4.5.6. Влияние природы и состава смеси полимеров на структурообразование в растворах
Структурированные растворы полимеров, обладающие тиксотропными свойствами, находят широкое применение при изготовлении печатных красок на основе пигментов, в качестве шлихтующих и аппретирующих материалов, как загустители при печатании рисунков на тканях пигментами и красителями. Тиксотропные свойства растворов полимеров необходимы для формирования структурированных пленок на поверхности волокон.
Степень разрушения a и тиксотропного восстановления (1-a) структуры можно охарактеризовать по вязкости
a = (h0-h) /(h0- hm) , (2.4.72)
где h0,hm – наибольшая и наименьшая вязкости течения растворов полимеров без разрушения и при полностью разрушенной структуре; h – эффективная вязкость при заданном напряжении течения.
Многочисленные исследования А.В. Сенахова показали, что подавляющее большинство загусток для печатных красок подчиняется уравнению (2.4.65) течения растворов с жидкообразоной структурой. Он установил связь размывания контура рисунка со способностью к восстановлению структуры печатных красок.
На рис. 2.47 показаны кривые течения некоторых загусток в координатах уравнения (2.4.65). Отрезок, отсекаемый на оси ординат при g®0, соответствует величине (1 /h0 ), т.е. текучести без разрушения структуры.
Рис.2.47. Зависимость текучести растворов полимеров от градиента скорости течения для различных концентраций полимеров: 1-13% крахмала; 2- 12% сольватозы; 3- 85 ПАА; 4-13 % КМЦ. |
Для каждого полимера существует некоторая критическая концентрация структурообразования (ККС), ниже которой раствор ведет себя как ньютоновская жидкость, а выше – возникает пространственная сетка из макромолекул полимера.
Эта критическая концентрация, также как и другие характеристики течения структурированных растворов полимеров, зависит от молекулярной массы, температуры, конформации макромолекул в растворе, взаимодействия полимерных молекул с растворителем и др. Например, для карбоксиметилцеллюлозы в 0,1 н. растворе хлорида натрия с молекулярной массой М = 3,6×106 при температуре 25оС ККС = 0,6 % (по массе).
При использовании их при шлихтовании нитей обычные технологические концентрации растворов полимеров составляют 2-6 %, а для загусток – 8-15 %, т.е. лежат значительно выше ККС.
Проводятся исследования возможного снижения эффективной концентрации технологических растворов полимеров, основанные на использовании некоторых веществ, регулирующих структурообразование при изменении равновесия межмолекулярного взаимодействия макромолекул между собой и растворителем. Один из возможных путей такого регулирования – использование смесей полимеров.