крейзинг полимеров (англ. crazing in polymers) — (от англ. craze - трещина) процесс образования упорядоченных фибриллярно-пористых структур при ориентационной вытяжке аморфных полимеров в адсорбционно-активных жидких средах.

Описание

Крейзинг полимеров является относительно новым, эффективным и высокотехнологичным подходом к созданию нанокомпозитных полимерных материалов и введению различного рода целевых добавок в полимерные пленки и волокна. Данная технология основана на создании пористой наноструктуры в объеме полимера, в которую при определенных условиях деформации (уровень напряжения, природа среды в которой происходит деформация, температура, скорость вытяжки и др.) возможно введение различных добавок, придающих волокну или пленке новые полезные свойства: негорючесть, бактерицидность и др.

При растяжении полимера в адсорбционно-активных жидких средах (ААС), в отличие от его деформации на воздухе, самопроизвольно возникает и развивается система пор нанометрового размера, пронизывающих весь объем деформируемого полимера и непрерывно заполняемых окружающей жидкостью. На первой стадии растяжения полимера (до предела текучести) на его поверхности зарож дается определенное количество крейзов (рис.), которые растут в направлении, перпендикулярном оси растяжения, сохраняя практически постоянную ширину (сотни нанометров). Этот процесс продолжается до тех пор, пока растущие крейзы не пересекут поперечное сечение образца, после чего начинается уширение крейзов в направлении оси растяжения с превращением полимера в высокоупорядоченное фибрилизованное состояние. Когда значительная часть полимера переходит в ориентированное высокодисперсное состояние, начинается коллапс сформировавшейся пористой структуры с заметным уменьшением поперечного сечения деформируемого полимера, снижением его пористости, среднего размера пор и удельной поверхности. При коллапсе происходит частичный механический захват жидкости, заполнившей нанопоры. Если в качестве такой жидкости используется раствор модификатора в ААС, то при коллапсе структуры происходит выделение жидкости в окружающее пространство и механический захват растворенного модификатора в виде наноразмерного включения.

Кроме того, другим перспективным направлением использования технологии крейзинга является формирование поверхностного микро- и нанорельефа в полимерных пленках и волокнах в непрерывном режиме для улучшения их оптических характеристик.

Иллюстрации

а — Схематическое изображение отдельных стадий крейзинга полимера: I — инициирование крейзов

а — Схематическое изображение отдельных стадий крейзинга полимера: I — инициирование крейзов, II — рост крейзов, III — уширение крейзов.

б — Электронная микрофотография образца полиэтилентерефталата, деформированного в н-пропаноле (×1000) [1]


Авторы

  • Гольдт Илья Валерьевич
  • Назаров Виктор Геннадьевич

Источники

  1. Волынский А.Л. Эффект Ребиндера в полимерах // Природа. 2006. №11. — http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/NATURE/11_06/CRAZYING.HTM (дата обращения: 26.07.2010).
  2. Волынский А. Л., Бакеев Н.Ф. Структурная самоорганизация аморфных полимеров. — М.: Физматлит, 2005. 232 с.

Напишите нам