Диссертация (Фазовый массоперенос жидкостей в производстве флексографских форм и струйной печати), страница 9

Мидлей [93] и И. Сиппел [94] попытались связать явление статическойэлектризациисхимическимстроениемполимеров.С.Мидлеюудалосьустановить, что ионообменные сшитые смолы, которые содержат карбоксильныегруппы, получают положительный заряд при трении о нейтральные поверхности,а смолы, которые содержат группы четвертичного аммония, получают при тех жеусловиях отрицательный заряд. И.Сиппел установила, что разные полимеры, всостав которых входят карбонильные группы, предрасположены к приобретениюположительного заряда при трении о латунь, а при этом полимеры простыхвиниловых эфиров заряжаются отрицательно.1.6 Влияние электрического поля на движение диэлектрическихжидкостей по поверхности полимеровВолокнисто-пористый материал может поглощать жидкую среду поддействиемэлектрических(пондеромоторных)сил,которыеобразуютрасклинивающее давление между волокнами.

Значение пондеромоторных сил,как правило, обуславливают диэлектрические свойства жидкости. Аналитическивозможнополучитьколичественнуюсвязьмеждухарактеристикамидиэлектрических свойств жидкости и силой ее электрического взаимодействия сзаряженным полимерным телом. Установлено, что внешнее электрическое полевызываетполяризациюдиэлектрика.Ввариантенеполярнойжидкостиэффективное локальное поле создает нарушение симметрии расположениязарядов квази-упругой молекулы. Молекула получает наведенный электрическийдипольный момент:�⃗ = �⃗лок ,(1.22)где �⃗лок – локальное электрическое поле, в котором находится молекуладиэлектрика(внешнеепо −поляризуемость молекулы.отношениюкзарядаммолекулы),а49В полярных жидкостях, молекулы которых обладают собственнымдипольным моментом����⃗0, вклад в дипольный момент, определяемыйвыражением (1.22), обычно мал по сравнению с ����⃗0, и поляризация такихжидкостей определяется главным образом конкурирующим действием двухфакторов: стремление молекулярных диполей выстроиться по направлениюэлектрического поля под воздействием на молекулу момента сил:�⃗ = [����⃗0 �⃗лок ](1.23)И разрупорядывающим тепловым движением молекулы, в частности, ихвращением и их взаимным столкновением.

При этом надо иметь ввиду, что всякаямолекула заключена в ориентирующем поле соседних с ней молекул. Даннаякорреляция смежных молекул, видимо, должна иметь место как без внешнегоэлектрического поля, так и при его присутствии. Для очень полярных жидкостей,к которым принадлежит вода, вклад коррелирующей составляющей от действияполя смежных молекул в локальном поле может стать определяющим.Плотность пондемоторных сил, действующих на жидкость со сторонывнешних к ней зарядов, можно записать как: = < ⃗ ,(1.24)где n − число молекул в единице объема жидкости;⃗ сила, действующая на отдельную молекулу и определяемая выражением(1.24) и означает усреднение по объему.Имеем:�⃗�⃗ = < ⃗ >= < �⃗ � лок� >= < �⃗ >< � лок�>,⃗⃗где �⃗– вектор поляризации,�⃗лок – локальное поле в диэлектрике.(1.25)�⃗,Их известного соотношения между векторами электрического смещения поляризация �⃗ и напряженность �⃗ :50Получаем:�⃗ = �⃗ + 4�⃗ = �⃗�⃗ = ( − 1)�⃗ /4(1.26)Подставляя (1.26) в (1.25) получим: =(−1)4�⃗�⃗лок лок⃗(1.27)Кондратов А.П.

сконструировал измерительные ячейки двух типов, которыепредназначались для экспериментальной проверки действия пондеромоторныхсил на диэлектрические жидкости в неоднородном электростатическом поле. Вячейки капиллярного типа небольшой градиент электрического поля получался спомощью уменьшения расстояния между двумя плоскими электродами, которыепокрытыполимернымипленками(Рисунок1.10).Результатомдействияпондеромоторных сил является втягивание (поднятие) жидкости в капилляре.Рисунок 1.10 Измерительные ячейки капиллярного типа, где 1– электроды;2 – пленки полимера; 3 – диэлектрическая жидкость.51Длямоделированиясерьезныхградиентовнапряженностиэлектростатического поля была смонтирована двухкамерная ячейка, имеющаянезависимое подключение электродов к высокому напряжению, котороевозрастает снизу-вверх (Рисунок 1.11).Рисунок 1.11 Измерительные ячейки двухкамерного типа с регулируемымградиентом электрического поля в рабочем зазоре, где 1 – электроды; 2 –рабочий зазор; 3 – полимерные пленки; 4 – сообщающийся сосуд с измерительнойлинейкой; 5 – проводники; 6 – делитель напряжения; 7 – изоляторы.Опытысдиэлектрическимижидкостямидоказаликачественнуюзависимость от значения и разнородности массы переноса жидкости в узкихкапиллярах вдоль градиента напряженности электрического поля.52ГЛАВА 2.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ2.1 Объекты исследованияВ качестве объектов исследования были использованы следующиематериалы.Нетканые полотна из синтетических волокон:– нетканый материал производства фирмы DuPont Cyrel DR37F (торговоеназвание: проявляющий рулон);– иглопробивной нетканый материал из смеси (1:1) волокон полипропилена0,67 текс и бикомпонентного полиэфирного волокна 0,44 текс, производства ОАО«Монтем»;–иглопробивнойнетканыйматериализсмеси(1:1)полиэтилентерефталатных волокон 0,33 текс и бикомпонентного полиэфирноговолокна 0,44 текс, производства ОАО «Монтем»;– нетканые полотна марки «Агротекс 17» из волокон полипропилена;– нетканые полотна марки «Агротекс 42» из волокон полипропилена;– нетканые полотна марки «Агротекс 60» из волокон полипропилена;Тканые материалы производства ПТК «Чайковский текстиль» различногосостава:– Ткань из 100% хлопчатобумажных (Х/Б) волокон;– Ткань из 88% Х/Б волокон и 12% ПА;– Ткань из 80% Х/Б волокон и 20% ПА;– Ткань из полиэфирных (ПЭТФ) волокон;Бумаги:– Бумага фильтровальная (средний размер пор 5 мкм)– Бумага офсетная (средний размер пор 0,16-0,18 мкм)Флексографские фотополимерные пластины DuPont Cyrel DFR 045 635х762мм, толщиной 1.14 мм.

По данным DuPont™ Cyrel® DFR – цифровая пластинавысокой жесткости для изготовления форм по термальной технологии. Пластинапредназначена для высококачественной печати полутонов, штриховых работ и53плашек. Область применения: гибкая упаковка, ярлыки и этикетки, конверты,пакеты и сумки, складные картонные коробки, предварительная запечаткалайнера («препринт»).Технические характеристики:Твердость 78-80 Шор А;Воспроизведение градаций 1-98%/150 lpi;Минимальная толщина позитивной линии 0,100 мм;Минимальный диаметр отдельно стоящей точки 300 мкм;Глубина рельефа 0,50 мм.Полимерные пленки промышленного производства:– полипропиленовая пленка фирмы Esselte «GlassClear» толщиной 100 ±10мкм;– пленка полиэтилентерефталатная глянцевая, ГОСТ 24234-80, марки Э,толщиной 200 ±10 мкм.Жидкости:– дистиллированная вода ГОСТ 6709-72;– толуол, чда, ГОСТ 5789-78;– стирол, стабилизированный гидрохиноном 1%, ч;– н-гептан, чда;– н-декан, чда;– о-ксилол, чда;– изопропиловый спирт, чда.2.2 Методы исследованияЭкспериментальныеисследованияпроводилисьсиспользованиемсовременных методов и приборов физико-химического анализа полимера иэталонных микропористых материалов, в том числе– ИК-спектрофотомерия;– дифференциальная сканирующая калориметрия;– испытание механических свойств по ГОСТ 23206-78;54– прецизионная гравиметрия;– определение пылимости волокнистых материалов;методика–специализированнаяиэкспериментальнаяустановкадляускоренной макросъемки движения жидкости и измерения краевого угласмачиванияразличныхполимерныхматериаловжидкостямиразличнойполярности;– методика физическо-химической модификации поверхности нетканыхматериаловизсинтетическихволоконтермообработкойвконтактесорганическим растворителями.Методика определения пылимости полотен, включает прижатие к образцуматериала контртела с липкой поверхностью на определенное время припостоянном давлении, удаление прилипших к поверхности контртела частицволокон–«пыли»,измерениеихколичестваивычислениесреднихгеометрических характеристик.

В качестве контртела с липкой поверхностьюиспользуютсамоклеящиесяпрозрачныепленки,которыеотслаиваютспостоянной скоростью. Пленки фотографируют под микроскопом в проходящемсвете, с последующим определением числа и геометрических характеристикпроекций частиц пыли на поверхность пленки. В качестве контртела с липкойповерхностью используют полимерные прозрачные пленки со слоем липкойполимерной композиции, величина адгезии которой, определенная по методуFINATFTM1, составляет 5÷20 Н/25см.Давление прижатия самоклеящейся прозрачной пленки к образцу бумагисоставляет 10÷100 кПа, время прижатия 1÷2 минуты, скорость отслаивания 50мм/мин.После отслаивания полоски самоклеящейся прозрачной пленки от полотнаее фотографируют при увеличении 760 крат цифровой фотокамерой и сканируютизображение с использованием системы анализа изображений «Видео-Тест».Обработка изображения участка поверхности самоклеящейся прозрачной пленкипри помощи системы анализа изображений «Видео-Тест» позволяет получитьследующие данные:55-общее число частиц волокна (пыли) на единице поверхности пленки;-долю общей площади проекции частиц волокон на единицеповерхности пленки;-средний (эффективный) размер частиц, отделяющихся от полотна;-среднее значение площади проекции частицы;-гистограмму распределения частиц по габаритным размерам;-гистограмму распределения частиц по их площади.При решении поставленных задач были использованы статистическиеметоды обработки экспериментальных данных, построение графиков в программеExcel с получением аналитических выражений и значений достоверностиаппроксимации.Оценку впитывающей способности нетканых материалов по технологииCyrel Fast DuPont производили следующим образом.