. Расчет степени гидрофилизации поверхности полимеров.
4.6. Исследование физикохимических свойств оксиэтилированных изононилфенолов методом математического моделирования.
4.7. Исследование взаимосвязи адсорбционного модифицирования поверхности и антистатических свойств.
5. ВЫВОДЫ
6. ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПЭ свободная поверхностная энергия
ПП полипропилен
ПТФЭ политетрафторэтилен
ПЭТФ полиэтилентерефталат
ПММА полиметил метакрилат
СЭВ сополимер этилена с винилацетатом
НПАВ неионные поверхностноактивные вещества
ОЭ оксиэтилированный
ККМ критическая концентрация мицеллообразования
КФМ кинофотоматериалы
у свободная поверхностная энергия
у свободная поверхностная энергия твердого тела
У поверхностное натяжение жидкости
v свободная поверхностнггя энергия на границе раздела твердое теловоздух i свободная поверхностная энергия на границе раздела твердое теложидкость
iv свободная поверхностная энергия на границе раздела жидкость воздух полярная составляющая свободной поверхностной энергии твердого тела дисперсионная составляющая свободной поверхностной энергии твердого тела
ур полярная составляющая свободной поверхностной энергии жидкости
дисперсионная составляющая свободной поверхностной энергии жидкости
хр полярность полимера
0 косинус краевого угла смачивания
работа адгезии
п степень оксиэтилирования
М молекулярная масса Кш коэффициент шероховатости со смачивающая способность р5 удельное поверхностное сопротивление с концентрация Г адсорбция
Гц адсорбция на границе раздела твердое теложидкость Г, предельная адсорбция
площадь, занимаемая одной молекулой Ма число Авогадро ППУ пенополиуретаны
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Свойства и области применения НПАВ рассмотрены в достаточно обширной учебной, монографической и справочной литературе , тем не менее, особенности их поведения на межфазных границах не выявлены в полной мере и не обобщены применительно к коллоидной химии полимеров. Вместе с тем, исследования взаимодействия НПАВ с поверхностью полимеров позволяют расширить представления о механизме формирования адсорбционных слоев и адгезионных соединений, оптимизировать концентрационные пределы ввода технологических добавок и наполнителей, выявить взаимосвязь поверхностных свойств полимеров и эффективности оказываемого действия. Не претендуя на всеобъемлющий анализ использования ПАВ во всем многообразии полимерных материалов, мы остановимся на тех полимерсодержащих системах, в процессе получения которых роль ПАВ наиболее велика. Выполненный нами обзор научнотехнической литературы, посвященной различным аспектам применения ПАВ охватывает большой период времени вплоть до наших дней, что указывает на неослабевающую актуальность их использования. Особую многофункциональную роль ПАВ играют в производстве газонаполненных пластических масс пенопластов. Одним из наиболее перспективных видов пенопластов в настоящее время являются пенополиуретаны ГОТУ. Коллоиднохимические процессы при получении ППУ регулируются добавками ПАВ пенорегуляторов. Коллоиднохимические аспекты образования ППУ рассмотрены в работах ученых, принадлежащих к школе О. Г.Тараканова Е. А.Петрова, Е. Г.Дубяги, А. Г.Дементьева, Г. И.Титаровой 7. В связи с тем, что при использовании кремнийорганических ПАВ качество ППУ не всегда было удовлетворительным, ряд исследователей попытались заменить их аддуктами оксида этилена и различных органических соединений. Так в работе Е. А.Петровым и О. Г.Таракановым показано, что кремнийорганические ПАВ, несмотря на высокую поверхностную активность в сложном олигоэфире, практически не стабилизируют пену. Лишь в присутствии неионогенных ПАВ оксиэтилированных изонон ил фенолов, БСП окиси этилена и пропилена наблюдалось образование пены. Влияние длины оксиэтиленовой цепи ПАВ, природы неполярного фрагмента не изучалось. Эффективность использования несиликоновых ПАВ при оптимизации переработки микроячеистых полиуретановых систем доказана Д. Эндрю и Н. Смитом . Они обеспечивают лучшее эмульгирование и повышенную адгезию при производстве литьевых деталей. С.А. Богдановой с сотр. ПАВ оксиэтилированных изононилфенолов и спиртов, БСП окисей этилена и пропилена на технологические параметры вспенивания и структуру пенопласта при получении полужестких ППУ на основе простых олигоэфиров. Установлено, что природа и концентрация ПАВ, совместимость с простым олигоэфиром оказывают существенное влияние на кажущуюся плотность пены, кинетику процесса вспенивания, фракционный состав ППУ, соотношение открытых и закрытых ячеек и физико механические свойства ППУ. ПАВ на основе оксида этилена . Оценка пригодности некоторых ПАВ при получении жестких полиуретанполиизоциануратных пенопластов проведена в работе . ОЭ продукты на основе нонилфенола, масляной кислоты, олеинового спирта, смесей насыщенных спиртов лаурилового, цетилового, стеаринового. Установлено, что образцы, полученные с использованием смесей ПАВ, имеют более хорошее качество. Синергическая смесь ПАВ, имеющая среднее динамическое поверхностное натяжение ниже, чем определяемое из аддитивной закономерности, была использована для изготовления жестких ППУ в работе . В работах Эбель А. О., Богдановой С. А., Барабанова В. П. , были использованы композиции ОЭ производных изононилфенолов, жирных аминов, высших жирных спиртов с различной степенью оксиэтилирования с олигодиметилсилоксанами для их применения в качестве пенорегуляторов при получении эластичных пенополиуретанов. Оптимизация состава композиций проводилась на основании исследования кинетики и термодинамики формирования поверхностных слоев олигомера. На основе вышеизложенного можно сделать вывод о перспективности использования неионных ПАВ, в том числе ОЭ производных органических соединений при получении ППУ. Для научно обоснованного подхода к созданию таких комплексных систем необходимо дальнейшее развитие исследований особенностей поведения ОЭ НПАВ на различных межфазных границах.