Влияние диффузии
Скорость диффузии растворителей в полиамиды зависит от природы растворителя, концентрации, температуры. Ниже представлены примеры значений коэффициентов диффузии для ПА 6 при 25 °С, полученных с применением цветового индикатора: проникновение ионов водорода кислоты в образец определяли по скорости движения окрашенною слоя:
Скорость гидролитического взаимодействия полиамидов с кислотами определяется не только скоростью собственно гидролиза, который обычно представляет собой реакцию первого порядка, но также и скоростью диффузии. В тех случаях, когда скорость диффузии превышает скорость гидролиза, ход процесса лимитируется более медленной стадией — химической реакцией гидролиза. Когда же скорость диффузии меньше скорости гидролиза, процесс является диффузионно-контролируемым.
При некоторых температурах может наблюдаться изменение характера зависимости скорости гетерогенного гидролиза от температуры. При этом на графиках, построенных в аррениусовских координатах, появляются точки перегиба. В частности, это происходит при 71 °С при гетерогенном гидролизе ПА 6 0,1 н. раствором серной кислоты, что свидетельствует об изменении при этой температуре энергии активации процесса гидролиза кристаллических участков полимера.
Окислители.
Как уже отмечалось, азотная кислота в концентрированных водных растворах действует на полиамиды как окислитель. Эта кислота может реагировать с метнленовыми группами основной цепи полиамидов. Другими распространенными окислителями являются галогены (хлор и бром), их водные растворы, растворы иода и йодистого калия, перманганат калия и перекись водорода.
Органические растворители
Из органических кислот хорошими растворителями для полиамидов с малым соотношением СН2: CONH являются муравьиная и хлоруксусная кислоты. Растворы полиамидов в муравьиной кислоте используют для определения их молекулярных масс. Поскольку гидролитическая активность муравьиной кислоты при комнатной температуре невелика, такие растворы остаются стабильными в течение длительного времени.
Растворителями для полиамидов являются так же о- и п-крезолы и резорцинол. Их растворяющая способность увеличивается при добавлении к водным растворам этих веществ метанола или этанола.
Низкомолекулярные фракции некоторых полиамидов растворяются в метаноле и этаноле. Высококипящие спирты, гликоли, лактамы и лактоны используют
в качестве растворителей для полиамидов не слишком больших молекулярных масс в области температур 150—200 °С. Такие растворы применяют для получения тонкодисперсных порошков, которые образуются при охлаждении или добавлении нерастворителя — воды. Бе.нзиловый спирт и фенилэтанол также применяют в качестве высокотемпературных растворителей полиамидов.
Полиамиды хорошо набухают в хлорированных органических соединениях. Ранее уже упоминавшаяся трихлоруксусная кислота, метиленхлорид, хлороформ и тетрахлорэтилен вызывают набухание или в определенных условиях даже растворение полиамидов. Однако полиамиды не набухают и не растворяются в четыреххлористом углероде. В этом случае важной особенностью четыреххлористого углерода является его молекулярная симметрия. Взаимодействующие с полиамидами хлорзамещенные соединения являются асимметричными и характеризуются довольно значительными величинами дипольного момента, наличие которого делает возможным взаимодействие таких веществ по местам существования водородных связей в полиамидах. Интересно отметить, что тетрахлорэтилен, сохраняющий до некоторой степени алифатический характер, вызывает набухание ПА 11 в большей степени, чем полиамидов 6 или 66.
Набухание и пластификация.
Набухание полиамидов обусловлено диполь-дипольным и протон-протонным взаимодействием между пенетрантом (или растворителем) и полиамидом. Пластификация происходит в том случае, когда полиамид и пластификатор характеризуются близкими значениями сил межмолекулярного взаимодействия и сходными структурами.
Подобрать пластификаторы для кристаллических линейных полиамидов весьма трудно, но существует ряд хороших пластификаторов для сополиамидов. К ним относятся соединения, содержащие гидроксильные или амидные группы, такие как диоксидифенил, толуиленсульфонамид и е-капролактам. Введение пластификаторов приводит к понижению температуры стеклования, модуля упругости и прочности материала. В то же время снижается теплостойкость и,
следовательно, уменьшается максимально возможная температура эксплуатации.
Сополиамиды, разветвленные и N-замещенные полиамиды. Низкая кристалличность сополиамидов, разветвленных и N-замещенных полимеров значительно расширяет круг возможных растворителей и увеличивает их растворимость. Например, спирты и хлорированные углеводороды могут использоваться для получения растворов относительно высоких концентраций при комнатных температурах. Многие такие растворы имеют техническое значение — например, их используют для получения адгезивов и покрытий на основе полиамидов.
|