Покрытия из смесевых композиций на основе полиамида

Внутренние напряжения в покрытиях из полиамидов могут быть значительно снижены при модифицировании каучуком или поливинилхлоридом. Был исследован полиамид, содержащий 65% капролактама и по 17,5% солей себациновой и адипиновой кислот с гексаметилендиамином. Покрытия из расплава полиамида характеризуются высокой прочностью при растяжении (около 50 МПа), меньшими, внутренними напряжениями по сравнению с покрытиями из растворов полиамида и недостаточной адгезионной прочностью, в результате они самопроизвольно отслаиваются при формировании и хранении образцов в комнатных условиях.

Методом электронной микроскопии с применением кислородного травления было установлено, что структура покрытий из расплава полимера состоит из пачечных структурных элементов. Пачки неоднородны по размеру и состоят из более мелких структурных элементов. Обнаруживаются также агрегаты из пачек, образующие структуры полосатого и сетчатого типа.

Покрытия из расплава полиамида неустойчивы к термическому воздействию и ультрафиолетовому излучению. В последнем случае деструкция происходит после 16 ч облучения. Покрытия из ПВХ имеют более чем в 5 раз меньшие внутренние напряжения (по сравнению с покрытиями из полиамида) и более высокую адгезионную прочность. Структура пленок из расплавов ПВХ состоит из коротких цепочек, образованных глобулами размером до 6 нм. В среднем в состав каждой цепочки входит до 5-10 таких глобул. Совмещение ПВХ и полиамида осуществлялось каландровым методом в течение 15-18 мин при 150°С. Механические и теплофизические свойства полиамидных покрытий зависят от содержания ПВХ (табл. 5.17).

Таблица 5.17

Как видно из данных табл. 5.17, с повышением содержания ПВХ в композиции наблюдается монотонное снижение внутренних напряжений и удельного сопротивления, повышение теплофизических параметров покрытий. Характер изменения внутренних напряжений коррелирует с прочностью пленок при растяжении. Покрытия из модифицированных композиций по сравнению с покрытиями из исходных компонентов имеют более высокие адгезионную прочность и устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения. Методом электронной микроскопии установлено, что уже при 30%-ном содержании ПВХ в композиции пачечная структура, характерная для полиамидов, не проявляется, а наблюдается структура глобулярного типа, неоднородная по размеру глобул. С увеличением содержания ПВХ до 50% глобулы образуют структуры цепочечного типа, аналогичные структурам в покрытиях из ПВХ, но отличаются от них большим размером структурных элементов (до 50-100 нм).

Значительное снижение внутренних напряжений в полиамидных покрытиях и повышение теплофизических параметров обнаруживается при модифицировании полиамида в расплаве бутадиен-нитрильным каучуком, содержащим 36,9% нитрила акриловой кислоты. В табл. 5.18 приведены данные о влиянии содержания каучука в полиамиде на свойства покрытий.

Таблица 5.18

Из данных табл. 5.18 видно, что пленки из композиции, содержащей 30% каучука, имеют высокие прочность при растяжении и разрывные удлинения и сравнительно небольшие внутренние напряжения. С увеличением содержания каучука (более 30%) физико-механические свойства резко ухудшаются; при этом внутренние напряжения снижаются незначительно. Методом электронной микроскопии установлено, что в пленках каучука, полученных из расплава каландровым методом, наблюдается структура из плоских анизодиаметричных структурных элементов. При модификации полиамида каучуком (в количестве 30%) формируется мелкая глобулярная структура. При последующем увеличении содержания каучука в композиции наблюдается агрегация глобул с образованием неоднородной дефектной структуры. Пленки и покрытия из полиамида, модифицированного 30% каучука, менее стойки к термическим воздействиям и ультрафиолетовому излучению по сравнению с образцами из полиамида, модифицированного ПВХ. Наибольшую стойкость к этим воздействиям имеют покрытия из тройной композиции, содержащей равное количество полиамида, ПВХ и каучука. Покрытия из такой композиции отличаются однородной глобулярной структурой с размером структурных элементов 10-20 нм и применяются для изготовления дублированных технических материалов.