Скорость испарения на I стадии при прочих равных условиях пропорциональна давлению его паров над раствором. Растворы полимеров, у которых из-за малой подвижности макромолекул давление паров растворителя медленно падает с увеличением концентрации полимера, можно на первой стадии испарения рассматривать как «чистый растворитель».
При переходе к высоким концентрациям полимера давление паров растворителя начинает резко уменьшаться (II стадия испарения). Лимитирующей стадией является диффузия связанных молекул растворителя к поверхности слоя. Молекулы растворителя диффундируют изнутри через более плотный слой полимера на поверхности. Этот процесс аналогичен сушке и протекает при постоянно понижающемся давлении пара. При изготовлении пленок (особенно толстых) это проявляется в неравномерности усадки и неоднородности свойств различных слоев пленки.
Разделяют «воздушный», внутренний и «зеркальный» слои. Верхний, воздушный слой (толщиной несколько микрометров) отличается наибольшей плотностью упаковки. В этом слое наиболее полно протекают релаксационные процессы, облегчаемые диффузией молекул растворителя из глубинных слоев на поверхность пленки. Нижний, зеркальный слой пленки, соприкасающийся с твердой поверхностью подложки, обладает неустойчивой плоскоориентированной структурой. Перестройка этой структуры при формовании пленки тормозится вследствие фиксирующего воздействия подложки. С увеличением толщины пленки возрастает влияние на ее свойства внутреннего (промежуточного) слоя, состоящего из неориентированных элементов структуры, он изотропен. Неплотная упаковка структурных элементов обусловлена присутствием некоторого количества остаточного растворителя.
Технологически целесообразно работать с концентрированными растворами пленкообразующих полимеров. Высокая концентрация позволяет снижать количество расходуемого растворителя, что приводит к снижению затрат на его рекуперацию и на высушивание пленок. Повышение концентрации делает возможным получение толстых пленок (до 500 мкм) вследствие повышенной формоустойчивости раствора. Повышаются прочностные показатели пленок. Однако повышение концентрации влечет за собой увеличение вязкости раствора, затрудняющее проведение фильтрации и деаэрации. Поэтому содержание пленкообразующего вещества в растворе для производства тонких пленок составляет 10—12% (вязкость 12—15 Па×с), при изготовлении толстых достигает 20% (вязкость 25—35 Па×с).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.