Способ определения содержания гель-фракции в полимерных покрытиях на основе фенолоформальдегидной смолы

ОП ИСАЫИЕИ ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетсииюСоциалистическикРеспублик(5)М, Кл, С 01 й 13/02 Гесуаарстеевиый квавтет ве девам изобретений и еткрытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЕЛЬ-ФРАКЦИИ В ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЯХ НА ОСНОВЕ ФЕН ОЛОФОР МАЛ ЪДЕ ГИ ДНО Й СМОЛЫ Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств веществ, а именно к определению нерастворимой части (гель-фракции) в полимерных материалах на основе фенолоформальдегидной смолы, которое имеет важное значение в технологии получения полимерных покрытий методом отверждения. Наиболее универсальным методом О при исследовании процесса отверждения в полимерах является методинфракрасной спектроскопии, основанный на исследовании кинетики реакции образования полимера по конверсии ре-акционнсспособных групп, участвующих в отверждении1 1,Однако в связи с тем, что фенолоформальдегидные покрытия наносятся на непрозрачные для ИК-лучей под 20 ложки, а отделить их от подложки невозможно, то использование метода инфракрасной спектроскопии для определения содержания гель-фракции в полимерном покрытии на основе фенолоформальдегидной смолы не представляется возможным,Известен метод нарушенного полного внутреннего отражения, позволяющий осуществлять контроль за процес"сом отверждения23,Однако этот метод требует тщатель-ной подготовки поверхности образцовпокрытия для достижения полного контакта его с оптическим элементом прибора, что затруднительно на рассматриваемых обьектах из-за малой толщины покрытия,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является экстракционный способ определения степени отверждения в полимерных иа" териалах т.е. содержание гель-фракции. Определение содержания гель"фрак". ции после отверждения проводят путем растворения полимера в соответству-- (М9 ЖЯ. 13 3 10029 ющем экстрагенте. Определяя вес полимера до и после. обработки в растворителе, находят количество гель-фрак" ции3,Недостатком известного способа является большая длительность измерений, обусловленная временем, необходимым для полного экстрагирования растворимой части полимерного покры" т ия. 16 Цель изобретения - сокращение вре" мени определения.Поставленная цель достигается тем, что на поверхность исследуемого по" крытия наносят каплю жидкости, выдер живают ее до установления неизменной конфигурации,. измеряют равновесный краевой угол смачивания на границе раздела жидкость-полимер, а содержание гель-Фракции определяют по Фор муле. Г=К(В-Е,1,где Г - содержание гель-Фракции в исследуемом отверждаемом материале, 4;М равновесный краевой уголсмачивания жидкостью исследуемого отверждаемого покрытия,град,309 - равновесный угол смачиванияжидкостью неотвержденного исследуемого материала (не содержащего гель-фракции),градК - коэффициент пропорционально 33сти, зависящий от природыжидкости и определяемый экспериментально.Причем в качестве жидкости можно40испол ьзоват ь глицери н,При этом краевой угол смачиванияможно определить с помощью измерениядиаметра и высоты капли.Было установлено, что значенияравновесных краевых углов смачивания45жидкостью поверхности покрытия зависят от степени отверждения (содержания гель-фракции) полимерного покрытия, а именно, с увеличением содержания гель-фракции значения равновесных краевых углов смачиванияувели чи ваются.Определения равновесных краевыхуглов смачивания проводились при комнатной температуре, так как применение повышенных температур можетпривести к изменению состояния поверхности покрытия, обусловленного 08 4его отверждением, что внесет ошибкув определение краевых углов и, соот.ветственно, гель-фракции в покрытии,Глицерин в качестве рабочейжидкостивыбран потому, что он практически неиспаряется при комнатной температуре(Тк=290 С) что облегчает созданиеравйовесных условий при определениикраевых углов. Кроме того, вязкостьэтой жидкости позволяет наносить наповерхность покрытия капли правильной формы и небольшие по размеру (диаметр не превышает 1 мм),Краевые углы смачивания можно быстро определить по формуле где 6 - краевой угол смачивания, град,и - высота капли нанесенной жидкости смдиаметр капли, см.П р и м е р. Способ использовандля исследования образцов, представляющих собой полиамидную бумагу снанесенным покрытием на сснове фенолоформальдегидного связующего маркиБФОС, подсушенного при температуре60 С в течение 10 мин, Эти образцывыдерживали при температуре 120 навоздухе в течение различного времени. Как видно иэ формулы (1) длярасчета гель-фракции в покрытииотвержденном по каждому из режимов, надо знать значение коэффициента ( К) исоответствующие значения краевых углов смачивания на поверхности исходного покрытия (Фенолоформвльдегидновсвязующее подсушено в течение 10 минпри 60 ОС)и покрытия, отвержденногоза различное время,В табл, 1 приведены результаты определения содержания в покрытии гельфракции, определенной по значениямравновесных краевых углов смачиванияв различное время; в табл, 2 - результаты определения содержания гель-фракции в покрытии на основе Фенолоформальдегидной смо, " известным методом.1Для расчета коэффициента (К) былиопределены краевые углы смачиванияОо и От соответствующие исходному,не содержащему гель-фракции, покрытиюи покрытию, полностью отвержденномупри 120 оС. Для этого на поверхностьэтих образцов наносили по 20-25 капель химически чистого глицерина.Образцы помещали в термостатируемуюСнижение длительности определения позволит сократить трудоемкость анализа и его сроки, что даст воз" можность оперативно контролировать 15 процесс отверждения покрытия, позволит предотвратить возможный брак, связанный с неправильной подготовкой поверхности полимерного покрытия,Таблица 1 Время отверждения, мин 0 0,5 1 50 15 30 Угол смачивания, град. 43 5 45 7 47 5 51 0 54 О 55 0 55 7 57 0 Время отверждения, мин 0 60 15 0,5 30 Содержаниегель-Фракции, Ф 16 3 29 6 55 6 77 8 85 2 90 4 99 9 35 Таблица 2 Время отверждения, мин 60 7 15 30 0,5 1 Содержаниегель-фракции, Ф 15,0 27,5 53,3 77,6 86,5 89,5 .98,5 Формула изобретения а содержание гель-фракции определяют по формуле Способ определения содержаниягель-фракции в полимерных покрытияхна основе фенолоформальдегидной смолы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью сокращения времени определения на поверхность исследуемогоматериала наносят каплю жидкости,выдерживают ее до установления неиз 55менной конфигурации, измеряют равновесный краевой угол смачивания на границе раздела жидкость-полимер,Г= 6-Во 1 где Г содержание гель-фракции в исследуемом отверждаемом материале;равновесный краевой угол сма" чивания жидкостью исследуемого отвврждаемого покрытия 5 1002908 4кювету, устанавливаемую на предмет- Длительность анализа по предлаганом столике инструментального микро- емому способу определяется временем скопа ИИИ. После получения неизме- определения краевого угла смачивания няющейся конфигурации капель (10 мин), и не превышает 1 ч при условии, что измеряли их линейные размеры (диаметр 5 рассчитывается среднее из 20-25 знаи высоту). Значения равновесных кра- чений для уменьшения ошибки опреде" евых углов смачивания рассчитывали ления до 6 В, тогда как время аналипо формуле (2), находили средние зна- за по известному способу составляет чения Вр и Ои по формуле ( 1), опре-6-8 ч при ошибке определения 20-253, деляли коэффициент ( К ) как дтношение величины гель-Фракции в полностьюотвержденном покрытии (100) к разности средних значений 6 и Я, . Найденное таким образом значение коэффициента (К) использовалось для определения по Формуле (1) гель-фракции вотвержденных по выбранным режимампокрытиях.7 1002908 89 р - равновесный краевой угол смв" Источники информации,чивания жидкостью неотверж- принятые во внимание при экспертизеденного исследуемого материала (не содержащего гель, Иетоды испытания, контроля и исфракции),следования маииностроительных материК - коэффициент пРопоРционально.- алов. С равочное пособие. Т, 3, Исти, зависящий от природы "Иашиностроение", 1973, с. 120.жидкости и определяемый экспериментально. 2. Золотарев В.И. Исследование фи 2Способ по и. 1, о т л и ч а - 10 зико-химического строения вязких сисю щ и й с я тем, что в качестве жид- тем за точкой геля. - ",Журнал прикладкости используют глицерин. ной спектроскопии", 1967, Ю 7, с. 743.3, Способ по и. 1, о т л и ч а. Иетоды испытания, контроля и исю щ и й с я тем, что измеряют диаметр следования машиностроительных материи высоту капли и по измеренным значе% алов. Справочное пособие. Т.ниям определяют краевой угол смачива- "Машиностроение" 1973, с. 121 (прония. тотип),Составитель А.КошеевРедактор В,Лазаренко Техред А.Бабинец Корректор Н, Корольавгеи ее е ееее аеаЗаказ 1537/21 Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 1/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектнвв,