Электрофоретическое формирование композиционных покрытий на основе политетрафторэтилена и исследование их адгезионных свойств

• Автор: Сабаев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 171 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Основные направления и результаты исследований формирования и адгезионных свойств полимерных электрофоретически осажденных покрытий

1.1. Электрофоретическое осаждение полимерных материалов

1.2. Современные представления о природе адгезионных связей

1.3. Методы и средства измерения адгезионной прочности покрытий

2. Объекты и методы исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования

3. Экспериментальные исследования механизма формирования и адгезионных свойств электрофоретически осажденных политетрафторэтиленовых покрытий

3.1. Исследование процесса электроосаждения

3.2. Исследование механизма формирования покрытии
3.3. Исследование адгезионных и когезионных свойств покрытий
3.4. Исследование антикоррозионных свойств покрытий
4. Модель механизма образования адгезионных связей политетрафторэтилена при электрофоретическом осаждении
4.1. Постановка задачи. Теоретические представления о механизме молекулярного взаимодействия конденсированных тел
4.2. Физическая модель образования адгезионных связей политетрафторэтилена при электрофоретическом осаждении
4.3. Расчет адгезионного взаимодействия в системе металлический электродполитетрафторэтилен
Список использованной литературы


Дяя анодного электроосавдения из водных дисперсий полимеров используют такие пленкообразователи, макромолекулы которых имеют в своем составе карбоксильные группы или же карбоксильные группы входят в состав молекул поверхностноактивных веществ. СООК)п^=й(СОО~)п+пК+. Объясняя механизм образования осадка Н. Гамакер // предложил аналогию между образованием покрытия при седиментационном осавдении и электрофорезе /с. Электрическое поле транспортирует частицы и уплотняет частицы в покрытии также, как и гравитационное поле при седиментационном осавдении. С ростом толщины осадка давление верхних слоев на нижние будет возрастать, а расстояние мевду частицами и электродом уменьшаться. По аналогии с гравитационным полем электрическое поле сообщает энергию частицам, идущую на уплотнение покрытия. Со СІВ, сИ , (1. Процесс электроосаадения из водных полимерных дисперсий всегда сопровождается электрохимическими реакциями, повышающими концентрацию электролита в приэлектродной зоне. Учитывая принципы теории коагуляции электролитами- теории Д1Ф0-/-/,повышенная концентрация электролита может обеспечить коагуляцию частиц в прианодной области. Эти представления были положены в основу электрохимической теории электрофоретического осаждения, //. Пленкообразователи представляют собой олигомерные электролиты типа ЙСООИ и к(С)пПе, нерастворимые в кислой и солевой форме. Во время осаждения на аноде происходит несколько электрохимических реакций, вклад которых в процесс пленкообразования различен, зависит от природы полимера и электродов, от условий осаждения /7,,-/. Me Me"'*-*- пе~} (1. Ме+пНг0-~Me(0H)n+nH + ne- ; (1. Ме+п; а. Me Ме(0М)п ; (1. Ме+П'Ш~-^МеОк~+П'Ц* + пе~ ; (1. Н-~ ^0г+2Н++2е~ ; (1. Н~-~ ? Нг0+2е~ ; ц. С~Н^Иг. С~0И-1-2Н'1'-(-2е~ ; (1. RC-^-R-R*2C0z+2e- , ц. RC'+0H~ — R0H+C0z+2e'. В // установлено, что на различных анодах осадок образуется в различных химических формах и по разным механизмам. Реакция (1. Си,М^Мп)-непассивирующихся меташов. Осадки получаются в солевой форме. Реакция (I. РМг ц. Осадок на аноде выделяется в кислой форме. ZfL; на таких электродах кроме разложения воды идет растворение анода, но концентрация ионов металла недостаточна для осажде-ния в солевой форме. Какой механизм электроосаждения превалирует, зависит от свойств осаждаемого вещестза, потенциала анода. При высоких значениях pH >,5 // электролиз вода сопровождается разрядом гидроксильных ионов (1. В присутствии орга-ническях веществ с выделением кислорода может идти процесс электрохимического окисления органических молекул (1. Непосредственный разряд анионов пленкообразующего ( декарбоксилирования) (1. В результате реакций (1. Образование осадка - покрытия на аноде является результатом вторичных химических реакций взаимодействия анионов пленісообразова-теля с продуктами анодных реакцій. RC0D~ + Н+ ==RCH , (X. RCT + Men+ zr R(C)nMe. Реакции (1. В многочисленных работах по электроосаждению водорастворимых пленкообразователей, представляющих собой олигомерные электролитические композиции, растворяющиеся в щелочной и нерастворяющиеся в кислой среде,было установлено, что на аноде идут, в основном, процессы подкисления пленкообразующего/ ,,,,/. Ф.Бек рассчитал //, что при осаждении карбоксилсодержащих полимеров по (1. Н4- составляет моль/м3 (рН=2), в то время как в остальном объёме концентрация Н* составляет "^ моль/м^ (рН=8), и, таким образом, основным является процесс (1. Этот механизм подтверждает существование индукционного периода- времени, за которое концентрация ионов водорода и металла достигает значения,равного произведению растворимости этой системы. Изменение концентрации ионов в приэлектрод-ной зоне, двойном электрическом слое, происходит за счет диффузии и миграции ионов. Концентрация ионов пропорциональна величине тока; в // отмечено, что уже при рН=4 идет коагуляция полимера. В реальных системах скорость подкисления ограничена, что и является причиной задержки осаждения. Скорость образования ионов ( У ),//? Фарадея. Повышение pH ведет к обильному газовыделению на аноде и образованию пористых осадков. При высоких pH происходит саморастворение покрытия и снижение скорости осаждения //.