Конформация макромолекул на границе раздела с твердым телом

Конформационные характеристики макромолекул, находящихся на границе раздела фаз, являются важным фактором, определяющим структуру и свойства поверхностных слоев полимера, адгезионные явления, а также его релаксационные свойства.

Общее заключение о конформации цепей макромолекул полимера на границе раздела фаз складывается на основании упрощенной модели, в которой есть допущения:

  • 1) постоянство плотности в зазоре между макромолекулами;
  • 2) неучет изменений конформаций вследствие взаимодействия с поверхностью;
  • 3) зависимость конформационных состояний только от энтропийных эффектов.

Общее заключение о конформации цепей полимеров.

  • 1. В граничном слое толщиной (б) б = 2Р0 (Ро - радиус инерции гауссовой цепи) макромолекулярные клубки оказываются смещенными и обладают анизотропией, обусловленной наличием поверхности раздела фаз.
  • 2. Количество контактов цепи полимера с поверхностью зависит от ее удаления от поверхности. Средняя протяженность участков макромолекул полимера, связанных с поверхностью, не зависит от числа звеньев в цепи и составляет величину порядка нескольких звеньев, а в среднем 50% звеньев макромолекул полимера находится на значительном расстоянии от поверхности. При этом толщина пограничного слоя (б = 2Р0) сопоставима с размерами цепи в блоке и растет пропорционально массе М0,5, составляя для гибкоцепных макромолекул величину примерно сотни А.
  • 3. Основной вклад в изменение структуры межфазного слоя вносят конформационные ограничения, накладываемые границей раздела фаз.

Для моделирования микроскопической структуры и термодинамических свойств объема полимера, находящегося вблизи границы раздела с твердым телом, разработана решетчатая модель, основанная на подходах теории растворов. Принимается, что в граничном слое осуществляется различная ориентация связей цепей, которая отклоняется от изотропной в близкой области, прилегающей к границе раздела (~ 6 рядов решетки и * 25А) и чередуется от слоя к слою от параллельной к перпендикулярной границе. При таких условиях форма полимерной цепи вблизи границы раздела становится плоской, а на определенном расстоянии от поверхности цепь имеет невозмущенные размеры.

Таким образом, конформации цепей полимера у границы раздела фаз отличаются от конформаций их цепей в объеме полимера. Это приводит к неоднородности свойств полимера вблизи границы раздела фаз. На самой границе раздела фаз структура полимера в основном определяется:

  • - химической природой полимера - гибкостью цепей;
  • - энергией взаимодействия сегмента полимера с поверхностью.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >