Особенности производства полимеров с покрытым оболочкой ядром

Группа американских исследователей-экспериментаторов из компании «Noveon» сообщила о создании смешанных полимерных частиц, на внешней поверхности каждой из которых имеется еще один полимер. Данный материал был получен путем тесного смешивания и последующего диспергирования двух полиуретановых преполимеров с различным уровнем жесткости и гидрофильности.

Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Как известно, процесс производства эмульсионных полимеров с покрытым оболочкой ядром не отличается большой сложностью. По словам специалистов, этой цели позволяет добиться метод добавления к уже существующим полимерным частицам второго полимера во время процесса эмульгирования.

В настоящее время описанный процесс используется при производстве эмульсионных частиц с жестким ядром и более мягкой внешней оболочкой. Как показывает практика, такая мягкая оболочка способствует коалесценции пленки с небольшим количеством совместного растворителя, в то время как на жестком ядре лежит задача усиления общей жесткости материала. Необходимо добавить, что в зависимости от особенностей областей применения, может быть выбрана и противоположная структура, к примеру, для термического улучшения пластмасс.

Вместе с тем, указанный метод является неприемлемым в случае эффективных водных полиуретановых дисперсий (PUD), так как здесь основная полимеризация осуществляется в растворителе, в то время как удлинение цепи и сшивание производятся уже после стадии образования самой дисперсии.

Что же касается специалистов из компании «Noveon», то они заявили, что в случае тесного смешивания и последующего диспергирования двух полиуретановых преполимеров с различным уровнем жесткости и гидрофильности первоначально образуются смешанные полимерные частицы, после чего на внешней поверхности каждой частицы появится более гидрофильный полимер.

В ходе проведенных опытов был выявлен ряд следующих обстоятельств:

• во-первых, со временем четкость границы между оболочкой и ядром увеличивается, а в течение промежутка времени между диспергированием и удлинением цепи происходит изменение морфологии итоговой частицы;
• во-вторых, есть вероятность формирования более сложных форм, которые «замораживают» стадию частичного разделения двух компонентов;
• в-третьих, в случае добавления ароматических и алифатических изоцианатов имеется вероятность формирования пустых частиц. В результате реакции с водой ароматический изоцианат переходит во внутреннюю часть частиц с высвобождением углекислого газа.

Как отмечает rcc.ru, идея покрытого оболочкой ядра применялась при создании «баропластмасс», представляющих собой материалы, производимые прессованием под высоким давлением при температуре окружающей среды. При этом полимеры с различными ядрами покрывались полистироловыми оболочками. Указанный метод позволяет создавать высококачественные материалы, переработка которых не сопровождается потерей качества.