Характер разрушения.

Виды разрушения: адгезионное (а), когезионное (б) и смешанное (в).

Рис. Классификация ПКМ по агрегатному состоянию и геометрической форме наполнителя и применение ПКМ

Лекция № 4. Компоненты - целевые (функциональные) добавки для модификации свойств ПКМ (наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и др.). Модификация – многовариантность решения проблемы «материал-свойство».

Как отмечалось в предыдущей лекции, спектр ПКМ очень широк. Одними из наиболее распространенных материалов в этом спектре являются лакокрасочные материалы (ЛКМ).

Рецептура ЛКМ обычно составляется с использованием четырех типов компонентов (рис.).

Рис. Принципиальный состав ЛКМ и основные функции компонентов

· «Носитель» - жидкость, служащая дисперсной (непрерывной средой: вода (в вододисперсных ЛКМ), растворителя (в органорастворимых ЛКМ).

· Пленкообразователь – полимерная матрица (полимер).

· Функциональные добавки, добавки выполняющие различные функции (наполнение – усиление, армирование; красители – окрашивание и др.).

Как отмечалось выше, в технологии получения полимеров, ПКМ необходимо решать задачи по обеспечению тех или иных свойств, или комплекса свойств. Эти задачи решаются в рамках научно-технического направления называемого модификацией.

Определение: Модификация – это процесс изменения состава (компонентов), физического воздействия (диспергирования, облучения и пр.) компонентов или композиции с целью придания новых свойств или комплекса свойств (пониженная горючесть, увеличение адгезии, прочности, повышение деформационных свойств и пр.).

Практические, эксплуатационные свойства ПКМ во многом обусловлены нелинейностью структуры, синергизмом свойств компонентов, что является следствием их уникальной двухфазной структуры.

Рассмотрим, какие компоненты используются при модифицировании композиций и создании ПКМ:

1. Наполнители – порошкообразные, волокнистые, тканые и листовые материалы. Они придают ПКМ и ПМ повышенную механическую прочность, твердость, выполняют армирующую роль, могут служить одновременно окрашивающим компонентом. Среди них наиболее часто используют: молотый кварц, сажу, каолин, мел, древесную муку, волокно и стружку, асбест, бумагу, окислы металлов (двуокись титана, окись хрома и пр.). Наряду с изменением свойств возможно снижение расхода полимера и стоимости ПМ и ПКМ.

2. Пластификаторы – органические жидкие и легкоплавкие вещества, которые снижают межмолекулярные взаимодействия (сетка физических связей) в полимерах, оказывают влияние на температуру стеклования (Т_с), температуру течения (Т_т) и увеличивают эластичность, гибкость, пластическую деформацию. Наиболее характерным примером является изменение свойств поливинилхлорида (ПВХ) при изготовлении труб, линолеума, плитки, пленки и пр.

3. Стабилизаторы – предотвращают процесс старения полимера при их переработке (повышенные температуры, кислород воздуха и пр.) и эксплуатации (ультрафиолетовые лучи, температура, влага и пр.)

4. Пигменты и красители – целевые добавки, обеспечивающие получение ПМ и ПКМ различных цветов и оттенков. Пигменты – нерастворимые компоненты (сажа, двуокись титана – белила, окись хрома – зеленый цвет и др.), а красители – растворимые компоненты, часто взаимодействующие с полимерами органические соединения.

5. Растворители – органические (ацетон, толуол, бензол, бензин, изопропиловый спирт (ИПС), скипидар и пр.) и неорганические (вода) жидкости для растворения твердых и вязких полимеров, снижения вязкости. Используются для облегчения переработки ПМ или при получении ПКМ (намоткой, заливкой и пр.)

6. Газообразователи – соединение, позволяющие получить вспенивающие компоненты (двуокись углерода, аммиак и др.) в процессе изготовления пеноматериалов: пенопластов, труб и различных звукоизоляционных материалов.

7. Антипирены, антистатики и антисептики – целевые добавки в ПМ и ПКМ препятствующие горению (понижающие горючесть), накапливанию статических зарядов электричества на поверхности изделий, препятствующие гниению.

Бесконечные возможности сочетания компонентов и технологических режимов обеспечивают многообразие видов ПМ и их свойств. Далеко не каждый новый полимерный материал может быть эффективен для строительства, но потребность в управляемых материал заставляет архитекторов следить за ними, пополнять палитру строительных материалов. Но при этом может возникнуть трудность в применении старых методов их использования. Новый материал требует и нового подхода к проблемам "материал и форма", "материал и архитектурное творчество".

В настоящее время в химии, в т.ч. химии ВМС появился термин и технологии «дизайн молекулы, макромолекулы» и пр.

Дата добавления: 2015-10-13