ность студней сохранять форму наряду с их относительно высокой сопротивляемостью механическим воздействиям, несомненно, сыграли важную роль в процессе возникновения живых организмов на Земле, для которых характерен интенсивный обмен с окружающей средой при сохранении внешней формы.

Формование полимерных изделий из растворов и латексов [4, 5]. Наиболее простой и экономически выгодный метод формования полимеров состоит в предварительном переводе их в вязкотекучее (или высокоэластическое) состояние нагреванием с после-дующей фиксацией формы изделия за счет охлаждения или сшивания, в случае олигомеров необходимая фиксация обеспечивается реакциями полимеризации или поликонденсации. Однако такие методы трудно осуществимы, когда требуются материалы со сквозными порами (искусственная кожа, ультрафильтры, полупроницаемые мембраны), и вовсе неприемлемы для высокомолекулярных соединений, разрушающихся до достижения температур текучести или стеклования. В таких случаях переводят полимер в вязкотекучее состояние, растворяя его, или пользуются латексамя и фиксируют форму образца путем испарения растворителя, до* бавления нерастворителя (разбавителя) или охлаждением. Прн* менение этих методов в основном ограничено производством пленок и волокон, где вследствие очень небольшой толщины перерабатываемого слоя или струи раствора диффузия и удаление растворителя происходят сравнительно быстро с минимальным искажением формы изделия.

Пленкообразование из растворов, протекающее за счет испарения растворителя, является сложным многостадийным процессом, который можно схематически представить следующим образом. Сначала в результате возрастания содержания полимера в слое раствора, прилегающем к поверхности испарения («воздушный» слой), в нем возникают конвекционные токи, стремящиеся вырав-нять концентрацию. В дальнейшем, по мере снижения доли растворителя и увеличения вязкости системы, интенсивность этих токов падает и при достижении определенной концентрации полимера происходит застудневание «воздушного» слоя, которое постепенно распространяется в глубь жидкой пленки. На второй стадии вследствие диффузии растворителя через слой студня с последующим испарением его возрастает число контактов между структурными элементами полимера, что сопровождается сокращением объема системы и уменьшением толщины пленки — контрактация.

На последнем этапе пленкообразоваиия важную роль играет адгезия пленки к подложке, приводящая при все усиливающейся контрактации к растягиванию пленки, ориентации структурных элементов полимера и возникновению в ней внутренних напряжений (рис. 151, а, б, в). Кроме того, полученная пленка характеризуется неоднородной слоевой структурой (рис. 151,г), где можно выделить три различных слоя. Самой плотной упаковкой обладает «воздушный» слой, так как в нем наиболее полно прошли релаксационные процессы; этому способствует диффузия растворителя из глубины пленки на поверхность. «Зеркальный» слой, непосредственно соприкасающийся с подложкой, имеет нестабильную пло-скостно-ориентированную структуру, а средний глубинный слой является сравнительно изотропным полимером с неплотной упаковкой структурных элементов, содержащим некоторое остаточное количество растворителя. Цри надобности для повышения устойчивости структуры и уменьшения возможной дальнейшей усадки пленку подвергают термообработке.

Использование водных растворов полимеров (такие полимеры содержат гидрофильные группы, например СООН, ОН, аминогруппа) в качестве лакокрасочных материалов и формование пленки из них отличаются рядом особенностей, связанных с частичной или полной заменой органического растворителя водой, которая имеет более высокую теплоту парообразования и поверхностное

Рис. 151. Микроструктура полимерных пленок, полученных из раствора при

испарении растворителя (изображена ориентация макромолекул и их частей:

в действительности ориентируются еще надмолекулярные образования):

а — изотропная пленка (отсутствует контрактация); б — ориентированная и плоскости (неустойчивая); в — ориентированная в плоскости (после отжига), — слоевая структура пленки; / — «во^душный> слой, 2— глубинны! слой; 3 — «зеркальный» слол; 4 — подложка

натяжение. Кроме того, нанесенные покрытия для сообщения им нерастворимости подвергаются в дальнейшем сшиванию за счет взаимодействия различных функциональных групп, находящихся в соседних макромолекулах или введенных с водорастворимыми отвердителями в исходный раствор. Высокая диэлектрическая постоянная воды и наличие в полимере ионогенных групп позволяют использонать для нанесения покрытия метод электроосаждения [6] (электроотложение, электрофорез), при котором окрашиваемое металлическое изделие выполняет роль одного из электродов (обычно анод). Этот метод дает ровные покрытия на трудно окрашиваемых изделиях (детали сложной конфигурации, с малыми отверстиями и т. д.) и допускает полную автоматизацию производственного процесса.

Для образования монолитной пленки из латексов полимер должен, как правило, находиться