Полиамидные покрытия

Покрытия из полиамидных композиций для отделки волокнистых материалов

В качестве пленкообразующих для получения покрытий на тканях и нетканых материалах применяются полиамиды различного химического состава [16]. В табл. 5.12 приведены составы полиамидов для отделочных покрытий.

Таблица 5.12

В зависимости от соотношения указанных исходных компонентов можно получить полиамиды, различающиеся числом полиамидных групп в цепи и расстоянием между ними. С уменьшением расстояния между функциональными группами усиливается межмолекулярное взаимодействие в системе и повышается жесткость макромолекул. Покрытия формировались из 20%-ных растворов полиамидов в смеси воды и этанола в соотношении 1:4.

Данные исследования влияния химического состава полиамидов различных марок на внутренние напряжения и теплофизические свойства покрытий приведены в табл. 5.13.

Таблица 5.13

Из данных таблицы видно, что наибольшие внутренние напряжения возникают в покрытиях на основе полиамида 6/66/610-2, содержащего значительное количество соли себациновой кислоты и гексаметилендиамина (соли СГ). Уменьшение в составе полиамида соли СГ и повышение содержания капролактама приводит к снижению внутренних напряжений. Однако покрытия из полиамидов, не содержащих соль СГ, имеют плохую адгезию к материалу и самопроизвольно отслаиваются в процессе формирования при сравнительно небольшой толщине пленки (около 30 мкм). Наилучшие адгезионные свойства обнаруживают покрытия на основе полиамида 6/66/610-1.

Внутренние напряжения и адгезионная прочность покрытий из полиамидов зависят от степени разветвленности и гибкости полимерной цепи. В покрытиях из полиамида 6/66-4 с жесткой цепью вследствие плохой адгезии наблюдаются меньшие внутренние напряжения. С повышением гибкости полимерной цепи путем введения соли СГ повышается возможность взаимодействия функциональных групп с поверхностью подложки, что приводит к увеличению адгезионной прочности покрытий в 1,5-2 раза по сравнению с покрытиями на основе полиамида 6/66-4. Гибкость полимерной цепи оказывает влияние и на теплофизические характеристики покрытий: с увеличением жесткости макромолекул теплофизические характеристики уменьшаются.

Надмолекулярная структура полиамидных покрытий существенно зависит от состава полимера. Методом электронной микроскопии изучена структура покрытий, полученных из полиамидов 6/66/610-1 и 6/66-4, наиболее значительно различающихся по механическим и теплофизическим показателям. Исследования проводились методом углеродно-платиновых реплик с применением кислородного травления образцов, а также ультразвукового диспергирования пленок. Установлено, что структура полиамидных покрытий является глобулярной. Размер глобул увеличивается с повышением жесткости полиамида и для систем 6/66-4 и 6/66/610-1 составляет соответственно 100 и 50 нм. Для повышения адгезионной прочности полиамидных покрытий поверхность подложки предварительно модифицировалась полиэфирной грунтовкой ПЭШ; при этом внутренние напряжения в покрытиях уменьшаются в 1,5-2 раза и составляют в зависимости от состава полиамида 0,6-1,7 МПа.

Изучена кинетика нарастания внутренних напряжений при формировании покрытий из раствора полиамида 6/66/610-1, характеризующегося наибольшей адгезионной прочностью. Отверждение покрытий проводили при 50°С с последующим формированием при комнатных условиях. Отмечено, что внутренние напряжения достигают предельного значения через 2 ч отверждения с последующей релаксацией при комнатных условиях.

Для снижения внутренних напряжений в состав композиций вводили пластификатор КПТ, содержащий 40% касторового масла и 60% триэтиленгликоля, в количестве до 7%. Введение пластификатора способствует снижению внутренних напряжений более чем в 2 раза и дает возможность получать покрытия большей толщины без их самопроизвольного отслаивания в процессе формирования. Однако покрытия на основе пластифицированного полиамида имеют неоднородную дефектную структуру из агрегированных структурных элементов и недостаточно долговечны. При старении под действием ультрафиолетового излучения ламп ПРК-2 они разрушаются через 15-20 ч облучения.