Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Vai trò của lực van der Waals trong quá trình hình thành màng latex
Tóm tắt
Lực áp suất mao dẫn và lực căng bề mặt trực tiếp được biết đến là đủ, mặc dù có thể không cần thiết, để thúc đẩy giai đoạn nén của quá trình hình thành màng latex. Có bằng chứng phong phú cho thấy lực van der Waals có thể kéo các hạt lại với nhau ngày càng nhiều hơn xung quanh các viền của các liên kết giữa các hạt, nhưng vai trò của chúng trong quá trình nén vẫn chưa được trả lời. Với kỹ thuật mạnh mẽ của kính hiển vi điện tử quét cryogenic độ phân giải cao (cryo-SEM), cùng với quá trình đông lạnh nhanh và làm khô đông lạnh, tiếp theo là điều hòa kiểm soát ở nhiệt độ dưới và xung quanh nhiệt độ chuyển tiếp kính nominal, chúng tôi đã ghi lại vai trò của lực van der Waals trong quá trình hình thành màng trong điều kiện không có nước, tức là, khi không có lực áp suất mao dẫn và lực căng bề mặt. Kết quả hình ảnh của các lớp phủ đã được làm khô đông lạnh và điều hòa hoàn toàn phù hợp với giả thuyết rằng chỉ riêng lực van der Waals có thể nén một lớp phủ latex. Tốc độ mà các hạt phẳng ra và do đó lớp phủ nén lại thông qua quá trình điều hòa gia tăng, như mong đợi, với nhiệt độ và thời gian. Các kết quả của các bài kiểm tra làm ướt lại các lớp phủ đã qua điều hòa ở các nhiệt độ khác nhau chứng tỏ rằng lớp phủ đã nén không nhất thiết phải hòa trộn, và rằng ngay cả việc nén hoàn toàn các hạt rắn cũng có thể là đàn hồi, do đó có thể đảo ngược, thay vì có tính nhớt hoặc nhớt-độ dẻo. Một số kết quả cho thấy rằng tác nhân hoạt động bề mặt ion tan được và các chất ổn định polymer oligomeric và grafted ở bề mặt hạt, bị sụp đổ đến kích thước không thể phát hiện được trong quá trình làm khô đông lạnh, nhưng lại khôi phục về kích thước có thể phát hiện trong quá trình làm ướt lại, nếu chúng không tan vào các hạt polymer trong quá trình điều hòa.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Ming, Y, Takamura, K, Davis, HT, Scriven, LE (1995) Microstructure Evolution in Latex Coatings. TAPPI Journal 78, 151–159
Pekurovsky, LA, Scriven, LE, “On Capillary Forces and Stress in Drying Latex Coating.” In: Provder, T, Urban, MW (eds.), Film Formation in Coatings: Mechanisms, Properties, and Morphology, pp. 27–40. American Chemical Society, Washington DC (2001); also Pekurovsky, LA, Capillary Forces and Stress Development in Drying Latex Coating. Ph.D. Thesis, University of Minnesota, UMI, International, Ann Arbor, MI (2006)
Winnik, MA (1997) Latex Film Formation. Current Opinion Colloid Interf. Sci. 2(2), 192–199
Keddie, JL (1997) Film Formation of Latex. Materials Sci. Engr. 21, 101–170
Steward, PA, Hearn, J, Wilkinson, MC (2000) An Overview of Polymer Latex Film Formation and Properties. Adv. Colloid Interf. Sci. 86(3), 195–267
Dillon, RE, Matheson, LA, Bradford, EB (1951) Sintering of Synthetic Latex Particles. J. Colloid Sci. 6, 108–117
Brown, GL, (1956) Formation of Films from Polymer Dispersions. J. Polym. Sci. 22, 423–434
Eckersley, ST, Rudin, A (1990) Mechanism of Film Formation from Polymer Latexes. J. Coat. Technol. 62(780), 89–100
Lin, F, Meier, DJ (1995) A Study of Latex Film Formation by Atomic Force Microscopy. 1. A Comparison of Wet and Dry Conditions. Langmuir 11(7), 2726–2733
Sperry, PR, Snyder, BS, O’Dowd, ML, Lesko, PM (1994) Role of Water in Particle Deformation and Compaction in Latex Film Formation. Langmuir 10(8), 2619–2628
Dobler, F, Pith, T, Lambla, M, Holl, Y (1992) Coalescence Mechanisms of Polymer Colloids. II. Coalescence with Evaporation of Water. J. Colloid Interface Sci. 152(1), 12–21
Dobler, F, Holl, Y (1996) Mechanisms of Latex Film Formation. Trends Polym. Sci. 4(5), 145–151 (1996)
Jagota, A, Argento, C, Mazur, S (1998) Growth of Adhesive Contacts for Maxwell Viscoelastic Spheres. J. Appl. Phys. 83(1), 250
Israelachvili, J (1991) Intermolecular & Surface Forces, 2nd ed. Academic Press: London
Mangipudi, VS, Tirrell, M, “Contact-Mechanics-Based Studies of Adhesion between Polymers.” Rubber Chemistry and Technology 71, 407–448 (1998); also Mangipudi, VS, Intrinsic Adhesion between Polymer Films: Measurement of Surface and Interfacial Energies. Ph.D. Thesis, University of Minnesota, UMI, International, Ann Arbor, MI (1995)
Falsafi, A, Deprez, P, Bates, FS, Tirrell, M, “Direct Measurement of Adhesion between Viscoelastic Polymers: A Contact Mechanical Approach.” J. Rheol. 41(6) 1349–1364 (1997); also Falsafi, A, Contact Mechanical Measurement of Block Copolymer Adhesion. Ph.D. Thesis, University of Minnesota, UMI, International, Ann Arbor, MI (1998)
Ge, H, Zhao, C, Porzio, S, Zhuo, L, Davis, HT, Scriven, LE (2006) Fracture Behavior of Colloidal Polymer Particles in Fast-Frozen Suspensoids Viewed by Cryo-SEM. Macromolecules 39(16), 5531–5539
Ma, Y, High-Resolution Cryo-Scanning Electron Microscopy of Latex Film Formation. Ph.D. Thesis, University of Minnesota, UMI, International, Ann Arbor, MI (2002)
Lagakos, N, Jarzynski, J, Cole, JH, Bucaro, JA (1986), Frequency and Temperature Dependence of Elastic Moduli of Polymers. J. Appl. Phys. 59(12), 4017–4031
Ferry, JD (1980) Viscoelastic Properties of Polymers, 3rd ed. John Wiley & Sons: New York
Perepechko, I. (1981) I. Introduction to Polymer Physics, MIR Publications: USSR
Wang, Y, Winnik, MA (1993) Polymer Diffusion across Interfaces in Latex Films. J. Phys. Chem. 97, 2507–2515
Ge, H, Microstructure Development in Latex Coatings: High-Resolution Cryo-Scanning Electron Microscopy. Ph. D. Thesis, University of Minnesota, UMI, International, Ann Arbor, MI (2004)
Young, RJ, Lovell, PA (1991) Introduction to Polymers, 2nd ed. Chapman & Hall: London
Sobotka, Z (1984) Rheology of Materials and Engineering Structures. Elsevier: New York
Lebow, SM, Sequential Study of the Coalescence of Carboxylated Latex Polymer Films. M.S. Thesis, University of Minnesota (1997)
Huang, Z, Continuous Coatings from Particulate Suspensions: Polymer Powder and Latex Coatings. Ph.D. Thesis, University of Minnesota, UMI, International, Ann Arbor, MI (2001)