Для того чтобы максимально улучшить свойства и эксплуатационные характеристики материалов, необходимо понять, как молекулярные взаимодействия влияют на то, насколько хорошо полимерные фазы прилипают друг к другу в смесях. полимерные смеси и как они влияют на адгезию. Среди рассматриваемых взаимодействий - силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи, электростатические взаимодействия, ковалентные связи и запутывание. Сложная взаимосвязь молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз в смесях влияет на адгезию между полимерными фазами. Оптимизация адгезионной прочности и повышение эксплуатационных характеристик материала требуют понимания природы и важности этих взаимодействий.
Силы Ван-дер-Ваальса
На адгезию между полимерными фазами существенное влияние оказывают ван-дер-ваальсовы силы. Переходные изменения электронной плотности приводят к появлению таких слабых межмолекулярных сил, как дисперсионные силы Лондона и диполь-дипольные взаимодействия. Ван-дер-Ваальсовы силы способствуют физическому контакту и межмолекулярному притяжению между полимерными цепями, что способствует межфазной адгезии.Связывание воды
Одним из особых видов межмолекулярных взаимодействий, оказывающих большое влияние на прочность сцепления полимерных фаз, является водородная связь. Между атомами водорода и электроотрицательными атомами, такими как кислород, азот или фтор, могут образовываться водородные связи. Обеспечивая межмолекулярное притяжение и повышая совместимость, участки водородной связи в полимерных цепях могут улучшать межфазную адгезию.
Взаимодействие электрических зарядов
Притяжение или отталкивание заряженных групп в полимерных смесях приводит к электростатическим взаимодействиям. Электростатически взаимодействуя с противоположно заряженными или полярными группами в соседней полимерной фазе, заряженные группы, такие как ионы или полярные функциональные группы, могут поддерживать межфазную адгезию. Эти взаимодействия могут увеличить прочность адгезии и усилить межфазное сцепление.Ковалентное слияние
Прочность адгезии может быть значительно увеличена за счет ковалентной связи на границе раздела полимерных фаз. Прочные химические связи возникают благодаря такому типу взаимодействия, при котором происходит обмен электронами между атомами. С помощью реактивных групп или сшивающих веществ могут происходить ковалентные взаимодействия, позволяющие создавать долговременные связи, улучшающие межфазную адгезию и механические характеристики.Запутанность
Полимерные цепи смесей могут спутываться при контакте, увеличивая адгезионную прочность. При взаимодействии полимерных цепей друг с другом происходит их спутывание и физическая фиксация. Усиливая сопротивление межфазному разделению и повышая механические характеристики, спутанность полимерных цепей способствует межфазной адгезии.Энергия и напряжение на границе раздела
Межфазная энергия и натяжение являются ключевыми элементами адгезии между полимерными фазами и зависят от молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз. Если межфазное натяжение - это сила на единицу длины, действующая перпендикулярно границе раздела фаз, то межфазная энергия - это энергия, необходимая для формирования или расширения границы раздела фаз. Адгезионная прочность и межфазная стабильность полимерных смесей зависят от равновесия между межфазной энергией и натяжением.Межфазная акцептация
Кроме того, молекулярные взаимодействия влияют на то, насколько хорошо взаимодействуют две полимерные фазы на границе раздела фаз. Степень взаимной растворимости и смешиваемости полимеров называется совместимостью. В смесях полимеров благоприятные молекулярные взаимодействия, такие как водородные связи или определенные химические группы, могут повысить совместимость и улучшить адгезионную прочность и стабильность фаз.
