Лако-красочные материалы — производство

Каждый элемент в периодической системе элементов Менделеева может быть оха­рактеризован его способностью притягивать электроны. Считают, что элементы, находящиеся в правой части периодической системы, являются электроотрица­тельными по сравнению с элементами, находящимися в левой части периодической системы элементов. Когда атомы соединяются друг с другом для образованиям мо­лекул, электроотрицательность отдельных атомов заставляет элскт|юиы двигаться в направлении электронов, обладающих большей электроотрнпательностью. Таким образом, молекула, например, CFjCH,, характеризующаяся очень высокой электро­отрицательностью атомов фтора на одном конце молекулы, имеет более высокую плотность электронов в молекуле, которая сдвинута и сторону одною из ее концов. В данном случае можно было бы утверждать, что существует частичный заряд на каком-либо конце молекулы. Концевая группа СЬ'( имеет частичный отрицатель­ный заряд и соответственно концевая группа СН( имеет частичный положительный заряд. С точки зрения квантовой механики вероятнее действие электронов в обла­сти около атомов фтора выше, чем около атомов водорода. Такой тип молекулы с частичным разделением заряда известен как диполь.

Диполь характеризуется величиной частичного заряда на концах молекулы, а также расстоянием, разделяющим эти заряды. Обычно диполь изображают в виде гантели. Заряды приложены к «шарам» гантели. Рукоятка гантели представляет собой длину, разделяющую заряды. Диполь может действовать как механическое устройство. Если между каким-либо Отдельным заряженным образцом и каким-то диполем п|юнсходит взаимодействие, то согласно закону Кулона разноименные за­ряды притягиваются, а одноименные заряды отталкиваются. Линия действия этой силы регулируется «плечом рычага», удерживающим вместе фактические заряды. Усилие, действующее в данном случае на рычаг, представляет собой «момент» и для такой ситуации можно определить дипольный момент р по уравнению

р-?/. (4.10)

где q — величина фактического заряда; / — длина молекулы, разделяющей заряды.

Два диполя могут взаимодействовать. Противоположно заряженные копны ди­полей притягиваются и одноименно заряженные концы диполей отталкиваются, изменяя таким образом пространственную ориентацию одного диполя относитель­но другого. Па рис. 4.1 показана такая ситуация. Потенциальная энергия взаимо­
действия двух диполей становится вопросом тригонометрического анализа зарядов и моментов, действующих друг на друга. Уравнение для этой диполь-дипольной по­тенциальной энергии взаимодействия записывается следующим образом:

Ф’’ = ^^[2cos0,cosOj —siiiO, sin9,cos(0, — ф2)]. (4-11)

где р, и |1., — дипольные моменты; г — расстояние, разделяющее центры инерции двух дипольных моментов [2].

Все приведенные в уравнении углы показаны на рис. 4.1.

Существенным прогрессом, относящимся к представлению о биполярных телах, является работа, опубликованная Киисомом [3]. Он высказал П{ждположсние, что диполи в жидкости или газе не существуют в виде групп, жестко связанных друг с другом. Более того, если жидкость или газ находятся при какой-то температуре, например, такой, что их тепловая энергия оказывается выше, чем энергия вращения диполей в данном материале, то диполи могут поворачиваться относительно друг друга. Потенциальная энергия взаимодейст вия в этом случае должна быть усредне­на относительно всех значений 0 и ф. обеспечивая термически ус|х‘дненное взаимо­действие. Киисом вывел следующее уравнение потенциальной энергии взаимодей­ствия для вращающихся диполей, имеющих усредненную тепловую энергию кТ, где к — постоянная Больцмана и Т— абсолютная температура но Кельвину:

Остальные постоянные, использованные в данном уравнении, были описаны выше. Клей в момент его нанесення почти всегда представляет собой жидкость и может быть описан потенциалом Киисома, хотя иногда вызывает сомнение, что взаимодействие, которое происходит между твердым субстратом и жидким клеем, является оптимальным. Потенциал Киисома может являться допустимой аппрок­симацией процесса.