Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Прививка






Прививка – это взаимодействие макромолекул с реакцонно способными модификаторами с образованием привитых, статистических или блок-сополимеров, отличающихся свойствами и характером распределения последовательностей мономерных звеньев в цепи, которое в статистических сополимерах (линейных или разветвленных) случайное, в блок-сополимерах – случайное или строгое чередование сопоставимых по длине олигомерных фрагментов различной природы, и, наконец, в привитых сополимерах основная цепь содержит звенья только одного типа, а случайно распределенные по основной цепи ответвления - звенья другого.

В основе получения привитых сополимеров лежат различные реакции и способы [33-54]. При свободнорадикальной прививке гомополимер, содержащий подвижные атомы, растворяют в сомономере, добавляют свободнорадикальный инициатор и полимеризуют при нагревании. Растущие цепи второго сомономера могут отрывать подвижные водородные атомы от молекул исходного гомополимера с передачей цепи и образованием на нем активных центров, на которых может происходить как рост, так и обрыв цепей сомономера. В результате процесса образуются привитые цепи и некоторое количество второго гомополимера, например, прививка стирола к полибутадиену идет по схеме

Свободнорадикальные центры могут также появиться в цепи исходного гомополимера в результате облучения его раствора в сомономере:

Еще один распространенный способ создания свободнорадикальных центров в первичном гомополимере заключается во введении в цепь активных групп с их дальнейшим разложением:

При окислении поверхности ПЭ и ПП образуются незначительные количества гидроперекиси, которая в присутствии Fe2+ разлагается, давая радикал радикал и определяя возможность радикальной привитой сополимеризации:

Аналогичным путем осуществляется регулируемая ионная привитая сополимеризация:

Привитой полимер может быть получен благодаря реакциям функциональных групп (о и *) гомополимеров, содержащихся или специально вводимых в них, распределенных случайно или на концах цепи [3]:

На концы растущей цепи живущего полимера легко ввести соответсвующие высокоэффективные агенты, такие как группы СООН, NH2, SH или их производные. Очень удобно использовать для этого низкомолекулярные вещества, например силиконовые или диеновые олигомеры. Повышение молекулярного веса идет не только вследствие блок-сополимеризации, но и в результате связывания концевых групп.

Прививка различных мономеров к макроцепям ПО является важным методом их модифицирования. Привитые сополимеры в зависимости от химического строения звеньев привитых цепей могут обладать различными специфическими свойствами. Так, например, введение АМК в ПЭ и ПП приводит к значительному увеличению адгезионных свойств. Полимеры, cодержащие ангидридные группы, обладают и высокой реакционной способностью, и достаточной стабильностью. АМК в присутствии радикальных инициаторов (таких как перекиси) соединяется с полимерами (ПЭ, ПП, ПС), имеющими в своем составе третичный атом углерода, и образует статистические сополимеры с редкими включениями ангидридных структур типа (12):

АМК в присутствии перекисей легко вступает в реакцию с натуральным и другими диеновыми каучуками по a -метиленовой группе.

При использовании реакций с аминосодержащими соединениями к карбоксилсодержащим полимерам можно присоединять красители, фармацевтические препараты, ферменты и т.д.

Наиболее распространенными агентами прививки являются различные перекиси (например, ПДК [55]), карбоновые кислоты (АК [56]) и их производные (АМК [57], эфиры АК, глицидилметакрилаты [58]). Использование производных карбоновых кислот и ненасыщенных силанов ведет к повышению теплостойкости композиции, а в случае силанов – к повышению адгезии и химической стойкости [55, 59, 60]. Модифицирование ПЭ АК в присутствии ПДК, осуществляемое в расплаве полимера, позволяет улучшать его адгезионные, механические и другие характеристики [61]. На основе модифицированных ПЭ путем обработки их оксидами, пероксидами или солями щелочноземельных металлов получают сетчатый полимер, способный к многократной повторной переработке.

Для исходного ПЭНД характерно наличие выраженного предела вынужденной эластичности, который значительно превышает величину разрушающего напряжения sв полимера. Прививка АК к ПЭНД изменяет вид его кривых растяжения (рис.16): предел вынужденной эластичности, а также модуль упругости. При этом его относительное удлинение e резко снижается, однако кривая растяжения привитого полимера в области образования «шейки» располагается выше аналогичной кривой исходного ПЭ. Возрастает sв привитого полимера. Привитые сополимеры с добавками ПДК (табл.8) имеют более высокие значения sв и e, особенно в присутствии 0, 5% АК.

Таблица 8

Состав и свойства модифицированного ПЭНД

Содержание, % Температура диффузии, К D1730/ D4310 DC, % Гель- фракция, % sВ, МПа e, % e’, %
АК ПДК
    --- 0, 68/0, 15 0, 23/0, 05   12, 8   82, 9
  0, 3   0, 67/0, 15 0, 23/0, 05   14, 6   62, 8
0, 5 0, 3   1, 15/0, 75 0, 37/0, 25 2, 7 16, 1   57, 0
1, 0 0, 3   1, 65/1, 20 0, 55/0, 40 2, 7 16, 4   58, 1
2, 0 0, 3   2, 84/1, 67 0, 95/0, 56 3, 2 15, 7   58, 2
  0, 5   0, 77/0, 12 0, 24/0.04   15, 0   58, 3
1, 0 0, 5   2, 19/1, 21 0, 75/0, 40 10, 5 16, 5   54, 3
  0, 3   0, 70/0, 15 0, 24/0, 05   14, 3   65, 5
0, 5 0, 3   1, 13/0, 71 0, 38/0, 24   15, 2   58, 7
1, 0 0, 3   1, 47/1, 20 0, 49/0, 40 2, 8 15, 8   58, 5
2, 0 0, 3   2, 90/1, 61 0, 95/0, 54 3, 6 15, 0   58, 6
                   

Процесс ускоряется при повышении температуры диффузии до 373-383 К (рис.17), при этом деформационно-прочностные свойства модифицированных ПЭНД ухудшаются незначительно. Вместе с тем величина sв снижается с повышением температуры диффузии от 353 до 383 К.

Таким образом, модифицирование ПЭНД смесью АК (0, 5%) и ПДК (0, 3%) позволяет получать материалы с улучшенными свойствами. Прививка АК к ПЭНД существенно не влияет на его электроизоляционные характеристики [62].

При модификации ПВХ и его смесей с АБС СПЛ продуктами прививки винилацетата (I) и винилхлорида (II) на АПП удается достичь повышения прочности при растяжении и ударопрочности с надрезом [63].

Установлено, что адгезионные и когезионные свойства АПП резко возрастают при его модификации МА, АК и ее эфирами и бутилакрилатами. Смеси на основе этих привитых полимеров являются высокотемпературными адгезивами [64].

Прививка позволяет значительно повысить адгезию ПО к различным материалам. Содержание около 4 мол.% ПАА в виде ветвей, привитых к СЭП, почти в 5 раз по сравнению с исходным сополимером увеличивает его адгезию к алюминиевой фольге [65]. Поверхностной прививкой к ПЭ, например, винилпирролидона улучшается восприимчивость ПЭ к печатным краскам. Введение в состав ПО функциональных групп, способных к взаимодействию с основными или кислотными красителями путем прививки полимеров АК и МАК, акрилонитрила, акриламида, винилпиридина и других полимеров, увеличивает сродство полимера к красителям. Для необходимого повышения способности к окрашиванию требуется небольшая степень прививки (4-8 вес.%), при которой механические свойства полимера существенно не изменяются [66, 67].

Продукты прививки ряда полисилоксановых соединений к ПЭ [68, 69] отличаются высокой термостабильностью к действиям коронного разряда и длительных механических нагрузок.

Прививку можно проводить либо в массе полимера, либо к поверхностному слою изделия (волокна, пленки и т. п.), а также в растворе и из газовой фазы. Основными параметрами, определяющими скорость прививки, являются степень предварительного окисления ПО, температура, концентрация мономера и продолжительность процесса. В любом случае необходимое условие прививки заключается в создании в макромолекулах активных центров, способных инициировать рост привитых ветвей. К основным методам активации ПО относятся предварительное окисление с образованием гидроперекисных групп, при последующем разложении которых образуются свободные радикалы как инициаторы роста привитых цепей, радиационное воздействие с использованием в качестве источников излучения чаще всего ускорителей электронов и 60Со. Также инициирование привитой сополимеризации может осуществляться воздействием УФ-света на систему полимер - мономер в присутствии фотосенсибилизатора, который, поглощая энергию ультрафиолетовой радиации, передает избыточную энергию полимеру, что приводит вследствие разрыва ковалентных связей к образованию макрорадикалов, инициирующих привитую сополимеризацию.

Гидропероксидация ПП (1), содержащего третичный атом углерода, может происходить в мягких и гетерогенных условиях преимущественно в аморфных областях и на поверхностях кристаллических образований с использованием в качестве окисляющих агентов кислорода или озона. При повышении температуры и в результате подвижности элементов надмолекулярной структуры прививка становится возможной и в кристаллических областях. Содержание гидроперекисных групп во времени меняются экстремально (рис.18), так как вслед за их образованием начинается разложение по би- (2) или мономолекулярному механизмам (3):

 

Гомополимеризация полимера за счет инициирования гидроксильным радикалом подавляется использованием окислительновосстановительных систем или проведением прививки в газовой фазе, поскольку скорость реакций передачи цепи в последнем случае очень мала.

При исследовании прививки ПАН на ПП-волокно было найдено, что скорость прививки пропорциональна концентрации гидроперекисных групп в первой степени. С повышением температуры возрастает скорость разложения гидроперекисных групп, так же как и привитой сополимеризации.

Активация полимера для последующей прививки может осуществляться и радиационным воздействием, причем радиационно-химическая прививка может протекать как по радикальному, так и по ионному (прививка a-метилстирола, изобутилена, винилбутилового эфира к ПЭ) механизмам.

Основным фактором, определяющим процесс радиационной прививки, является доза облучения, с увеличением которой содержание макрорадикалов повышается:

где К1 – константа скорости образования макрорадикалов; I – доза облучения; t - продолжительность существования свободных радикалов; T – продолжительность облучения.

Сопоставление радиационной и инициированной перекисью бензола привитой сополимерации стирола на ПЭ-пленку было проведено Ченом и Фридландером [70]. Прививка проводилась тремя методами: g -облучением пленки в жидком мономере при комнатной температуре, b -облучением пленки на воздухе с последующим погружением ее в мономер с температурой 65 оС и обработкой пленки жидким мономером, содержащим перекись бензоила при 65оС. Наиболее высокая степень прививки была достигнута при использовании предварительно облученной на воздухе пленки, минимальная – при инициировании реакции перекисью бензоила.

Следует отметить, что концентрация свободных радикалов непосредственно после облучения и при последующей экспозиции на воздухе значительно выше у ПО с большей степенью кристалличности, поскольку захваченные радикалы накапливаются преимущественно в регулярных кристаллических образованиях, в которых возможностей для их рекомбинации значительно меньше (рис.19). Этим можно объяснить факт понижения скорости и степени прививки на ориентированное ПП-волокно по сравнению с неориентированным.

Радиационная привитая сополимеризация из газовой фазы на вытянутых ПО-волокнах и пленках, протекающая в адсорбционном слое, благодаря матричному влиянию структуры ориентированного полимера приводит к образованию привитого слоя в ориентированном состоянии [71, 72]. Этот эффект наблюдался при полимеризации акрилонитрила, винилиденхлорида, винилхлорида на вытянутых ПЭ- и ПП-пленках и волокнах. Привитой слой может быть подвергнут химическим превращениям, например дегидрохлорированию, без нарушения ориентации.

Радиационная сополимеризация АК из газовой фазы на вытянутой ПЭ-подложке приводит к образованию привитой ПАК изотактического строения [73]. Показана также возможность получения методом радиационной газофазной сополимеризации на ПЭ-подложке привитого стереорегулярного ПАН [74].

Таким образом, установлено, что при радиационной привитой сополимеризации на вытянутых ПЭ-пленках подложка обладает матричным влиянием, проявляющимся в ориентировании молекул мономера при их присоединении к растущей цепи и в задании геометрического направления роста привитых цепей. Возможность использования полимерной подложки в качестве матрицы, определяющей формирование привитого полимера, известна и для фотохимической привитой сополимеризации [75].

Еще одним практически ценным является фотохимический способ активации полимеров, протекающий по радикальному механизму. Фотохимическим методом на ПЭ-пленки прививался ПАА с использованием в качестве сенсибилизатора бензофенона [76, 77]. Также виниловые мономеры прививались на ПП[78] при использовании системы бензофенон – соль двухвалентного металла переменной валентности. Добавка ацетата меди или кобальта увеличивает выход продукта прививки, поскольку предполагается, что в присутствии соли семихинонный радикал бензофенона окисляется до бензофенона.

Фотохимическая прививка 6—8% ПАК на ПЭ-пленку улучшает прочностные характеристики пленки на 50—60%, повышает ее адгезию и сообщает пленке способность к термоусадке [79]. Отличительной особенностью ПЭ-пленок с привитым ПВИ является повышенная стойкость к термоокислительной деструкции. Как полагают [80], стабилизирующий эффект обусловлен продуктами термолиза привитого ПВИ, представляющими собой циклические структуры с системой сопряженных связей.

Ориентирующее влияние полимерной подложки может проявляться и в случае прививки из жидкой фазы. Этот вывод был сделан при изучении радиационной прививки глицидилметакрилата на ПЭ-пленку по двум вариантам: с предварительным облучением пленки и при совместном ее облучении с мономером [81]. Ориентация в привитом слое объясняется протеканием прививки в микроканалах (межфибриллярных каналах) ПЭ.

Привитые сополимеры ПС с ПЭ, СЭП после сульфирования или аминирования привитых цепей ПС обладают ионообменными свойствами [82-85]. Обменная емкость таких катионитов и анионитов составляет около 4 мг-экв/г. Ионообменные мембраны, полученные прививкой на ПЭ-пленку ПС с последующим фосфонированием, обладают обменной емкостью до 5, 5 мг-экв/г [84].

Среди специфических свойств, проявляющихся у ПО в результате прививки, можно отметить пониженную газо- и паропроницаемость. Прививка небольших количеств ПС, ПАН на ПЭ-пленку сопровождается увеличением плотности упаковки в аморфных областях, что и приводит к уменьшению проницаемости пленки. При больших степенях прививки проницаемость возрастает, очевидно, вследствие аморфизации полимера [86].

Стирол-бутадиеновые и подобные им блок-сополимеры при обычных температурах ведут себя подобно сшитым структурам (из-за отсутствия молекулярной подвижности полистирольных блоков). При нагревании в области температуры стеклования осуществляется переход в высокоэластическое состояние, т.е., по существу, такая полимерная система ведет себя как система с обратимой трехмерной структурой. Это дает возможность создавать на основе таких пластиков различные материалы специального назначения.

При взаимодействии УПС, сополимера стирола с акрилонитрилом или СКЭП с ненасыщенными мономерами и полибутилентерефталатом получают композиции, обладающие высокими показателями прочности и относительного удлинения [87].

ПС, модифицированный металлфталоцианиноктакарбоно-вой кислотой, обладает хорошими каталитическими свойствами [88].

Формованные изделия с высокими показателями химического сопротивления агрессивным средам, теплостойкости и степени кристалличности получают использованием кристаллических стирольных полимеров, синтезированных на основе стирола, его алкил-, алкокси- и галогензамещенных стиролов или эфиров винилбензойных кислот. В указанные полимеры вводят необходимые добавки (наполнители, пластификаторы, антиоксиданты) [89].

При изучении продукта прививки ПММА к ИПП были обнаружены сферолиты, типичные для исходного ПП [90]. Это связано с гетерогенным характером прививки, обусловливающим участие в ней лишь части полимера. Удаление из продукта реакции ИПП позволило установить, что привитой сополимер образует фибриллярные структуры, очевидно, в результате упорядочения основных цепей привитого сополимера.

Рассмотрены процессы привитой сополимеризации и механического смешения в массе при получении высокоударопрочного ПС, а также свойства специальных каучуков на основе высокоударопрочного ПС [91].

Изучали УПС с привитой эластомерной фазой на основе бутадиена и акрилатов, характеризующийся тем, что 40 - 100% эластомерной фазы за вычетом привитой части присутствует в виде частиц, внутренняя часть которых состоит из звеньев акрилата, а внешняя - из звеньев бутадиена, содержащих > 90% связанного стирола [92].

Путем введения в полистирол СКЭП с последующим введением в систему кислот Льюиса, обеспечивающих протекание катионных реакций (деструкции, сшивки и прививки), создан высокоударопрочный УПС. При содержании 20% каучука ударная вязкость материала возрастает в 3 раза, тогда как разрывная прочность - лишь на 20% [93].

Фоточувствительные полимеры п - метилстирола с высоким содержанием кремния, получены взаимодействием частично литированного полимера п -метилстирола с соединениями Si [94].

Сополимеризация смеси этилена и пропилена в присутствии синдиотактического ПП используется для получения прозрачных композиций с повышенной ударопрочностью [95].

В работе [96] два симметричных сополимера стирол-бутадиен-стирол с различной исходной морфологией привиты различными количествами замещенного изобутилом ПОСС. Морфологию и фазовые переходы изобутил-ПОСС-модифицированный стирол-бутадиен-стирол изучали, используя малоугловое рентгеновское рассеяние и реологич. методы. Прививка изобутил-ПОСС к бутадиеновому блоку не изменяла ближний и дальний порядок в морфологии СБС. Установлено, что привитой изобутил-ПОСС хорошо распределен внутри бутадиеновых доменов и не взаимодействовал со стирольными доменами, прививка изобутил-ПОСС не влияла на разделение между доменами бутадиена и стирола. Однако, присоединение изобутил-ПОСС снижало общий объем полистирола, такая модификация эффективно изменяла фазовую диаграмму в сторону снижения содержания стирола. Это подтверждается измерениями малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и температур перехода при различной морфологии полимера.

Модифицированные путем радикальной прививки бифункциональных производных кислотоксазолина крахмалы могут применятся для смешивания с различными полимерами, содержащими COOH-; NH2-; меркапто- или эпоксигруппы [97]. Эффективно регулировать гидрофильные и гидрофобные свойства целлюлозы возможно осуществляя ее прививку поли-2-метил-2-оксазолиновыми катионами и полиизобутилвиниловым эфиром в присутствии метил- п -толуолсульфонатов [98].

Полиамидоксимы, получаемые двукратной модификацией карбоксиметилцеллюлозы, используют для сорбции ионов металлов. Первоначально проводят прививку акрилонитрила на карбоксиметилцеллюлозу в виде натриевых солей в присутствии в качестве инициатора аммонийнитрата церия. Амидоксимные группы получают при обработке привитых полиакрилонитрильных блоков гидроксиламином [99].

Сшивка

Формирование трехмерной структуры путем введения агентов химического сшивания в ряде случаев является важной технологической задачей (при получении целлюлозы и каучука с высокой ударной вязкостью и стабильных материалов типа ионообменных смол, покрытий, водонерастворимых клеев и т.п.).

Сшивка может осуществляться на стадиях: синтеза полимера (получение, например, сшитых композиций в процессе сополимеризации алкенилсилана и пропилена в присутствии стереорегулярных катализаторов [100]); переработки на обычном оборудовании переработки пластмасс и каучуков (например, сшивание ПЭ пероксидами [25, 101] и многофункциональными мономерами [102, 103] в процессе экструзии) [104]; готового изделия. Известны также способы сшивки в органических растворителях углеводородного типа в присутствии различных перекисей [105], водных растворах [106], под действием энзимов [107], тяжелых ионов [108]. В последнее время разработаны методики с использованием ВД-, УВЧ-токов [109], а также ионизирующего облучения [110], света [111]. Посредством УФ-облучения можно сшивать полиэтилен и полипропилен на стадии импрегнирования в присутствии несущих карбонильные группы фотоинициаторов и сшивающих веществ в отсутствии кислорода [112], полимеры с аминокислотными группами, образующие различные коллагены [113].

Присутствие гидратированной кремниевой кислоты в качестве сенсибилизатора позволяет снизить необходимую для сшивки дозу [114]. Диеновые каучуки обычно сшивают серой по связям С=С (серная вулканизация). В качестве агентов серной вулканизации могут быть использованы относительно стабильные вещества с незначительной реакционной способностью. Ввод в систему небольшого числа групп СООН позволяет осуществлять сшивание либо путем образования солей, либо введением различных сшивающих агентов. В широко распространенных этилен-пропиленовых каучуках связь С=С отсутствует и вулканизация серой невозможна. В сополимерах несопряженных диенов типа (13, 14) вулканизация осуществляется через незначительное число ненасыщенных связей в боковых цепях, которые легко сшиваются (в условиях, соответствующих радикальной полимеризации) дивинильными мономерами или бисакрилатами.

Трехмерные структуры могут иметь обратимый характер. В указанном ниже полиэфире при нагревании до 100 оС протекает реакция Дильса-Альдера с образованием поперечных связей, которые при дальнейшем нагревании разрушаются (обратная реакция Дильса-Альдера):

Основным результатом воздействия на ПЭ ионизирующего излучения является, как известно, образование поперечных связей между макромолекулами и деструкция макромолекул. Эти акты, преобразующие ММР ПЭ, существенно влияют на его физико-механические свойства [18]. Обычно исследования, посвященные сравнительной оценке актов сшивания и деструкции, проводили в области доз, превышающих дозу гелеобразования. Эта оценка наиболее часто осуществляется по уравнению Чарльза-Пинера [115], так как наличие пространственной сетки не позволяет полностью растворить полимер. В то же время попытки изучения влияния облучения на ММР, облученного дозой, меньшей, чем доза гелеобразования, очень редки. Предложена методика расчета указанных параметров на примере сверхвысокомолекулярного ПЭ (М> 106). Кроме молекулярных характеристик необлученного и облученного образцов, экспериментально определены средние числа сшивок макромолекул, произведен расчет этих характеристик и вычислены вероятности актов сшивания и деструкции на ранней стадии облучения [116].

Большое распространение получило также фотоинициированное сшивание в присутствии различных фенолов и изоциануратов в качестве, соответственно, фотоинициатора и сшивающего агента [117]. Установлено, что при фотохимическом сшивании тонких (0, 1 мм) пленок ПЭВД, содержащих инициаторы (ксантон или бензофенон), добавки ТАЛЦ, ТАИЦ и других веществ способны существенно повысить выход сшивок при УФ-облучении [103]. Очень высокую гель-фракцию при малых временах облучения получали и в толстых образцах.

Изучены зависимости эффективности фотохимического сшивания ПЭ в присутствии полифункциональных мономеров от плотности потока квантов падающего УФ-света, температуры, толщины пленок, природы и концентрации инициаторов. Установлено, что при фотохимическом сшивании ПЭВД-пленок, содержащих ТАЛЦ или ТАИЦ, в ИК-спектрах уменьшается интенсивность поглощения в полосах их аллильных групп (1000 и 935 см-1). Количественную оценку конверсии полифункциональных мономеров осуществляли на композициях, содержащих ТАЛЦ, так как при его полимеризации или прививке полоса поглощения триазинового кольца (820 см-1) может быть использована в качестве внутреннего стандарта. Определенная таким образом степень конверсии аллильных групп ТАЛЦ повышается с увеличением температуры и зависит от природы инициатора.

Полученные результаты позволяют сделать следующее заключение. Во-первых, выход гель-фракции тесно связан со степенью конверсии аллильных групп в полифункциональных мономерах, которая, в свою очередь, зависит от условий облучения. Во-вторых, эти вклады достаточно высоки, особенно при низких концентрациях инициатора, малых временах облучения, и несколько уменьшаются при переходе от бензофенона и ксантона к ЭАХ. В-третьих, зависимости эффективности гелеобразования от концентрации инициатора и толщины пленки при ограниченных временах действия УФ-света (не приводящих к расходованию всего содержащегося в пленке инициатора) сглаживаются при повышении температуры, особенно при переходе образцов в расплавленное состояние и при введении в композицию полифункциональных мономеров.

Молекулы полифункциональных мономеров, присоединяясь к макрорадикалам, не увеличивают их количества. Однако, если исходный макрорадикал неустойчив или малоподвижен, а радикал, образовавшийся при присоединении мономера, становится активным участником процессов полимеризации и рекомбинации, это может повышать эффективность процесса сшивания [118]. Такой механизм должен быть эффективен для неустойчивых радикалов, образующихся в ПП или напряженных проходных цепях ПЭ [119]. Однако доля последних в неориентированных образцах ПЭ невелика и мало вероятно, что стабилизация образовавшихся на них радикалов исчерпывает положительный вклад полифункциональных мономеров в процессе сшивания. Ограничивая стадию инициирования только реакцией фотовосстановления инициатора (в данном случае ксантона) и учитывая, что УФ-облучение осуществляли на воздухе, можно предположить следующую схему основных радикальных процессов при фотохимическом сшивании ПЭ в присутствии полифункциональных мономеров Х.

Инициирование:

 

 

Продолжение цепи:

 

Передача цепи:

 
 

 

 


Обрыв цепи:

 

Триплетная радикальная пара, образовавшаяся на стадии фотовосстановления ксантона, может распасться, инициируя радикальные реакции (1), или погибнуть в результате рекомбинации в клетке, что характерно для полимерной матрицы [120]. Такая рекомбинация приводит к регенерации ксантона (2’) или через образование неустойчивого аддукта к алкилированному ксантгидролу (2) [121]. Положительное влияние полифункциональных мономеров на стадии инициирования может заключаться в облегчении распада этой радикальной пары при акцептировании одного из радикалов (3), (3’). Ранее было показано, что клеточный эффект при фотовосстановлении бензофенона в ПП уменьшается по подобному механизму с участием молекул О2 [122]. Этот механизм можно предложить и для ускоряющего влияния добавки на сшивание ПЭ, инициированное пероксидами, так как значение клеточного эффекта при распаде последних также достаточно велико [123].

На стадии роста цепи (4) Х может достаточно эффективно конкурировать с реакциями окисления (5) [114]. Существенное влияние на процесс образования сетки химических узлов в ПЭ должны оказывать и реакции присоединения макрорадикалов к привитым полимерным цепочкам Х (7). По-видимому, ими объясняется значительная глубина расходования аллильных связей ТАЛЦ, достигающая 90 %. Следует отметить, что помимо образования сшивки в реакции (7) сохраняется радикальный центр, способный участвовать в дальнейших реакциях. Велика вероятность того, что этот центр непосредственно или после перегруппировки становится аллильным. Являясь относительно долгоживущими в кристаллическом ПЭ и обладая значительным поглощением в УФ-области спектра, он может участвовать в фоторадикальных реакциях (8), приводящих к образованию сшивок [124]. На стадии обрыва цепи рекомбинация радикальных центров R(X) n · (10) должна облегчаться вследствие их большей подвижности по сравнению со вторичными алкильными макрорадикалами. Изменение топологии образующейся сетки химических узлов в ПЭ в результате участия в ее формировании полимерных цепей ТАЛЦ или ТАИЦ подтверждено данными физико-механических испытаний фотохимически сшитых ПЭ-пленок [103, 110].

Применение одного из хлоридов (AlCl3 или SnCl4), а также замена CH2Cl2 на MeNO2 приводит к значительной сшивке ПС за счет образования метиленовых мостиков между бензольными кольцами. Степень сшивки сшитого на 2% ПС после хлорметилирования увеличивается до 5 - 6% [125].

Изучали образцы ПС, сшитые полисилоксанами с концевыми метакрилатными группами. Обнаружили лишь слабую зависимость значений температуры стеклования от плотности сшивки. Температурные переходы типа жидкость- жидкость, имеющие место при температурах выше температуры стеклования, зависят от плотности сшивки образцов [126].

Полимеры с ковалентносвязанными функциональными группами получают при сшивке с дегидратацией полисиланов, полисилазанов, полисилоксанов и поликарбосиланов с несколькими SiH-группами в молекуле и спиртов или аминов [127].

Эпоксидированные полидиены для адгезивов, герметиков и покрытий сшивают ароматическими ангидридами (фталевый, метилфталевый ангидрид) при мольном отношении эпоксидных групп к ангидридным от 0, 5 до 2, 0 при температуре выше 100p за период от 10 минут до 6 часов [128]. Новый класс исскуственных древесных полимеров разработал Кобаяши с сотр. путем сшивки фенольных полимеров и фенолсодержащих производных целлюлозы [129].





© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.