Фторсодержащие УФ-отверждаемые порошковые композиции и гидрофобные покрытия на основе олигоэфиракрилатов

• Автор: Королев, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Введение

1 Аналитический обзор.

1.1 Получение гидрофобных покрытий путем модификации поверхности покрытий.

1.1.1 Гидрофобизация поверхности полимерных пленок прямым фторированием

1.1.2 Гидрофобизация поверхности полимерных пленок плазменной обработкой

1.1.3 Г идрофобизация поверхности полимерных пленок путем нанесения гидрофобизаторов

1.2Получение гидрофобных покрытий модификацией

пленкообразователя.

1.2.1 Модификация пленкообразователей синтетическими восками

1.2.2 Модификация пленкообразователей кремнийорганическими соединениями

1.2.3 Модификация пленкообразователей фторорганическими соединениями

1.3 Гидрофобные покрытия на основе неполярных пленкообразователей.
1.3.1 Покрытия на основе полисилоксанов
1.3.2 Покрытия на основе полиолефинов
1.3.3 Покрытия на основе фторполимеров.
1.4 Выводы из литературного обзора и постановка задач исследования
2 Экспериментальная часть
2.1 Объекты исследования.
2.2 Исходные реагенты
2.3 Исходные компоненты для порошковых композиций
2.4 Синтез фторсодержащих олигомеров.
2.5 Методы исследования строения и физикохимических свойств фторсодержащих олигомеров
2.5.1 ЯМРспектроскоиия.
2.5.2 ИКспекгроскопия
2.5.3 Метод дифференциальной сканирующей калориметрии.
2.5.4 Определение температуры плавления.
2.5.5 Определение бромного числа
2.6 Получение порошковых композиций и покрытий.
2.7 Методы исследования поверхностных свойств лаковых покрытий.
2.7.1 Метод определения краевого угла смачивания
2.7.2 Метод определения пыле и грязеудержания
2.7.3 Метод определения стабильности гидрофобных свойств в воде
2.8 Методы определения морфологии, фазового и химического состава поверхности покрытий.
2.8.1 Метод атомносиловой микроскопии
2.8.2 Метод сканирующей электронной микроскопии.
2.8.3 Метод рентгеноспектрального микроанализа
2.8.4 Метод динамического механического анализа.
2.9 Определение совместимости фторсодержащих производных пгидроксиэтоксистирола и метакриловой кислоты нефелометрическим методом
2. Методы определения свойств УФотвержденных лаковых покрытий на
основе олигоэфирдиметакрилата и фторсодержащих гидрофобизаторов
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1 Синтез, строение и свойства непредельных фторсодержащих олигомеров с концевыми стирольными группами
3.2 Строение и свойства непредельных фторсодержащих олигомеров с концевыми метакриловыми группами.
3.3 Влияние структуры фторсодержащих модификаторов на гидрофобные свойства покрытий
3.3.1 Влияние моно и бисстирольных фторсодержащих олигомеров на гидрофобные свойства покрытий.
3.3.1.1 Влияние длины перфорированного фрагмента
3.3.1.2 Влияние функциональности.
3.3.1.3 Влияние спейсерной группы
3.3.2 Влияние метакриловых производных перфторолигоэфирдиолов на гидрофобные свойства покрытий
3.3.3 Нереакционноспособные перфторолигоэфирдиолы.
3.4 Исследование влияния фторсодержащих гидрофобизаторов на морфологию поверхности полимерных покрытий
3.5 Исследование стабильности гидрофобных свойств покрытий
3.6 Исследование физикомеханический свойств
Список литературы.
Введение


Применялись стандартные методы исследования поверхностей ИКфурьеспектроскопия, спектроскопия в видимой и ближней УФ областях спектра, рефрактометрия, электронная микроскопия и др. В результате найдена зависимость времени, необходимого для формирования фторированного слоя толщиной 1 мкм, для исследуемых полимеров, которая приведена на рис. Как видно из данного рисунка ароматические соединения, по сравнению с алифатическими фторируются значительно быстрее. Также показано влияние компонентов фторирующей смеси на кинетику процесса. Паширони. I ГЬлиэтн. Рисунок 1 Время необходимое для формирования фторированного слоя толщиной 1 мкм на различных полимерах при давлении фтора 0,1 бар и комнатной температуре. При анализе практического применения метода прямого фторирования полимеров в , , показано, что модифицированные полимеры обладают улучшенными поверхностными свойствами, например, благодаря защитному поверхностному слою, диффузия бензина и других видов топлива через поверхность модифицированного полиэтилена высокой плотности снижается на 6 7 порядков. Обычно для модификации полимеров используется сравнительно низкотемпературная плазма с большой разницей электронной Тэл и ионной Тио температур Ти1 Тнептр4 К Тэл 0 К . Низкотемпературная плазма в настоящее время широко используется для решения как научных, так и конкретных производственных задач. Наиболее привлекательные аспекты ее применения связаны с более высокой по сравнению с химикотехнологическими процессами степенью возбуждения молекул, что обуславливает их повышенную реакционноспособность , . В плазме присутствуют разнообразные активные частицы электроны, положительные и отрицательные ионы, которые потенциально могут реагировать с полимерами. Это приводит к тому, что взаимодействие плазмаполимер представляет собой многоканальный и многостадийный процесс. Однако глубины проникновения всех активных частиц в материал не превышают нескольких микрометров. При действии плазмы одновременно происходят все три типа изменений и не всегда существует простая взаимосвязь между наблюдаемыми физикохимическими изменениями в материале и прикладными эффектами. Химические процессы, протекающие при модификации поверхности полимерных пленок, в основном определяются составом плазмы. Обычно использование в качестве плазмообразующих газов О2, 2,2, Аг, МНз, воздуха приводит к появлению полярных функциональных групп и активных центров, позволяющих изменить свойства поверхности. В частности, увеличивается гидрофильность и поверхностная энергия полимеров и как следствие улучшается их адгезия к последующим слоям полимерных покрытий. Применение фтор, водород и кремнийсодержащих газов и паров 8Р6, С2а, СИ. Так в работе пленки из полиэтилена обрабатывались низкотемпературной плазмой неорганических фторидов например, 3 и фторуглеродов например, СР4, С2Р4. После чего поверхность пленок приобретала свойства, близкие к свойствам политетрафторэтилена ПТФЭ в частности, поверхностная энергия фторированных полимеров снижалась до величин, близких к поверхностной энергии фторопласта мНм. Наиболее перспективным агентом для фторирования поверхности считается 3, т. Возможности модификации поверхности полиэтилена, полиэтилентерефталата, полистирола, полиизопрена и некоторых других полимеров, а также графита плазмой СР4 обсуждаются в работах , . После обработки графита и полипропилена значения краевых углов смачивания их водой возрастают с и до 0 и 0 соответственно. Показана возможность создания гидрофобной поверхности на пластинах металлов в частности, алюминия при обработке его в две стадии сначала плазмой СН4 образуется углеводородная пленка, а затем плазмой СР4. Таким образом, плазменная обработка позволяет фактически получать новый полимерный материал, сохраняющий свойства исходного, но с существенно отличными поверхностными характеристиками. В данном случае гидрофобизация поверхности осуществляется путм нанесения непосредственно на покрытие поверхностноактивных веществ ПАВ, в результате чего происходит их адсорбция на обрабатываемой поверхности.