Основные проблемы при таких измерениях заключаются в следующем: ;1. Реология крас ...

Основные проблемы при таких измерени ... / Пленкообразование /



Прямые измерения реологических свойств при растекании

Прямые измерения реологических свойств при растеканииОсновные проблемы при таких измерениях заключаются в следующем: ;

1. Реология красочной пленки исключительно сложна не только в связи с вязкоэластическими свойствами, но и с нелинейностью.

2. Реология может быстро изменяться во времени вследствие изменений в составе (в процессе восстановления реологической структуры изменяется соотношение растворителей, меняется содержание нелетучих веществ и т. д. по мере испарения растворителя)

3. Вследствие малых объемов возможна также неоднородность состава по толщине пленки.

Особая роль, следовательно, должна отводиться быстрым методам анализа (короткое время определения и высокая скорость воспроизведения) и максимизации информации, получаемой из

каждого определения. По этой причине мы начинаем обзор с рассмотрения ударных и высокочастотных колебательных методов измерения вязкости.

Ударный метод (метод «отскакивающего» шарика). Ударные методы широко использовались в различных модификациях для испытания полимеровв виде цилиндрических или дисковых образцов и для испытания механических свойств отвержденных пленок в процессе их эксплуатации . Однако их использованию для изучения растекания пленок и процессов отверждения не придавалось значения, за исключением короткой работы Сноу .

Автор работы подтвердил оригинальные результаты Сноу. Типичные кривые показаны на рис. 12.2, где высота отскока шарика является функциеп времени высыхания краски. Данные получены для стального шарика диаметром 0,5 см (вес 0,5 г), ко торый сбрасывал нтга стетслянн у го плиткутсетщияМ хэ ко л о 1,25 см, окрашенную испытуемой краской. По мере сушки пленки в связи с испарением растворителя вязкость нарастает, следовательно.

Несмотря на эти недостатки, метод прост для реализации. Единственными необходимыми приборами являются стеклянные, металлические или даже деревянные пластинки, а также набор шариков различного диаметра или плотности и градуированная трубка для определения высоты отскока шарика. При регулируемом нагреве металлической плитки можно использовать эту методику для изучения процесса отверждения термореактивных систем, аналогично тому, как описано Гордоном и Гривсоном для полимеров. В отличие от метода катящегося шарика (будет описан ниже), эта методика дает возможность измерять увеличение пластичности пленки при отверждении.

Высокочастотные методы (методы импеданса). Механический импеданс волн эластического сдвига, распространяющихся в среде, изменяется ввиду присутствия вязкоэластичного слоя на поверхности среды. Если волны, проходящие через эластичный слой, полностью поглощаются этим слоем, изменения характеристического импеданса могут быть соотнесены с реологическими параметрами материала слоя. Это трудно получить для пленок многих красок, но, несмотря на это, метод можно использовать для измерения изменений происходящих в пленке при высушивании и отверждении.

На практике импульсы высокочастотных колебаний генерируются пьезоэлектрическим кристаллом, присоединенным к подложке. После прохождения через подложку затухающие колебания вновь преобразуются в электрический сигнал. Измеряются фазовый угол и затухание колебаний, а также изменение значений каждого из этих параметров, которые используются для сравнительной оценки скоростей изменений, протекающих в высыхающей и отвержденной пленках различных красок. Каждый из импульсов направляется на подложку под малым углом, а отраженные импульсы детектируются приемником кристаллом, как ЭТО сделано в приборе Майерса . В обоих случаях изучаемая краска наносится на подложку.

Хотя это точно не установлено, складывается четкое впечат ление, что эти методы orj)aHHeHbi чувствительностью приборов и могут использоваться для измерений в ограниченном диапазоне значений вязкоэластических параметров. Следовательно, для многих лакокрасочных материалов методики эти могут применяться для измерения свойств пленок только для ограниченной области общего процесса сущки отверждения пленок. Более того, как можно ожидать, адгезия высыхающей пленки к материалу подложки оказывает сильное (и, по видимому, неизвестное) влияние на результаты несколько меньшие частоты около 100 кГц.

Метод катящегося шарика. Этот метод, как и метод «отскакивающего» шарика, прост по замыслу и исполнению. Окрашенная панель наклоняется под определенным углом, и время, необходимое для того, чтобы маленький стальной шарик прокатился на определенное расстояние по окрашенной поверхности, измеряется как функция времени сушки (отверждения). В другом варианте расстояние, на которое прокатится шарик, измеряется как функция времени. Метод введен Вольфом и Зайдлером для изучения изменений вязкости в высоконаполненных эмалях, наносимых методом электрофореза. В этой работе выводится простая теория, основанная на рассмотрении баланса действующих сил, которую, однако, мы считаем неадекватной объясняемым результатам.

Недавно в работе описан остроумный автоматизированный вариант этого метода. Окрашенная панель помещается на наклоненный вращающийся стол, находящийся в камере с контролируемой температурой. Шарик располагается на краю панели и освещается источником света, который также освещает ряд фотоэлементов. Выход этих фотоэлементов используется для точного контроля скорости вращения стола, которая такова, что шарик остается неподвижным относительно пучка света. При развитии этой теории авторы сделали допущение, что такие факторы, как поверхностное натяжение и, соответственно, смачивание шарика, ускорение слоя краски при вращении и течение краски вокруг шарика, влияния не оказывают.

Работы, посвященные исследованию трения качения по поверхности твердых полимеров, а также методы механического испытания твердости пленок красок , могут создать впечатление, что величины эластичности могут быть получены так же, как и в методе «отскакивающего» шарика, но этого пока что не было сделано. В отличие от метода «отскакивающего» шарика, это может потребовать модификации экспериментальной методики.


Смотрите также:

Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия


Термины «paint» и «surface coating» часто используются как взаимозаменяемые. Термин «surface coating» является более общим и применим ...
Компоненты красок

Компоненты красок


Природа полимеровили смолДля красок различного целевого назначения сильно различается. Это обусловлено различиями в методах нанесения ...
Высокомолекулярные пуненкообразователи

Высокомолекулярные пуненкообразователи


Почти все высокомолекулярные полимерыполучают радикальной полимеризациейсмесей виниловых, акриловых или метакри ловых мономе ...





Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх