Основные свойства пленкообразователей — степень кристалличности

Степень кристалличности. Степень кристалличности служит мерой упорядоченности молекулярных цепей. У разных кристаллических полимеров она колеблется в широких пределах, при этом большое влияние имеют условия синтеза полимера и получения образца.

Со степенью кристалличности связаны такие важные свойства полимеров, как плотность, твердость, адгезия, прочность, проницаемость и др. Так, в ряду полиолефинов установлены следующие зависимости между степенью кристалличности и равновесным модулем упругости, с одной стороны, и коэффициентом диффузии с другой.

Несмотря на улучшение ряда показателей полимеров с увеличением степени кристалличности, практикой установлено, что для использования в покрытиях (в пределах одной химической группы) предпочтительнее полимеры с менее упорядоченной кристаллической структурой. Они легче перерабатываются и образуют покрытия с меньшими внутренними напряжениями, лучшей адгезией, а отсюда-и более долговечные. В частности, из полиэтиленов наиболее подходящим оказался полимер низкой плотности, из фторопластов-сополимеры типа Ф-ЗОП, Ф-40ДП, Ф-4МП и др.

Температуры стеклования, текучести и плавления. Эти характеристики одинаково важны как для полимерных, так и олигомерных пленкообразователей. Наряду с химическими свойствами они дают основную информацию об их пригодности для получения красок и покрытий.

Температуры текучести, стеклования и нередко плавления полимеров определяют по положению термомеханической кривой, представляющей зависимость деформации растяжения или сжатия (под влиянием внешней нагрузки) от температуры. Значение, кроме того, может быть найдено по изменению плотности, теплофизических и электрических показателей, методом дифференциального термического анализа и т.д.

В отличие от полимеров олигомерные пленкообразователи принято оценивать температурами размягчения или плавления, понимая под плавлением переход их в вязкотекучее состояние (но не фазовое превращение, как в случае кристаллических полимеров). С этой целью применяют в отечественной практике методы «кольца и шара», Кремер-Сарнова, каплепадения по Уббелоде, капиллярный, а за рубежом Дурана, Кофлера и др. Определена оптимальная температура плавления олигомеров, применяемых в порошковых красках; она составляет по методу кольца и шара 90-120 °С.

Знание температур фазовых и физических переходов позволяет судить об условиях переработки полимеров и олигомеров в порошки, о стабильности последних и, что особенно важно, о температуре пленкообразования, или формирования из них покрытий.

Учитывая, что при пленкообразовании (в отличие от термомеханических испытаний) деформация частиц порошкообразных полимеров происходит без приложения внешней нагрузки (если не считать силу тяжести слоя порошка), температуру пленкообразования условно можно рассматривать как температуру текучести при нагрузке близкой к нулю. Отметим, что при применении полимеров с высокими значениями обычно наблюдается плохое сплавление порошков, а нередко вообще не удается получить покрытий.

Поскольку в большой степени отражает теплостойкость термопластичных полимеров и покрытий, имеется как бы противоречие между условиями получения покрытий и их качеством. Действительно, чем ниже, тем легче образуется покрытие, но тем ниже его теплостойкость. Выход из этого противоречия может быть найден путем применения термореактивных полимеров, образующих трехмерные покрытия с повышенной теплостойкостью.

По материалам tikkurila powder coatings