Білім және ғылым
Толтырғыштардың бетіне макромолекулалардың адсорбциясы
жүктеу/скачать 2,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Толтырылған полимердің деформациялық және реологиялық қасиеттері
| Толтырғыштардың бетіне макромолекулалардың адсорбциясы
Қатты дене бетіне макромолекулалардың адсорбциялануы төмен молекулалық заттармен салыстырғанда өзгеше болады. Макромоле- кула ұзын тізбекті және иілгіш болғандықтан қатты дене бетіне бір- неше буындардан тұратын ұзартылған бөліктерімен адсорбциялануы мүмкін. Кейбір ұзындықтары әртүрлі макромолекулалар бір-біріне алшақ жатқан бірнеше бөліктерімен де адсорбцияланады. Жанасу ауданы үлкен болуына байланысты жиынтық адсорбция энергиясы- ның мәні жоғары болуы ықтимал. Ол химиялық энергиясынан басым. Адсорбцияланған буындар саны кездейсоқ болғандықтан әртүрлі макромолекулалардағы айырмашылықтар едәуір. Сондықтан адсорбцияланған макромолекулалардың адсорбциялық энергия мәні кең аралықта өзгеріп отырады. Толтырылған полимерді еріткенде еріткіш бөлшектер бетінен адсорбциялық энергиясы жоғары макромолекулаларды ығыстыра алмайды. Адсорбция макромолекуланы қатты дененің бетіне бекітіп, оның бетке жақын жатқан бөлігінің еркін қозғалуын тежейді. Беттен алыстаған сайын макромолекуланың қозғалғыштығы өседі. Осының нәтижесінде қатты дененің бетіне жақын жерде жылдамдығы тежел- ген макромолекула қабаты пайда болады. Толтырғыштың меншікті ауданы неғұрлым үлкен болса, полимерлік фаза үлесінің көбірек бөлігінің қозғалғыштығы соғұрлым тежелген. Макромолекуланың қозғалғыштығы полимерлік дененің көптеген макросипаттамаларын анықтайды. Оған деформациялық қасиеттер де жатады. Толтырылған полимердің деформациялық және реологиялық қасиеттері Дисперстік бөлшектер мен толтырылған полимер екі фазалы коллоидтық жүйені құрайды. Ол полимерлік дисперсиялық ортадан және қатты бөлшектер − дисперстік фазадан тұрады. Мұндай жүйелер үшін жалпы ереже: кез келген екі фазалы жүйенің механикалық қасиеттері дисперсиялық ортаның қасиеттерімен анықталады, ал дисперстік фазаның әсері кемірек, оның ықпалы тек дисперсиялық орта арқылы беріледі. Сондықтан компоненттері көпфазалы жүйенің қасиеттері олардың құрамына сызықты түрде тәуелді емес, өте күрделі өзгереді. Полимерлердің деформациялық қасиеттерін екі топқа бөлуге болады. Біріншісі, дененің деформацияға қарсылық көрсетуі. Оған жататындар: балқыманың тұтқырлығы (η), серпімділік модулі (Е), қаттылығы (Н), ағу шегі (σТ). Екіншісі, денені шектік деформациялау- ға ұмтылу мүмкіндігі. Мысалы, бұзудың кезіндегі шектік деформация (ε). Сыртқы механикалық күштің әсерінен полимердің деформацияға ұшырауы үш құраушы арқылы болатыны белгілі: атомаралық қашықтықтың өзгеруі, макромолекулалардың конформациясының өзгеруі және макромолекуланың бір –бірімен салыстырғанда ауысуы (ағуы). Қатты бөлшектерді полимерге енгізгенде, олар макромолекуланың қозғалғыштығын тежейді, соның салдарынан макромолекулалардың конформациялық өзгеру қасиеті және бір-бірімен салыстырғанда қозғалғыштығы кемиді. Осының нәтижесінде полимердің дефор- мацияға қарсылығы жоғарылайды және шектік деформация шамасы кемиді. Сол себепті толтырғыштың меншікті беті (Sмен) артқанда толтырыл- ған полимердің деформацияға қарсылығы жоғарылайды және шектік деформация шамасы кемиді (9.7-сурет). Толтырғыштың мөлшерін азайту арқылы композиттің қасиеттерін осылай өзгертуге болады. Өйткені, бөлшектің мөлшері азайғанда, олардың меншікті беті артады. Сонымен қатар, қатты бөлшектердің серпімділік модулі полимер- дің серпімділік модуліне қарағанда едәуір жоғары және толтырғыштар полимерлер сияқты жоғары деформацияға бейім емес. Әрине, полимер көлемінің бөлігін қатты бөлшектермен ауыстырғанда композиттің деформациялық қабілеті төмендейді және деформацияға қарсылығы артады. Полимердің Е, Н, η қасиеттерінің артуының тағы бір себебі бар. Ол дисперстік бөлшектердің кеңістіктік коагуляциялық тор түзуі. Мұндай тор деформацияға қосымша қарсылық көрсетеді. Осындай торлардың түзілуі- нің себебі, дисперстік фазалардың каогуляцияға ұмтылуы болып табыла- ды. Бұл полимер тұтқыраққыштық және жоғары эластикалық күйлерінде болуы мүмкін. Полимердің тұтқырлығы неғұрлым төмен болса, коагуляция үдерісі соғұрлым тез жүреді. Толтыр- ғыштың концентрациясын арттыр- ғанда, тордың жиілігі өседі. Жоғарыда келтірілген факторлар- дың барлығы серпімділік модулі (Е) және Н, η мәндерін арттырады, шектік деформация шамасын азайтады. Бұл параметрлер толтырғыштың концен- жүктеу/скачать 2,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|