В настоящее время физическая химия полимеров включает важный с научной и практической точек зрения раздел физикохимии поверхностных явлений в полимерах. Проблема поверхностных явлений в полимерах необычайно важна, так как поверхностные слои имеют большое значение для улучшения свойств технических полимерных материалов.
Физикохимия поверхностных явлений в полимерах тесно связана с созданием новых полимерных материалов и композиционных систем для промышленности и народного хозяйства—от самых простых предметов бытового назначения до сложнейших приборов космической и ракетной техники. В основном современные полимерные материалы являются гетерогенными системами с высокоразвитыми поверхностями раздела фаз. Это различные композиционные материалы, армированные стеклопластики и органопластики, наполненные и армированные линейные и трехмерные полимеры, усиленные резины, всевозможные покрытия, клеи и др. Поэтому поверхностные явления в полимерах, в полимерных композиционных и других наполненных и армированных материалах играют важную роль при регулировании макроскопических, структурно-механических, прочностных и технологических параметров и свойств.
Исследование особенностей поведения полимерных макромолекул на границе раздела фаз является в настоящее время одной из] важнейших задач в области физикохимии поверхностных процессов, так как выяснение механизма явлений, протекающих в поверхностных слоях, дает возможность осознанно регулировать свойства наполненных и армированных полимерных материалов. Важность данной задачи подчеркивается тем, что механизм взаимодействия связующего с поверхностью наполнителя стал объектом исследования лишь в последние годы, а накопленные экспериментальные данные еще не получили научного обоснования. Количественные зависимости прочности сцепления наполнителя и связующего с прочностью композиционного материала не установлены, отсутствуют также сведения об изменении свойств поверхности полимерного наполнителя под влиянием адсорбированного на нем сйоя связующего. Следовательно, исследования молекулярной подвижности в поверхностных слоях полимеров в зависимости от природы граничащей поверхности актуальны.
Свойства полимеров и их поверхностных слоев существенно зависят от теплового движения макромолекул связующего и отдельных атомных групп полимерной цепи. Поэтому изучение молекулярной подвижности в поверхностных слоях различной природы дает возможность выяснить механизм и природу процессов, протекающих при наполнении полимеров в слое полимера на границе раздела. Исследования в этом направлении позволяют расширять возможности
регулирования свойств полимеров в поверхностном слое и получать наполненные композиционные материалы технического назначения с оптимальными
свойствами.
Цель настоящего исследования — изучить молекулярную подвижность методами диэлектрической и ЯМР релаксации и выяснить причины изменения свойств поверхностных слоев и механизмов взаимодействий полимера с наполнителем в поверхностном слое, разработать граничные слои различной новой природы за счет изменения свойств связующих, поверхности наполнителя, поверхности и химической природы самого наполнителя, изучить механизмы взаимодействия и другие эффекты, имеющие место в таких граничных слоях. Такой подход дает возможность разработать пути регулирования свойств поверхностных слоев полимеров и улучшить макроскопические свойства готовых композиционных материалов и наполненных полимеров. Результаты исследований, изложенные в монографии, позволяют научно обоснованно подходить к. выбору и созданию полимерных материалов и регулированию их свойств.
Основу монографии составили результаты исследований, выполненные автором монографии в отделе физикохимии полимеров, руководимом академиком АН УССР Ю. С. Липатовым, и отделе армированных пластиков Института химии высокомолекулярных соединений АН УССР им и его сотрудниками.
Предисловие..................... «
Глава 1. Процессы релаксации и молекулярная подвижность в полимерах . 6
1.1. Высокотемпературная молекулярная релаксация я локальные формы 5 теплового движения в полимерах.............;
1.2. Структура поверхностных слоев полимеров и конформации цепей полимерных молекул вблизи границы раздела.......... 9
1.3. Молекулярная подвижность полимеров в поверхностных слоях. О лио-фобных взаимодействиях ................ 13
.4. Композиционные полимерные материалы и наполненные полимера . , J5
,5. Диэлектрические и ЯМР релаксации............ 19
.5.1. Диэлектрические потери............... 19
.5.1.1. Уравнение Дебая, молярная поляризация ........ 20
.5.1.2. Комплексная диэлектрическая проницаемость ,,..... 21
.5.1.3. О временах релаксации и спектрах распределения ...... 22
1.5.2. Ядерный магнитный резонанс ............. 24
Глава 2. Молекулярная подвижность полимерных цепей на химически модифицированных поверхностях аэросилов ...........27
2.1. Собственная подвижность длинных органических молекул, химически
связанных е поверхностью аэросила...............28
2.1.1. ИК-спектроскопия гликоль- и алкилаэросилов........31
2.2. Релаксационные процессы в граничных слоях полимеров на поверхности модифицированных аэросилов ...............32
2.2.1. Молекулярная подвижность макроцепей полимера на поверхности аэросила с блокированными ОН-группами...........33
2.2.2. Молекулярная подвижность полимера в поверхностных слоях на поверхностях аэросилов, модифицированных длинноцепными молекулами ряда нормальны* спиртов...................4"
2.2.2.1. Исследование наполненных алкилаэросилами эпоксидных смол . 40
2.2.2.2. Наполненные алкилаэросилами эпокси-акрилатно-стирольные полимеры ... .":...................42
2.2.3. Молекулярная подвижность полимеров в граничных слоях на по-верхности гликольаэросилов................
2.2.3.1. Дипольная и ЯМР релаксации трехмерных полимеров на поверх-ности гликольаэросилов .................4"
2.2.3.2. Молекулярная подвижность композиции на основе эпоксидных смол, содержащих модифицированный аэросил..........4У
2.3. Молекулярная подвижность в системах линейный полиуретан — гликольаэросил....................
2.4. Влияние гибкости цепи полимера на молекулярную подвижность в по-
верх постных слоях....................'
2.4.1. Ядерная магнитная релаксация некоторых олигомеров различной природы в объеме и в граничных слоях.....••••••••"*
\!Л
2.4.2. Процессы релаксации сегментов в термообработанных эпокси-акри-
латно-стирольных полимерах................58
2.5. Влияние модификации поверхности наполнителя на вязкость и тик-сотропные свойства дисперсной системы полимер — аэросил.....59
Глава 3. Исследование релаксационных процессов связующих на поверхностях тканых и других наполнителей ...........68
3.1. Исследование релаксационных процессов в* системах эпоксидная смола — пластификатор в граничном слое..............68
3.2. Процессы диэлектрической и ЯМР релаксаций в поверхностных слоях впокси-акрилатно-стирольных полимеров............72
3.2.1. Релаксационные процессы в объеме...........72
3.2.2. Молекулярная подвижность макроцепей в поверхностных слоях . . 75
3.2.3. Об особенностях пластификации в эпокси-акрилатно-стирольных полимерах .......................79
3.3. Влияние несвязанного мономера и природы эпоксидной смолы в эпокси-акрилатно-стирольных полимерах на характер протекания релаксационных процессов в поверхностных слоях...............81
3.4. О влиянии природы низкомолекулярной компоненты на молекулярную подвижность сегментов и о модельных представлениях эффектов ограничения молекулярной подвижности и пластификации в поверхностных слоях . . .85
3.5. Молекулярная подвижность в система* связующее — наполнитель — армирующая ткань....................89
Глава 4. Исследование смесей полимеров............92
4.1. Спин-решеточная релаксация в системе эпоксидная смола — линейный полимер.......................92
4.2. Молекулярная подвижность на границах раздела полимер — полимер 94
4.3. Исследование молекулярной подвижности компонентов в системе от-верждаемая смола — поликапроамид.............96
4.4. Диэлектрическая релаксация композиций на основ» смесей эпоксидных смол.........................99
Глава 5. Многокомпонентные наполненные полимерные системы.....103
5.1. Исследование наполненной карбамидной смолы, эластифицированной полиакриламидом....................103
5.2. Релаксационные процессы на границах раздела смеси полимерных веществ с наполнителями различной природы и другими компонентами . . . 106
Глава 6. Влияние деформационных нагрузок на релаксационные процессы
в поверхностных слоях полимеров...............110
6.1. Влияние давления на релаксационные процессы в полимерах и их смесях.....•....................ПО
6.2. Влияние давления на свойства поверхностных слоев полимеров на полимерной подложке в условиях получения органопластиков . . . .112
Глава 7. О специфических , взаимодействиях связующего с наполнителем
7.1. О влиянии химического взаимодействия трехмерного полимера с поверх- 117 ностью твердого тела на молекулярную подвижность . . . . . . .117
7.2. Молекулярная подвижность в системе трехмерный полиуретан — аэросил, модифицированный гликолями..............120
Заключение......................122
Список литературы...................127
Цена: 100руб.
