Физическая (структурная) модификация

Физическая (структурная) модификация - направленное изменение физических свойств полимеров, осуществляемое преобразованием их надмолекулярной структуры под влиянием внешних воздействий: механических; температурно-временного режима структурообразования твердого полимерного тела из расплава; природы растворителя и режима его удаления при образовании из растворов полимеров покрытий, пленок и волокон; малых количеств других веществ [1].

При физической модификации в отличие от химико-физической, строение молекул сохраняется. Направленное изменение и регулирование физической структуры кристаллических полимеров является эффективным способом повышения самых разнообразных свойств (физико-механических, термостабильности и других) полимеров [2].

К числу основных проблем, возникающих при проведении структурной модификации, можно отнести энергоемкость процесса при длительной выдержке расплава полимера при повышенных температурах и различном давлении, необходимость введения новой стадии обработки продукта для преобразования уже сложившейся надмолекулярной структуры материала путем механических воздействий, например, прокатки, и использование дополнительных реагентов для управления условиями испарения растворителя или осаждения полимера из растворов полимеров.

Во многих случаях физической модификации (наполнении, смешении) образуются композиционные материалы (КМ), однозначного определения которым не дано. Наиболее приемлемым можно считать определение, по которому под композиционными понимаются «материалы, образованные сочетанием двух или большего числа химически разнородных компонентов с четкой границей между ними» [3]. В полимерном КМ непрерывная фаза или дисперсионная среда образована полимером, а дисперсная фаза - любым диспергированным веществом. Следует отметить, что под данное определение не попадает пластификация полимеров, поскольку между компонентами системы нет четкой границы раздела.

КМ классифицируют по различным признакам, в частности, поскольку все они состоят из полимерной матрицы и наполнителя, то, по мнению А.Е.Заикина, «можно провести классификацию по агрегатному состоянию и геометрической форме наполнителя [3]. Все наполнители могут находиться в полимерной матрице в твердом, жидком и газообразном состояниях, и как особый вид состояния наполнителя можно выделить полимерное состояние». Твердые наполнители, как правило, играют усиливающую роль, повышая прочностные свойства полимеров, кроме того, придают им нужный цвет, липкость к металлам и другим веществам, электропроводность, теплопроводность, снижают коэффициент трения и горючесть; волокнистые и пластинчатые также усиливают полимеры, но в основном реактопласты; газообразные – позволяют получать звуко- и теплоизоляционные материалы, чувствительные к ударам и вибрации, мягкие игрушки.