1.1.8. Регулювання властивостей полімеру латексу

Введення при полімеризації в ланцюг поліхлоропрену невеликої кількості ланок 2,3-дихлорбутадієну (~8%) підвищує еластичність латексних плівок, зменшує їх схильність до кристалізації. Методом затравочної полімеризації, що заснований на дрібному введенні мономерів, отримані латекси з часточками, ядро яких побудоване із полістиролу або високостирольного полімеру, а оболонки – із бутадієн-стирольного полімеру з відносно низьким вмістом стиролу. Отримана із цього латексу піногума характеризувалась більш високим опором до стиснення, ніж піногума із латексу на основі полімеру з статистичним розподілом стирольних ланок. При синтезі латексу сополімеру бутадієну з 2-метил-5-вінілпіридином вдалось, за рахунок введення піридинового мономеру на останніх стадіях полімеризації, отримати латекс, периферія часточок якого була збагачена піридиновими ланками. Це дозволило знизити сумарний вміст піридинового сомономеру з 10 до 3% при збереженні адгезійних властивостей насичуваних складів на основі цього латексу.

Одним із найбільш простих методів цілеспрямованого регулювання властивостей отримуваних із латексів матеріалів та виробів є змішання латексів, які складаються із полімерів різної природи. При такому змішуванні вдається отримати матеріал, що поєднує у собі позитивні властивості кожного із змішуваних латексів, або матеріал з властивостями, які не можуть бути досягнені при застосуванні кожного латексу окремо.

Не розглядаючи тут механізм процесів, які відбуваються при змішуванні латексів з різною природою полімерів, відмітимо лише практичні результати, які можуть бути отримані завдяки цьому технологічному прийому. Найбільш широко застосовується технологічний прийом, коли до основного латексу додається відносно невелика кількість (10...20%) іншого латексу.

Так, введення в еластомерний латекс добавки латексу жорстколанкового полімеру може призвести до збільшення модуля матеріалу, що отримується із латексу, його твердості, росту опору роздеру.

Добавки до бутадієн-стирольного чи натурального латексів полістирольного латексу забезпечують підвищення опору стисненню піногуми. Добавка полістирольного латексу до штучного латексу синтетичного поліізопрена дозволяє значно підвищити фізико-механічні показники сирих гелів і вулканізованих плівок, одночасно покращує технологічні характеристики латексу: ліквідується липкість сирих гелів, зростають швидкості іонного відкладення і сушки гелів.

Добавки латексів еластомерів в латекси жорстколанкових полімерів можуть виконувати роль пластифікатора. Очевидно, що використання композицій на основі сумішей різних латексів буде розширюватися, оскільки вдовольнити різноманітні вимоги, постійно розширюються, що пред’являються до латексів, за рахунок синтезу принципово нових латексів буде, практично, неможливо.

Великі можливості регулювання властивостей полімеру латексів відкриває хімічна модифікація. Нижче приводяться деякі приклади хімічної модифікації властивостей полімеру латексу.

Існує велика кількість способів модифікації полімеру в готовому латексі. Сюди, перш за все, потрібно віднести процес вулканізації полімеру на стадії латексу (предвулканізовані латекси). Цей процес здійснюється шляхом введення в латекс вулканізуючої системи (сірки, ультраприскорювачів, оксиду цинку) і витримки суміші при перемішуванні. Час і температура (звичайно 60...70ºС) вибираються для певної латексної суміші виходячи з потрібного ступеня вулканізації полімеру.

Вироби, що отримані із предвулканізованого латексу, або взагалі не потребують наступної вулканізації при високих температурах і достатній лише їх нагрів при температурі 60...70ºС, який суміщається з процесом сушки, або режими вулканізації при високих температурах (100...140ºС) можуть бути значно скорочені.

Структурування полімеру на стадії латексу може бути здійснене також за допомогою γ-опромінення.

Вироби, отримані із такого латексу, характеризуються підвищеною термостійкістю із-за утворення при структуруванні полімеру зв’язків С – С. Крім того, із виробів, отриманих із γ-опроміненого латексу, виключена міграція звичайних вулканізуючих агентів і продуктів їх перетворення, що дуже важливо для виробів медичного призначення і виробів, що дотикаються з продуктами харчування.

Відомі способи модифікації властивостей полімеру латексу за рахунок процесів графт- і блок-сополімеризації, що ініціюються звичайними джерелами радикалів. В якості прикладу можна вказати на привиття стиролу і метилметакрилату до натурального латексу, стиролу і нітрилу акрилової кислоти до полімеру штучного латексу бутилкаучуку. В останньому випадку привиття було ініційоване γ-опроміненням. Важкість процесу привиття мономерів до полімеру готового латексу полягає в тому, що поряд з привиттям мономеру до головного ланцюга полімеру утворюються гомополімери мономеру, що прививається, а також відбувається структурування макромолекул полімеру в присутності ініціаторів радикальних процесів. Ці побічні важко регульовані процеси у більшості випадків негативно відбиваються на властивостях модифікованих латексів.

У завершенні цього розділу слід вказати, що модифікація полімеру латексу супроводжується, як правило, одночасною зміною колоїдних та технологічних властивостей латексу. Можливі зміни стійкості латексу до різноманітних зовнішніх впливів, в’язкості, плівкоутворюючої спроможності, структури плівок. Це слід враховувати, так як характер цих змін може бути як позитивним, так і негативним з точки зору технологічних властивостей латексу і якості кінцевого виробу.