ДИЛАТОМЕТРЫ И ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
В последнее время жидкие фотополимеризующиеся композиции на основе олигоуретанакрилатов находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности [1—10], чему в значительной мере способствует интенсивное развитие исследований в этой области высокомолекулярных соединений. Как показано в ряде работ [11—14], процесс фотохимически инициированной полимеризации таких композиций имеет свои особенности, не характерные для процесса их отверждения в присутствии инициаторов, распадающихся под действием температуры, а также фотоинициированной полимеризации жидких композиций на основе моновиниловых соединений. Естественно, что специфические особенности отверждения таких композиций требуют создания новых методик для их исследования. В данной работе рассмотрены дилатометры и дилатометрические установки, разработанные в Институте химии высокомолекулярных соединений АН УССР для изучения процесса фотоинициированной полимеризации жидких композиций на основе олигоуретан-акрилатов.
В работах [11-14] при исследовании фотополимеризующихся композиций на основе олигоуреганакрилатов установлено, что в условиях, при которых проводили отверждение, процесс характеризуется послойным протеканием реакции с распространением зоны полимеризации от облучаемой поверхности в глубь реакционного объема. При этом реакционная система имеет четкую границу раздела твердый полимер - жидкость, причем степень превращения реакционноспособных групп в полимере равна максимально возможной для данных условий, а в жидкости практически равна нулю. Естественно, что при определенных условиях проведения полимеризации (интенсивности облучения, толщине фотополимеризующегося слоя и т. д.) ее послойный характер можно было бы исключить. Однако в ряде случаев, именно благодаря последнему, удается получать определенные полимерные материалы. Таковым, например, является процесс получения фотополимерных печатных форм [5—7]. Следовательно, целесообразнее не исключать, а изучать послойное протекание реакции фотополимеризации.
Для этих целей может быть успешно применен дилатометр, описанный в работе [11]. Следует отметить, что для условий, в которых изучали фотоинициированную полимеризацию в работах [11-14], применение этого дилатометра позволяет рассчитать не только степень превращения реакционноспособных групп, но и зависимость где ΔVt - изменение объема композиции за время t; К1, n1 — коэффициент контракции и число молей реакционноспособных групп каждого из сополимеризующихся соединений; h0 - высота реакционной ячейки.
Приведенная выше формула справедлива для соединений, имеющих одинаковые реакционноспособные группы. В случае сополимеризации соединений, содержащих группы различной активности, в уравнение необходимо вводить соответствующую поправку.
Описанный в работе [11] дилатометр прост по конструкции, удобен в работе и при абсолютных усадках фотополимеризующихся композиций 5*10-9 м3 позволяет с высокой точностью исследовать процесс их полимеризации. При усадках, меньших 10~9 м3, целесообразнее применять дилатометр, приведенный на рис. 1. По конструкции он несколько сложнее описанного в работе [11], однако благодаря малому объему дилатометрической жидкости и возможности ее термостатирования в капилляре дилатометра при его использовании значительно сокращается время термостатирования и обеспечивается та же точность измерений при значительно меньших усадках.
Рис. ............
