Файл: Брагинский, Г. И. Технология магнитных лент.pdf

нельзя, так как испарение полимера невозможно. О величине этого параметра можно судить только косвенно, исследовав набухание или растворение полимера в различных растворителях. За величину

Папков справедливо указывает [197], что параметр растворимости не имеет преимуществ перед другими параметрами, отража­ ющими энергию межмолекулярного взаимодействия. Вместе с тем его можно с успехом использовать для характеристики свойств рас­ творителей, сопоставляя с другими параметрами [1]. Так, Бурелл [195] предложил рассматривать три группы растворителей в зави­ симости от силы действующих в них водородных связей*. Необхо­ димость этого вызвана тем, что уравнение (65) было выведено для

* Водородной связью в этом случае считают любое межмолекулярное взаимодействие, начиная с дисперсионных сил и кончая водородными мости­ ками.

207

неполярных систем. В системах же, встречающихся на практике, наблюдают различные межмолекулярные взаимодействия: диполей, диполя с индуцированным диполем, специфические (водородные связи, ассоциации). Проявление этих взаимодействий зависит от природы растворителя и растворяемого полимера.

К первой группе относят растворители со слабыми водородными связями, в которых межмолекулярные силы имеют дисперсионный или слабополярный характер; ко второй группе — растворители с водородными связями средней силы, в которых проявляется взаимо­ действие между полярными группами; к третьей группе — раство­ рители с сильными водородными связями, имеющими главным обра­ зом характер водородных мостиков.

Таким образом, кроме определения параметра растворимости органической жидкости возникает возможность отнести ее к одной из перечисленных групп. В связи с этим существует понятие об интер­ вале растворимости, т. е. о той области значений параметров рас­ творимости жидкостей, в которых данный полимер наиболее полно растворяется.

Ниже приведены интервалы растворимости для некоторых поли­

Каждый интервал растворимости можно охарактеризовать сред­ ней (из двух крайних значений) величиной бСр. Эта величина будет являться параметром растворимости для растворителя полимера. Например, нитрат целлюлозы, содержащий 10,5% связанного азота, имеет три интервала растворимости, и 8ср будут соответственно

Параметр растворимости жидкостей обладает свойством аддитив­ ности, что в случае применения смеси растворителей позволяет рас­

к границам интервала растворимости полимера, не всегда хорошо его растворяет. Поэтому нужно, чтобы параметр растворимости

208

смеси отличался не более чем тіа ±20% от средней величины, харак­ теризующей данный интервал. G некоторым допущением можно полагать, что силы водородных связей смеси составляют среднее значение из сил водородных связей отдельных растворителей (с уче­ том объема каждого растворителя).

Особым случаем является использование для растворения поли­ мера смеси двух нерастворителей, т. е. жидкостей, б которых лежит за пределами интервала растворимости. Пример такой системы — раствор нитрата целлюлозы в смеси равных объемов диэтилового эфира и этилового спирта. Для нитрата целлюлозы, имеющего в об­ ласти средних водородных связей интервал растворимости 7,8—14,7, диэтиловый эфир (параметр растворимости 7,4; сила водородных связей средняя) — нерастворитель. Этиловый спирт (параметр рас­ творимости 12,7; водородные связи сильные) также не растворяет такой нитрат целлюлозы. Смесь же этих жидкостей в определенных соотношениях (в частности, 1: 1) имеет параметр растворимости около 10, расположенный в середине интервала растворимости нит­ рата целлюлозы. Точно так же ацетат целлюлозы, содержащий 42—

Иногда к смеси двух нерастворителей добавляют небольшие коли­ чества растворителя, параметр растворимости которого лежит в ин­ тервале растворимости полимера и сила водородных связей которого соответствует силе водородных связей последнего. Например, вели­ чину когезионных сил можно скорректировать, составляя следующую растворяющую смесь [1]. Бутилацетат (параметр растворимости 8,2; сила водородных связей средняя) хорошо растворяет нитрат целлю­ лозы. Однако с целью экономии к нему добавляют толуол или ксилол. Небольшое количество толуола (параметр растворимости 8,2; водо­ родные связи слабые) еще не ослабляет водородные связи бутилацетата настолько, чтобы смесь перестала растворять нитрат целлю­ лозы. Введение в смесь большего количества толуола сдвигает силу водородных связей в область слабых, в которой интервал раствори­ мости нитрата целлюлозы равен 11,2—12,7, и смесь, параметр кото­ рой 8,7, становится нерастворителем. Вместе с тем введение неболь­ шого количества этилового спирта (параметр растворимости 12,7; водородные связи сильные) сдвигает силу водородных связей смеси опять в область средних. В результате образуется смесь, состоящая из двух дешевых нерастворителей (толуол, этиловый спирт), и неко­ торого количества растворителя (бутилацетат), корректирующего когезионные силы.

Силу водородных связей можно характеризовать также количе­ ственно при помощи метода спектроскопии [1].

В дополнение к величине параметра растворимости и количест­ венному выражению силы водородных связей введен третий пара­ метр — дипольный момент [199], что позволяет с достаточной для технологических целей точностью охарактеризовать свойства многих растворителей.

Ниже приведены величины указанных параметров:

образующей рабочий слой магнитных лент, предъявляются особые специфические требования. Эти особенности обусловлены тем, что такие пленки не существуют как самостоятельные образования, а связаны адгезионными силами с основой. Они должны обладать высокой твердостью, повышенной износостойкостью наряду с хоро­ шей эластичностью и адгезией к основе. Перечисленные свойства придают рабочим слоям магнитных лент введением в их состав пластификаторов. Ранее были приведены (см. раздел 3.1.1) краткие сведения о современных взглядах на механизм пластификации, по­ дробно изложенные в статье Козлова [43]. Большинство работ, свя­ занных с пластификацией, посвящено исследованию однокомпонент­ ных систем полимеров. Работ же, посвященных влиянию пластифи­ кации на свойства наполненных полимеров, к которым можно отнести суспензии магнитных порошков, известно мало. Поэтому кратко рассмотрим роль пластификаторов в формировании физикомеханических свойств рабочего слоя из суспензии, подобной напол­ ненной полимерной системе [200].

В процессе приготовления суспензии магнитного порошка в рас­ творе связующего полимера большое значение имеет адсорбционное и адгезионное взаимодействие макромолекул с поверхностью частиц

210