Ի՞նչ են կապող նյութերը և դրանց հիմնական գործառույթները

 

 

Ի՞նչ են կապող նյութերը և դրանց հիմնական գործառույթները

 

Ծածկույթների, թանաքների և սոսինձների արդյունաբերություններում հաճա՞խ եք բախվում հետևյալ մարտահրավերներին՝ ապակե հիմքերի վրա ծածկույթների պոկվելը եռացնելուց հետո, պղնձի կամ արծաթի վրա ջերմային հնեցումից հետո սոսնձման ամրության կտրուկ անկումը, թե՞ անհավասար ցրումը, երբ փոշե ծածկույթներին ավելացվում են հեղուկ սիլաններ:
Այս խնդիրները, որոնք կարող են թվալ «նյութական անհամատեղելիության» դեպքեր, հաճախ կապված են հիմնական հավելանյութի՝ կապակցող նյութի հետ։ Շատերը այն ընկալում են պարզապես որպես մի բան, որը «իրերը ավելի լավ է կպչում», բայց ինչպե՞ս է այն իրականում «կամուրջ կազմում» մոլեկուլային մակարդակում։ Ինչպե՞ս պետք է այն ընտրվի տարբեր համակարգերի համար, և որո՞նք են դրա կիրառման թաքնված թակարդները։

 

Այսպիսով, ի՞նչ է իրականումկապող նյութԿապակցող նյութը «մոլեկուլային կամուրջ» է, որը կարող է ռեակցիայի մեջ մտնել անօրգանական նյութերի (օրինակ՝ մետաղների, ապակու կամ լցանյութերի) մակերեսային ֆունկցիոնալ խմբերի հետ՝ միաժամանակ առաջացնելով քիմիական կապեր կամ մոլեկուլային խճճվածքներ օրգանական պոլիմերների (օրինակ՝ խեժերի կամ ռետինների) հետ։ Դրա հիմնական գործառույթը «անօրգանական-օրգանական միջերեսային անհամատեղելիության» հիմնարար կոնֆլիկտի լուծումն է։

 

Մանրամասն վերլուծություն. Կապակցող նյութերի «կրկնակի ֆունկցիայի» դիզայնը

Կապակցող նյութերը հասկանալու համար մենք նախ պետք է ճանաչենք նրանց ուղղված «հակառակորդներին»՝ անօրգանական նյութերի և օրգանական պոլիմերների միջև առկա ներքին հակադրությանը.

Անօրգանական նյութեր (մետաղներ, ապակի, տալկ, ապակեթել և այլն). Բարձր բևեռային, բարձր մակերևութային էներգիայով; մակերեսները հաճախ առանձնանում են հիդրօքսիլային խմբերով (-OH) կամ դատարկ օրբիտալներով (օրինակ՝ d-օրբիտալներ անցումային մետաղներում):

Օրգանական պոլիմերներ (էպօքսիդային խեժեր, պոլիուրեթանային խեժեր, ակրիլային խեժեր, պոլիպրոպիլեն և այլն): Թույլ բևեռային, ճկուն մոլեկուլային շղթաներով; հիմնականում ոչ բևեռային կամ թույլ բևեռային կառուցվածքներ, որոնք դժվարացնում են անօրգանական նյութերի հետ կայուն կապը:

Կապող նյութերի կառուցվածքային դիզայնը հարմարեցված է «երկու ծայրերն էլ բռնելու» համար՝ առանձնանալով «երկակի ֆունկցիոնալ» տերմինալներով։

 

Մի ծայրը «ամրացնում» է անօրգանական փուլը. Քիմիական կապ անօրգանական մակերեսների հետ

Որպես օրինակ վերցնելով լայնորեն օգտագործվող սիլանային միացման նյութերը, դրանց անօրգանական ծայրը սովորաբար բաղկացած է հիդրոլիզվող ալկօքսի խմբերից (-Si-OR, որտեղ R-ը մեթիլ է, էթիլ և այլն):

Հիդրոլիզ. Ջրի կամ խոնավության առկայության դեպքում -Si-OR-ը հիդրոլիզվում է՝ առաջացնելով սիլանոլային խմբեր (-Si-OH):

Կոնդենսացիա. Սիլանոլային խմբերը անօրգանական նյութի մակերեսին (օրինակ՝ -Si-OH ապակու վրա, -M-OH մետաղի օքսիդների վրա) ենթարկվում են ջրազրկման կոնդենսացիայի հիդրօքսիլային խմբերի հետ՝ առաջացնելով ուժեղ կովալենտային կապեր (-Si-O-Si- կամ -Si-OM-): Սա արդյունավետորեն «ամրացնում» է կապող նյութը անօրգանական մակերեսին:

Մետաղ-քելացնող սիլանները սա մեկ քայլ առաջ են տանում. լուծելով պղնձի, արծաթի կամ նիկելի նման մակերեսների վրա հիդրօքսիլային խմբի ցածր առկայության խնդիրը, դրանց մոլեկուլներում առկա հետերոցիկլիկ կառուցվածքները (որոնք պարունակում են ազոտի կամ ծծմբի նման ատոմներ) կարող են «կոորդինացիոն կապեր» ձևավորել դատարկ մետաղական օրբիտալների հետ: Դրանք կարող են նույնիսկ ստեղծել կայուն հինգ կամ վեց անդամանոց «քելացնող կառուցվածքներ». այս կապերն ավելի ամուր են, քան սովորական կովալենտային կապերը, հաղթահարելով ավանդական սիլանների պղնձի հիմքերին վատ կպչունության արդյունաբերական խնդիրը:

 

Մյուս ծայրը «ինտեգրվում» է օրգանական փուլի մեջ. կայուն կապ խեժի հետ

Կապակցող նյութի օրգանական ծայրը պարունակում է ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք նախատեսված են խեժի հետ ռեակցիայի մեջ մտնելու համար՝ համապատասխան խեժի կոնկրետ տեսակին.

Էպօքսիդային համակարգեր. Հագեցած էպօքսիդային խմբերով, դրանք կարող են անմիջականորեն մասնակցել էպօքսիդային խեժերի կարծրացմանը և խաչաձև կապմանը:

Ուլտրամանուշակագույն համակարգեր. Կրկնակի կապեր ունենալով՝ դրանք կարող են ուլտրամանուշակագույն լույսի ներքո ռեակցիայի մեջ մտնել ազատ ռադիկալների կամ կատիոնային համակարգերի հետ։

ՊՄ համակարգեր. Ամինո կամ իզոցիանատ խմբերի դեպքում դրանք կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել իզոցիանատի (NCO) հետ՝ առաջացնելով միզանյութային կապեր։

Ջերմապլաստիկ համակարգեր (PP/PE). Երկար ալկիլային շղթաներ կամ մալեինային անհիդրիդային խմբեր ներառելով՝ դրանք կապվում են խեժի հետ մոլեկուլային խճճվածքի միջոցով (օրինակ՝ տիտանիատային միացնող նյութեր):

 

Կապող նյութ ≠ Մակերևութային ակտիվ նյութ ≠ Դիսպերսանտ

Այս երեք տեսակի հավելումները հաճախ շփոթվում են, բայց հիմնական տարբերությունն այն է, թե արդյոք դրանք քիմիական կապեր են առաջացնում.

Մակերևութային ակտիվ նյութ. բարելավում է միջմակերեսային թրջվելիությունը հիդրոֆիլ-լիպոֆիլ խմբերի միջոցով; քիմիական կապեր չեն առաջանում, ինչը այն դարձնում է հակված միգրացիայի և փլուզման։

Դիսպերսանտ. Կանխում է լցանյութի ագլոմերացիան լիցքի վանման կամ ստերիկ խոչընդոտի միջոցով։ Հիմնականում հիմնված է ֆիզիկական փոխազդեցությունների վրա։

Կապող նյութ. առաջացնում է քիմիական կապեր՝ միացնելով ինչպես անօրգանական, այնպես էլ օրգանական փուլերը՝ գործելով որպես «մշտական» միջմակերեսային կամուրջ։ Այն ոչ միայն ցրում է լցանյութերը, այլև ուժեղացնում է միջմակերեսային կապի ամրությունն ու դիմացկունությունը։

Ստուգելվեբ էջերավելի շատ ապրանքների համար։ Ավելի մանրամասն տեղեկությունների համար, խնդրում ենքկապվեք մեզ հետ.