Cơ chế tạo màng của một số hệ thống các chất polymer đặc trưng

C CH T O MÀNG C A Ơ Ế Ạ Ủ
M T S H TH NG CÁC Ộ Ố Ệ Ố
CH T POLYMER Đ C Ấ Ặ
TR NG Ư
T NG QUAN V S HÌNH Ổ Ề Ự
THÀNH MÀNG
Đ c ng:ề ươ
• S hình thành màng trong h th ng Nh a nhi t d oự ệ ố ự ệ ẻ
• S hình thành màng trong h th ng Nh a nhi t r nự ệ ố ự ệ ắ
• Ki m soát quá trình bi n đ i tính ch t trong quá trình t o ể ế ổ ấ ạ
màng
• Các giai đo n c a quá trình hình thành màngạ ủ
• S hình thành màng trong h n cự ệ ướ
• S n tĩnh đi nơ ệ
T NG QUAN V S HÌNH Ổ Ề Ự
THÀNH MÀNG
H u nh t t c các đ c tính mong mu n c a m t l p ph ầ ư ấ ả ặ ố ủ ộ ớ ủ
t t ph thu c vào ch t l ng và tính toàn v n c a l p ph , ố ụ ộ ấ ượ ẹ ủ ớ ủ
mà đi u đó ph thu c vào thành ph n, tính ch t hóa h c ề ụ ộ ầ ấ ọ
c a các polymer, s bi n đ i c a công th c, Tg c a ch t ủ ự ế ổ ủ ứ ủ ấ
t o màng và đ c đi m b m t c a ch t n n …ạ ặ ể ề ặ ủ ấ ề
T NG QUAN V S HÌNH Ổ Ề Ự
THÀNH MÀNG
M t s tiêu chí ch u nh h ng t quá trình t o màngộ ố ị ả ưở ừ ạ
- Kh năng kháng hóa ch tả ấ
- Đ bám dínhộ
- Tính ch t c h cấ ơ ọ
- Kh năng ch ng bám b iả ố ụ
- Dòng ch yả
- Đ bóngộ
- S phá v (b d p)ự ỡ ị ộ

- Đ ch y nh uộ ả ễ
- Quá trình khô và đ c ng b m tộ ứ ề ặ
T NG QUAN V S HÌNH Ổ Ề Ự
THÀNH MÀNG
3 c ch t o màng chínhơ ế ạ
- S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ
- S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ
- S hình thành màng h Latexự ở ệ
T NG QUAN V S HÌNH Ổ Ề Ự
THÀNH MÀNG
M t s ch tiêu đ đánh giá trong quá trình hình thành màngộ ố ỉ ể
- Tr ng l ng phân tọ ượ ử
- M t đ liên k t ngang (s khâu m ng) ậ ộ ế ự ạ
- Nhi t đ th y tinh hóaệ ộ ủ
- C u trúc kh iấ ố
- Đ nh tộ ớ
- Nhi t đ đóng r nệ ộ ắ
- S thay đ i công th cự ổ ứ
T NG QUAN V S HÌNH Ổ Ề Ự
THÀNH MÀNG
M t s m c đánh giá quá trình khô c a màng:ộ ố ố ủ
• B m t màng khô khi đ nh t > 103 Pa.sề ặ ộ ớ
• M c đ khô đ đóng gói c n đ nh t > 107 Pa.sứ ộ ể ầ ộ ớ
• Đ đ c xem là 1 màng s n công nghi p (khô hoàn toàn), ể ượ ơ ệ
đ nh t ph i th ng xuyên > 1012 Pa.s, là đ nh t t i Tg.ộ ớ ả ườ ộ ớ ạ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ
Các chu i polymer có th có ho c không có nhánh n m ỗ ể ặ ằ
cu n xen k xung quanh nhau nh ng không có s liên k t ộ ẽ ư ự ế

nào gi a chúngữ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ
Quá trình hình thành màng t s bay h i c a các dung môiừ ự ơ ủ
• Đ tính ch t màng t t, các phân t polymer ph i l n ể ấ ố ử ả ớ
(tr ng l ng phân t r t cao)ọ ượ ử ấ
Tuy nhiên,
• Các polymer co tr ng l ng phân t cao th ng có đ ọ ượ ử ườ ộ
nh t r t l n. Đ gi i quy t v n đ này, ng i ta pha loãng ớ ấ ớ ể ả ế ấ ề ườ
chúng vào các dung môi d bay h i (VOC).ễ ơ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ

Quá trình hình thành màng – Khô t nhiên ự
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ
Các liên k t gi a các phân t polymer r t y u và d dàng b ế ữ ử ấ ế ễ ị
phá vỡ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ
Nguyên lý hình thành màng
Các giai đo n hình thành màng (Tg cao)ạ
• giai đo n đ u c a quá trình s y khô, t l dung môi Ở ạ ầ ủ ấ ỷ ệ
b c h i c b n là đ c l p v i s hi n di n c a polymerố ơ ơ ả ộ ậ ớ ự ệ ệ ủ
T l dung môi b c h i ph thu c vào :ỷ ệ ố ơ ụ ộ
- Áp su t h iấ ơ

- Kho ng b m t ph c a l p màngả ề ặ ủ ủ ớ
- T c đ h t khí đi ra kh i l p màngố ộ ạ ỏ ớ
Khi đ nh t và Tg gia tăng, kho ng tr ng gi a các phân t ộ ớ ả ố ữ ử
gi m, lúc này t l bay h i dung môi ph thu c vào th i ả ỷ ệ ơ ụ ộ ờ
gian các phân t dung môi có th ti p c n v i b m t c a ử ể ế ậ ớ ề ặ ủ
màng.
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ
Lúc này t l dung môi bay h i ph thu c vào t c đ ỷ ệ ơ ụ ộ ố ộ
khu ch tán c a chúngế ủ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t d oự ở ự ệ ẻ

T l khu ch tán và bay h i dung môi cũng ỷ ệ ế ơ
ph thu c vào c u trúc dung môi và t ng tác dung môi - ụ ộ ấ ươ
polymer .
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ
M t vài lo i nh a và tác nhân khâu m ng t ng ngộ ạ ự ạ ươ ứ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ

Các đ t tính c h c c a màng ph thu c r t l n vào tính ặ ơ ọ ủ ụ ộ ấ ớ
ch t c a polymer khâu m ng và m t đ khâu m ngấ ủ ạ ậ ộ ạ

Các tính ch t v t lý nh đ th m th u n c và oxy, kh ấ ậ ư ộ ẩ ấ ướ ả

năng kháng dung môi và hóa ch tấ
b nh h ng b i m t đ liên k t khâu m ng nàyị ả ưở ở ậ ộ ế ạ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ

Ph n ng khâu m ng : ả ứ ạ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ
Tg gia tăng trong su t quá trình khâu m ng, nguyên nhân là :ố ạ
+ Ho t tính c a các chu i n m g n n i di n ra quá trình ạ ủ ỗ ằ ầ ơ ễ
khâu m ng b h n chạ ị ạ ế
+ Quá trình khâu m ng làm polymer chuy n đ i t d ng ạ ể ổ ừ ạ
d o sang k t m ng phân đo nẻ ế ạ ạ
+ Mn không ng ng tăng lênừ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ

S k t m ng đòi h i các ch t ph n ng khu ch tán th t ự ế ạ ỏ ấ ả ứ ế ậ
t t trong không gian ph n ng. ố ả ứ

Các phân t nh có th khu ch tán d dàng h n các ử ỏ ể ế ễ ơ
nhóm ch c trên m t chu i polymerứ ộ ỗ

Ch t hóa d o làm gi m Tgấ ẻ ả
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ


N u t l khu ch tán là l n h n so v i t c đ t o màng, ế ỷ ệ ế ớ ơ ớ ố ộ ạ
ph n ng s đ c ki m soát v t c đ t o màngả ứ ẽ ượ ể ề ố ộ ạ

N u t l khu ch tán là ch m h n so v i t c đ t o ế ỷ ệ ế ậ ơ ớ ố ộ ạ
màng, ki m soát t l khu ch tánể ỷ ệ ế
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ
Y u t chính ki m soát t c đ là m t đ các phân t ế ố ể ố ộ ậ ộ ử
polymer trong không gian t o màngạ
- M t đ các polymer l n n u nhi t đ t o màng cao ậ ộ ớ ế ệ ộ ạ
h n so v i Tgơ ớ
- N u nhi t đ t o màng th p h n Tg, m t đ các polymer ế ệ ộ ạ ấ ơ ậ ộ
s th pẽ ấ
- nhi t đ trung gian, t c đ t o màng đ c đi u khi n Ở ệ ộ ố ộ ạ ượ ề ể
b i t c đ khu ch tán (s linh đ ng c a ch t ph n ng).ở ố ộ ế ự ộ ủ ấ ả ứ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng nh a nhi t r nự ở ự ệ ắ

N u nhi t đ t o màng cao h n Tg c a các polymer ế ệ ộ ạ ơ ủ
tham gia t o màng, s s không có s linh đ ngạ ự ẽ ự ộ

L p ph s khô nhi t đ môi tr ng n u Tg các ớ ủ ẽ ở ệ ộ ườ ế
polyme tham gia t o màng cao h n nhi t đ môi tr ng, ạ ơ ệ ộ ườ
s t o màng s tr thành ki m soát linh đ ngự ạ ẽ ở ể ộ

Khi Tg ti m c n nhi t đ làm khô, quá trình t o màng s ệ ậ ệ ộ ạ ẽ
tr nên ch m h nở ậ ơ


Khi Tg b ng T, s t o màng tr nên r t ch m và hi n ằ ự ạ ở ấ ậ ệ
t ng th y tinh hóa s x y ra.ượ ủ ẽ ả
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng h n cự ở ệ ướ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng h n cự ở ệ ướ

X y ra v i 3 giai đo n rõ ràngả ớ ạ
• Quá trình bay h i c a n c và dung môi làm đóng l p ơ ủ ướ ớ
các h t Latexạ
• S bi n d ng c a các h t Latex hình c u t o thành các ự ế ạ ủ ạ ầ ạ
l p liên t c n đ nh ớ ụ ổ ị
• Quá trình t o màng là m t quá trình t ng đ i ch m, ạ ộ ươ ố ậ
trong đó h t và các phân t polymer ti p xúc xuyên qua ranh ạ ử ế
gi i h t, tăng c ng đ bên cho màng.ớ ạ ườ ộ
M T S C CH T O Ộ Ố Ơ Ế Ạ
MÀNG CHÍNH
S hình thành màng h n cự ở ệ ướ
Các y u t nào làm nh h ng ch t l ng c a màng?ế ố ả ưở ấ ượ ủ
• Có th là l c mao d n ?ể ự ẫ
• Màng khô nhanh do l c h p d n gi a các h t l n (lên đ n ự ấ ẫ ữ ạ ớ ế
5000 psi)
• S c căng b m t gi m?ứ ề ặ ả
• Màng khô lâu do l c h p d n gi a các h t th pự ấ ẫ ữ ạ ấ
Tg c a các h t latex cũng là m t y u t quan tr ngủ ạ ộ ế ố ọ
• Tg c a v bên ngoài có giá tr caoủ ỏ ị
• H t và l p màng có th đ c ạ ớ ể ượ

làm d o b ng n c và ch t đông t (dung môi)ẻ ằ ướ ấ ụ