Введение к работе
Актуальность тепы. Нитроцеллюлоза (НЦ) - одна из наиболее практи-їєски важных производных целлюлозы. Применение и исследование снегом на ее основе имеет более, чем столетнюю историю. Однако, не-змотря на то, что количество описанных систем НЦ-растворитель и НЦ-їластификатор достаточно велико, непротиворечивых данных о поведении этих систем во всем концентрационном диапазоне нет. Это объясняется тем, что свойства НЦ систем, как и вообще систем на основе природных полимеров, отличаются сильной зависимостью от предыстории материала. Поэтому указанные системы традиционно относят к разряду зложных. Хотя различные растворители и пластификаторы качественно проявляют одни и те же свойства, например, с точки зрения фазового товедения, отсутствие общей картины взаимодействия их с НЦ не позволяет проводить надежную классификацию наблюдаемых явлений, а зледовательно, и прогнозировать свойства систем. С одной стороны зчевидно, что разнообразие и невоспроизводимость свойств являются результатом высокой чувствительности структуры полимера к внешним воздействиям, с другой - результаты опубликованных исследований не "юзволяют определить на каком структурном уровне и в чем может проявляться это воздействие.
Цель работы. Разработка общей модели строения НЦ и ее поведения три взаимодействии с растворителем на основе систематического изу-їбния сорбционных и диффузионно-кинетических свойств бинарных раст-зоров НЦ.
Решение этой задачи предполагало:
разработку методических подходов к исследованию растворов НЦ;
идентификацию фазовой и надмолекулярной структуры, возникающей в твердых растворах НЦ при различном соотношении компонентов;
термодинамическое описание исследуемой системы.
- изучение влияния структурных особенностей на сорбционные и
диффузионные свойства;
Научная новизна. Впервые:
количественно охарактеризовано понятие сложного иерархического строения аморфных НЦ материалов;
установлены факторы, приводящие к неоднозначности экспериментально регистрируемых сорбционных и диффузионно-кинетических характеристик НЦ материалов;
показано, что изотермы системы НЦ-растворитель обладают рядом специфических признаков, включая наличие перманентного сорбцион-но-десорбционного гистерезиса;
установлены концентрационные пределы существования молекулярного комплекса в системе НЦ-втилацетат;
предложена методика разделения экспериментальных изотерм сорбции на сумму двух составляпцих, характеризующих обратимые и необратимые процессы при взаимодействии полимера с растворителем;
обоснована невозможность построения полной диаграммы фазовых состояний в системах, подобных изучаемой.
показана примг .ошость уравнения Кольрауша для описания кинетичес ких кривых десорбции растворителей из аморфных НЦ пленок;
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
экспериментальные результаты, полученные при исследовании оптических, сорбционно-диффузионных и структурных характеристик НЦ и систем НЦ-растворитель;
интерпретация результатов измерений с точки зрения случайного иерархического строения изучаемых материалов и систем. Такой под ход предполагает: 1 возможность моделирования структуры ' НЦ пленок в определенном диапазоне расстояний самоподобным (фрактальным) объектом; 2)наличив иерархической структуры энергетических
состояний системы Щ-растворитель, которая обуславливает применимость уравнения Кольрауша для описания ее кинетических свойств.
Практическая значимость. Проведенный комшгекс исследований является основой для объяснения термодинамических и кинетических свойств многих практически важных НЦ материалов, переработка которых обычно связана с использованием растворителей и пластификаторов. Поскольку сходные черты в фазовом и сорбционно-диффузионном поведении проявляют многие другие бинарные полимерные системы, значение использованных методологических подходов имеет общий характер.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на:
ш Всесоюзной научно-технической конференции по пластификации полимеров, г.Суздаль, 1988 г.
Заседании Ученого Совета ИФХ АН СССР, г.Москва, 1986 г.
- Конференции молодых ученых ИФХ АН СССР, г.Москва, 1984 г.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в шести
научных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и списка цитированной литературы. Она изложена на 120 страницах и содержит 7G рисунков.