Лако-красочные материалы — производство

Адгезионные и когезионные свойства, а следовательно, и клея­щая способность полимерок, в определяющей степени зависят от их структуры, химического состава и молекулярного веса.

Рассматривая связь химического строения и структуры полиме­ров с их клеящими свойствами, южно привести ряд примеров, под­тверждающих влияние природыХфункциональных групп на адге­зионные и когезионные свойства мрномерных и полимерных соеди­нений.

Интересно проследить некоторыеособенности влияния строения и структуры полимеров на их клеящие свойства на примере поли­уретанов, акриловых производных, полиэфиров, полиметиленокси — фениленов и других соединений. Удалось установить, что хорошие клеящие свойства имеют полиуретаны, в которых чередуются жир­ные и ароматические звенья, например продукт взаимодействия гидрокси л содержащего полиэфира на основе себациновой кисло­ты, гликоля и глицерина с толуилендиизоцианатом. Наиболее вы­сокие показатели клеящих свойств при повышенных температурах имеет система полиэфир фталевой кислоты — толуилендиизоцианат, наиболее высокую морозостойкость — система полиэфир себацино­вой кислоты — толуилендиизоцианат. Для системы полиэфир се­бациновой кислоты — гексаметилендиизоцианат. характерно возра­стание прочности при понижении температуры. Полученные резуль­таты могут быть объяснены высокой гибкостью макромолекул по­лиуретана на основе алифатического полиэфира и ароматического диизоцианата, а также тем, что расстояния между поперечными связями в них оптимальны [41; 42, с. 9].

Исследование полиэфируретанов, полученных путем взаимодей­ствия полиэфиров, содержащих свободные гидроксильные группы, на основе адипиновой кислоты, триметилолпропана и этиленгли — коля с толуилендиизоцианатом показало, что с увеличением жест­кости структуры в результате повышения содержания триметилол­пропана в полиэфире (при постоянном гидроксильном числе) воз­растает сопротивление отслаиванию [43, с. 159]. При замене то — луилендиизоцианата на 4,4′-дифенилметандиизоцианат, а ^акже при использовании полиэфира на основе фталевой кислоты, т. е. с уве­личением числа ароматических ядер, наблюдалось повышение ад­гезии полимеров.

Однако чрезмерное увеличение жесткости неблагоприятно влия­ет на адгезию полиэфируретанов. Так, при исследовании свойств полиуретанов на основе гидроксилсодержащего полиэфира и гек — саметилендиизоцианата, содержащих «.«’.«"-трифенилметантриизо- цианат, было показано, что с увеличением содержания последнего в системе показатели клеящих свойств полимеров значительно сни­жаются [41, 42].

Влияние длины боковых цепей было исследовано на примере со­полимеров метилметакрилата с акрилатаМи и метакрилатами с различным числом атомов углерода в а^кильном радикале [44, с. 209]. С увеличением числа углероднь/х атомов в молекуле мет — акрилового эфира возрастает сопротивление отслаиванию; если в качестве сомономеров применяются эфиры акриловой кислоты, ад­гезия возрастает с увеличением длины алифатического радикала (вплоть до лаурилового). Полимер/на основе октадецилового эфи­ра образовывал хрупкие клеевые пленки.

Исследование сополимеров метилового эфира метакриловой кислоты с различными количествами акриловой, метакриловой кислот, акрил — и метакриламидов показало, что для акриламидных полимеров сопротивление отслаиванию монотонно возрастает при увеличении содержания акр ил амида до 10 мол. %. Дальнейшее увеличение содержания сомономера приводит к снижению адге­зии. Адгезия сополимеров на основе метилметакрилата и метакри­ловой кислоты или метакриламида не изменяется с увеличением содержания второго мономера. Прочность адгезионных соединений в обоих случаях наименьшая при концентрации сомономера выше 5 мол. %.

Максимальная клеящая способность полиуретана, полученного при взаимодействии диизоцианата с гидроксилсодержащим поли­эфиром на основе фталевой кислоты, этиленгликоля и пентаэритри — та [41, 91], достигается при содержании гидроксильных групп 7— 10%. Подобную закономерность можно проследить и на примере поливинилового спирта, в молекуле которого благодаря большому содержанию гидроксильных групп возникает значительное межмо­лекулярное притяжение, способствующее образованию плотно упа­кованных жестких цепей и ухудшающее клеящие свойства поли­мера. Рассматривая в этой связи поливинилацетат, в котором лишь 14—35% сложноэфирных групп замещено на гидроксильные, мож­но сделать вывод о необходимости достижения оптимального для каждого полимера содержания в нем полярных групп.

Определенное влияние на клеящие свойства полимеров оказы­вает и взаимное расположение функциональных групп. Малое рас­стояние между полярными карбоксильными группами в макромо­лекуле полиметакриловой кислоты обусловливает большую жест­кость цепей и, следовательно, пониженную адгезию; при введении неполярных заместителей повышается гибкость макромолекул, что приводит к улучшению клеящих свойств при нормальной темпера­туре и уменьшению адгезии при повышенных температурах (из-за низкой температуры стеклования полимеров).

Кроме строения и структуры макромолекул на клеящие свойст­ва полимеров влияет также их молекулярный вес. Зависимость между молекулярным весом и клеящими свойствами полимеров изучена очень мало. Весьма вероятно, что при малой степени поли­меризации, как правило, образуются продукты с низкой температу­рой плавления и хорошими адгезионными свойствами, но обладаю­щие слабой когезией, что не позволяет отнести их к клеящим ма­териалам. Полимеры с высоким молекулярным весом плохо растворяются, имеют слитом высокую температуру плавления и, обладая хорошей когезией не имеют, как правило, удовлетвори­тельных адгезионных свойств^ При каком-то промежуточном значе­нии степени полимеризации, оптимальном для каждого класса по­лимеров, наблюдаются наилучшие адгезионные свойства наряду с достаточно хорошей когезией.