Влияние энергетического состояния поверхности полимеров на смачивание их неионными ПАВ

• Автор: Шашкина, Ольга Рафаэлевна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 204 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения и сокращения.

Введение

Глава 1. Поверхностные свойства полимеров и

особенности их взаимодействия с неполны,ми ПАВ.

1.1 Свободная поверхностная энергия полимеров

1.1.1 Методы определения и расчета свободной поверхностной энергии твердых.

1.1.2 Факторы, влияющие на свободную поверхностную

энергию полимеров.

1.2 Кислотноосновные взаимодействия на границе раздела фаз

твердое теложидкость.

1.3 Особенности взаимодействия неионных ПАВ с
поверхностью полимеров
1.3.1 Смачивающая способность неионных ПАВ
1.3.2 Адсорбция неионных ПАВ из водных растворов на поверхности твердых тел.
1.3.3 Смачивание поверхностей полимеров водными
растворами неионных ПАВ.
1.3.4 Роль смачивания в производстве кинофотоматериалов.
Глава 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования.
2.1.1 Поверхности полимеров.
2.1.2 Неионные поверхностноактивные вещества.
2.2 Методы исследования
2.2.1 Измерение краевого угла смачивания
2.2.2 Определение поверхностного натяжения методом Вильгельми
2.2.3 Определение шероховатости поверхности полимеров.
2.2.4 Метод дифференциальносканирующей калориметрии
2.2.5 Метод ИКспектроскопии
2.2.6 Определение свободной поверхностной энергии твердых
тел с использованием тестовых жидкостей
2.2.7 Определение кислотноосновных свойств поверхностей полимеров.
2.2.8 Расчет параметров адсорбционного слоя на границе
водный раствор неионного ПАВполимер
ГЛАВА 3 Взаимосвязь химической природы полимера и
его поверхностных свойств
3.1 Свободная поверхностная энергия и ее составляющие для исследуемого ряда полимеров
3.1.1 Поверхностные энергетические характеристики
сополимеров этилена с монооксидом углерода
3.2 Кислотноосновные свойства поверхностей исследуемых
полимеров.
ГЛАВА 4. Исследование взаимодействия неионных ПАВ с
поверхностью полимеров
4.1. Определение полярной и дисперсионной составляющих
поверхностного натяжения неионных ПАВ оксиэтилированных производных изононилфенолов и жирных аминов.
4.2 Исследование адгезионного взаимодействия ОЭ соединений
с поверхностью полимеров.
4.2.1 Работа адгезии оксиэтилированных соединений к
поверхности полимеров
4.3. Смачивание поверхностей полимеров с различной полярностью
водными растворами оксиэтилированных изононилфенолов
ГЛАВА 5. Смачивание полимеров основ кинофотоматериалов
неионными ПАВ
5.1. Взаимосвязь поверхностных свойств полиэтилентерефталата и триацетата целлюлозы с их смачиванием водными
растворами оксиэтилированных изононилфенолов
5.2. Сравнительная оценка смачивающей способности смесей триэтаноламина с жирнокислотной фракцией
таллового масла и смачивателя СВ3
Выводы
Список литературы


Несмотря на то, что во многих случаях согласие вычисленных из эксперимента величин поверхностного натяжения удовлетворительное, нельзя забывать об эмпиричности метода. Кроме того, парахор пригоден не во всем диапазоне молекулярных масс одного и того же полимера. В случае аморфных полимеров результаты расчета у5 по парахору согласуются в пределах 24 мНм с величинами у5, рассчитанными экстраполяцией зависимости у . Это лишь доказывает, что оба метода дают величину у5, соответствующую либо жидкому состоянию, либо состоянию переохлажденной жидкости. Кроме того, при расчете у5 этим способом с учетом только повторяющегося звена полимера не учитывается влияние длины цепи на поверхностное натяжения. Поверхностное натяжение полимеров можно рассчитать по значениям поверхностного натяжения и удельного объема растворителя и раствора известной концентрации, а также удельного объема полимера, предложенного в работе Пугачевича П. Я. . На основе выведенного уравнения изотермы поверхностного натяжения был предложен способ расчета у5 твердых некристаллических полимеров по значениям плотности и поверхностного натяжения раствора и парахору растворителя . Описанные выше методы экстраполяции зависимости поверхностного натяжения от температуры и молекулярной массы или расчет поверхностного натяжения с помощью парахора, строго говоря, могут дать достоверные результаты лишь в том случае, если в интервале экстраполяции полимер не претерпевает фазовых переходов. Как показано Ву С. Ли Л. Отсюда следует, что в случае стеклования полимера его поверхностное натяжение можно рассчитать с хорошей точностью, если область экстраполяции не слишком удалена от температуры стеклования, так как погрешность расчета будет определяться лишь различием величины поверхностной энтропии до и после температуры стеклования. Кристаллизация полимера значительно увеличивает его поверхностное натяжение. Измерения поверхностного натяжения на агрегатах кристаллов, выполненные Шонхорном X. Так для кристаллического полиэтилена рассчитанные по парахору и экспериментально измеренные по Фоуксу значения поверхностного натяжения при С составляют соответственно ,9 и ,6мНм . Практические же измерения поверхностного натяжения полимеров после блочной кристаллизации показывают, что оно слабо чувствительно к фазовому переходу, поскольку степень кристалличности полимеров никогда не достигает 0 даже в объеме. Поверхностный же слой полимера обычно аморфен в силу того, что аморфная фаза, обладающая меньшей поверхностной энергией, чем кристаллическая, накапливается в поверхностном слое . Поверхностный слой может быть в какойто степени кристалличным, когда высока степень кристалличности в объеме или при активации кристаллизации в поверхностном слое ,. Действительно, слой полимера, закристаллизованный в контакте с поверхностью металла, обладает повышенной плотностью и степенью кристалличности . Результаты применения теории соответственных состояний Пригожина И. Роэ Р. Паттерсона Д. Растоги А. Слоу К. Паттерсона Д. В отличие от последнего метода, когда для расчета необходимы только данные о плотности полимера, расчеты с привлечением теории соответственных состояний требуют знания изобарического термического коэффициента расширения и изотермической сжимаемости. Привалко В. П. и Липатов Ю. С. предложили более простое соотношение для расчета поверхностного натяжения в рамках теории соответственных состояний, расчеты поверхностного натяжения по данному методу, проведенные для ряда полимеров, согласуются с экспериментальными данными, полученными экстраполяцией зависимости у расплава полимера и рассчитанными по парахору. Получил также распространение подход, в котором СПЭ оценивается через параметры, характеризующие межмолекулярные взаимодействия, такие, например, как диамагнитная восприимчивость , или показатель преломления ,. В последние годы возрос интерес к методам оценки поверхностного натяжения твердых полимеров, основанным на изучении смачивания твердой полимерной подложки жидкостью. Теория краевых углов смачивания подробно рассмотрена в работе Гуда Р.