Структура и свойства полимерных покрытий

Нанесение порошкового материала на поверхность изделия.

Выбор оптимальной технологии осаждения покрытия определяется исходя из необходимой его толщины, требований, предъявляемых к свойствам тонкопленочных систем.

При осаждении полимерных покрытий из порошков используются методы: осаждение во взвешенном слое; распыление; насыпание. В ряде случаев применяют комплексные технологические приемы, относящиеся к различным методам формирования.

Оптимизация температурно-временного режима оплавления полимерного порошка.

Режим термообработки изделия с покрытием оказывает определяющее влияние на физико-химические, механические, электрофизические свойства. Он зависит от целого ряда факторов (природы полимера и металла, конструкции изделия и др.) и, как правило, определяется опытным путем.

Исправление брака.

Покрытия с мелкими дефектами (нарушение сплошности, пятнистость, расхождение в оттенках цвета) могут быть устранены путем локального нанесения порошка полимера с последующим оплавлением с помощью горелки. Данные дефекты можно также исправить, используя жидкие пасты или краски, приготовленные растворением порошка в соответствующей органической жидкости.

Покрытия, восстановление которых невозможно, удаляют путем выжигания в печи при 450-500 °С или растворении. При этом следует учитывать, что образующие летучие продукты термодеструкции, как правило, токсичны, могут вызывать заболевания обслуживающего персонала.

Основным технологическим параметром, влияющим на структуру полимерного покрытия, является скорость его охлаждения. Кристаллизующиеся полимеры имеют большой набор полиморфных состояний, которые могут быть зафиксированы в результате соответствующего охлаждения.

В общем случае, степень структурной упорядоченности зависит от природы полимера и условий формирования покрытий. Для полимерных покрытий характерно проявление следующих структурных особенностей:

1. На границе раздела фаз образуется упорядоченный слой полимера, имеющий достаточно высокую плотность. Это связано с тем, что на границе фаз реализуется, как правило, сильное адгезионное взаимодействие и участки поверхности подложки могут выполнять роль искусственных центров зародышеобразования.

2. На некотором расстоянии от поверхности всегда формируется слой, который имеет высокую концентрацию дефектов, низкую упорядоченность, и, как следствие этого, — низкую плотность (рис. 1).

Рис. 1. Структура граничного слоя полимера.

Характер и степень их проявления зависимости плотности от расстояния до поверхности в значительной степени зависят от природы и состояния поверхностных слоев подложки. Так, в зависимости от степени влияния, все поверх- ности условно разделяют на активные и неактивные.

Для характеристики состояния слоев, находящихся на границе раздела фаз вводят понятие граничный слой. В общем случае это слой, в пределах которого сказывается влияние поверхности подложки. Это влияние заключается в:

1. Изменении сегментальной подвижности макромолекул (на границе раздела она ниже).

2. Изменении плотности упаковки, плотности материала (причина — ориентационное действие поверхности подложки, которое проявляется в слоях полимера на расстоянии до 100 мкм).

3. Изменении массо-молекулярного распределения. В граничном слое максимум распределения молекул по значению молекулярной массы смещается в область меньших значений (рис.2).

Рис. 2. Массо-молекулярное распределение в поверхностных слоях и в объёме полимера.

4. В протекании в граничных слоях диффузия атомов и молекул материала, с которым контактирует полимер. При этом процессы диффузии сопровождаются хемосорбционным взаимодействием макромолекул полимера с поверхностью подложки.

5. В ингибирующем или инициирующем действии твердой поверхности подложки на протекание процессов окисления, сшивки и других химических реакций.

Дата добавления: 2017-01-14