Лако-красочные материалы — производство

Основной характеристикой полимеров, определяющей их отличие от других ма­териалов, является их цепочечная структура. По существу, любые процессы, ис­пользуемые для производства полимеров, позволяют получать материалы с опреде­ленным молекулярно-массовым распределением и. следовательно, определенным расп|>сделением молекулярной массы. За исключением искусственно созданных генетических полимеров для большинства полимеров характерно содержание со­ставляющих с различными значениями молекулярной массы, а нс какая-то одна молекулярная масса. В результате этого молекулярно-массовое распределение, а не какое-то одно число характеризует молекулярную массу полимера. На рис. 5.2 подставлена кривая распределения молекулярной массы полимера.

Распределение молекулярной массы (рис. 5.2), может рассматриваться как ши­

(5.1)

и

‘ X. V.4

Две средние молекулярные массы являются именно теми первым и вторым зна­чениями молекулярно-массового распределения. Среднемисленное значение мо­лекулярной массы Мп имеет тенденцию располагаться вблизи максимума кривой молекулярно-массового распределения. Срсднемассовая молекулярная масса Му стремится приблизиться к участку высокой молекулярной массы на кривой рас­пределения. Параметром, описывающим ширину распределения, является полиди­спертость, которая описывается выражением

(5.3)

Высокое значение полидиспсрсности означает широкое молекулярно-массовое распределение, в то время как малая полнднспсрсность определяет узкое молекулярно-массовое распределение. Молекулярная масса полимера и его поли­дисперсность определяют большинство свойств этого полимера, в том числе, и его свойства как клея.

Особенно важный параметр, относящийся к молекулярной массе, известен как мо­лекулярная масса перецметающихся цепей М (entanglement molecular weight) (рис. 5.3). Этот параметр определяют, измеряя вязкость расплава полимера, которая является функцией средней молекулярной массы. Как видно из рис. 5.3, кривая зависимости логарифма вязкости расплава полимера от логарифма среднсмассовой молекуляр­ной массы этого полимера показывает резкое изменение наклона при определенной молекулярной массе. После резкого изменения наклон кривой достигает около 3.4. Точка на кривой, при которой изменяется ее наклон, известна как молекулярная масса переплетающихся цепей Мг. Как показано выше, полимеры состоят из длин­ноцепочечных молекул. Ниже точки, определяющей значение молекулярной массы переплетающихся цепей, полимерные цепи оказываются достаточно свободными, чтобы перемещаться относительно друг друга. Выше точки Мг молекулярная масса становится настолько высокой и полимерные цепи настолько переплетенными, что оказывается невозможным вытянуть одну пень, не растягивая значительное коли-

честно других цепей. Таким образом, выше точки А/ полимер обладает совершенно другими характеристиками текучести, чем ниже точки Мг, и для полимера харак терна существенно другая способность поглощать деформацию. Параметр Л/ пред­ставляет собой характеристику, описывающую аморфные или частично кристалли­ческие термопласты

Термопластичные материалы обычно изображают в виде длинных цепей, кото­рые в какой-то степени могут перемещаться относительно друг друга. Термореак­тивные материалы представляют собой молекулы, обладающие в основном беско­нечно большой молекулярной массой, и не имеют текучести при нагреве после их отверждения. Химическая основа некоторых термореактнвпых клеевых материалов описана в последующих главах. Утверждают, что существуют химические способы, с помощью которых можно соединить значительное количество цепей, имеющих большую молекулярную массу, в различных точках по их длине. Пели каждая цепь химически связана с каждой другой пенью, считают, что полимер имеет бесконечно большую массу. Характеристическую молекулярную массу термореактивних ноли меров обозначают А/ и называют молекулярной массойі между поперечншш связями. Поперечная связь и|кгдставляет собой химический узел между двумя полимерными цепями. Существуют различные химические и физические методы, которые могут позволить определить молекулярную массу между поперечными связями. Некото­рые из этих методов рассмотрены ниже.