Основные свойства пленкообразователей- поверхностное натяжение расплавов

Поверхностное натяжение расплавов. От величины поверхностного натяжения зависят многие свойства пленкообразователей: способность смачивать пигменты и наполнители при получении  порошковых красок и  полимерных покрытий, смачивать подложку и растекаться на ней, распыляться в состоянии расплава: оно во многом определяет и скорость слияния частиц при формировании  полимерных покрытий.

Поверхностное натяжение мало зависит от молекулярной массы пленкообразователя и целиком и полностью определяется его химическим строением, природой функциональных групп. Как видно, наиболее низкие значения поверхностного натяжения имеют полимеры с небольшой плотностью энергии когезии-полифторолефины, полиолефины и полиорганосилоксаны, наиболее высокие полимеры и олигомеры, у которых проявляется большое межмолекулярное взаимодействие полиамиды, полиэфиры, полиэпоксиды, ацетали поливинилового спирта и др.

При плавлении полимеров и олигомеров поверхностное натяжение уменьшается несущественно: температурный градиент поверхностного натяжения невелик для разных пленкообразователей он колеблется в пределах от 0,04 до 0,18 мДж/(м2 °С). Например, для полиэтилена он равен 0,057, для эпоксиолигомеров 0,18 мДж/(м2°С). Величина температурного градиента с известным приближением может служить мерой поверхностной энтропии расплава.

Поверхностное натяжение играет двоякую роль в формировании покрытий: частицы полимеров с большим поверхностным натяжением легче сплавляются, так как обладают большим запасом поверхностной энергии Гиббса, однако они труднее смачивают подложку (возможны волнистость и кратерообразование в покрытиях).

В зависимости от требований к внешнему виду покрытий принимают меры по уменьшению поверхностного натяжения пленкообразователей или по его увеличению. Если необходимо иметь ровное, гладкое, бездефектное покрытие, поверхностное натяжение снижают, применяя поверхностно активные и другие добавки; наоборот, когда желают получить декоративное с кратерами или молотковым эффектом покрытие, его повышают, вводя добавки противоположного действия.

Существуют разные методы определения поверхностного натяжения пленкообразователей. В случае олигомеров, образующих низковязкие расплавы, могут быть применены методы, общепринятые для текучих жидкостей: капиллярного поднятия, отрыва кольца, массы или объема капли, максимального давления в газовом пузырьке и т.д. Поверхностное натяжение полимеров в основном определяют косвенными методами, в частности по смачиванию пленки жидкостями, набуханию в растворителях, плотности энергии когезии, нулевой ползучести и др.

По материалам tikkurila powder coatings