12.3.2. Растекание пленки краски

12.3.2.1. Прямые измерения реологических свойств при растекании

Основные проблемы при таких измерениях заключаются в следующем: 

1. Реология красочной пленки исключительно сложна не только в связи с вязкоэластическими свойствами, но и с нелинейностью.

2. Реология может быстро изменяться во времени вследствие изменений в составе (в процессе восстановления реологической структуры изменяется соотношение растворителей, меняется содержание нелетучих веществ и т. д. по мере испарения растворителя) .

3. Вследствие малых объемов возможна также неоднородность состава по толщине пленки.

Особая роль, следовательно, должна отводиться быстрым методам анализа (короткое время определения и высокая скорость воспроизведения) и максимизации информации, получаемой из каждого определения. По этой причине мы начинаем обзор с рас смотрения ударных и высокочастотных колебательных методов измерения вязкости.

Ударный метод (метод «отскакивающего» шарика). Ударные методы широко использовались в различных модификациях для испытания полимеров в виде цилиндрических или дисковых об разцов и для испытания механических свойств отвержденных пленок в процессе их эксплуатации (см. Главу 13). Однако их использованию для изучения растекания пленок и процессов отверждения не придавалось значения, за исключением короткой работы Сноу [32], посвященной методу «отскакивающего» шарика. Для объемных образцов полимера аналогичный метод кратко проана лизирован в работах [33—36].

Автор работы [37] подтвердил оригинальные результаты Сноу. Типичные кривые показаны на рис. 12.2, где высота отскока шарика является функцией времени высыхания краски. Данные получены для стального шарика диаметром 0,5 см (вес 0,5 г), ко торъгй сбрасывали на стеклянную плитку тчигщтго-й-хжоло 1,25 см, окрашенную испытуемой краской. По мере сушки пленки в связи с испарением растворителя вязкость нарастает, следовательно,

Рис. 12.2. Зависимость высоты отскока шарика от времени сушки покрытия (толщина пленки 200 мкм, подложка — стекло): 1 — средний размер шариков; 2 — малый размер шариков энергия, диссипированная пленкой во время удара шарика по стеклу, также растет, в результате чего высота отскока шарика в первые моменты времени уменьшается. Однако, когда начинается отверждение (по механизму автоокисления или по механизму «лакового типа», как показано в примере), эластичность пленки несколько увеличивается, и высота отскока снова растет. Можно построить простую теорию, связывающую высоту отскока с вязкостью пленки, исходя из момента количества движения шарика и потери энергии, однако много важных факторов в этой простой теории не может быть учтено. Для получения такого соотношения лучше построить калибровочную кривую для стандартных ньютоновских масел и использовать эмпирическую формулу. К факторам, которые следует учитывать, относится гидродинамическая сила, предотвращающая соприкосновение шарика с поверхностью субстрата, а также мгновенная упругость жидкости в момент удара (десятые доли миллисекунды).


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒