Low surface energy rubber materials: influence of the network structure of silicone rubber on tack

• Autorzy: Mikrut M. , Noordermeer J.W.M. , Verbeek G.

Warianty tytułu

PL

Materiały elastomerowe o niskiej energii powierzchniowej: wpływ struktury sieci elastomeru silikonowego na kleistość

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The relationship between structure of polymer networks and their tackiness has been studied. The aim of this research was to characterize the influence of type and initial molecular weight of the uncrosslinked rubber, respectively amount of cross-linking agent on the crosslink density and on the resulting rubber-rubber tackiness. The polymer used was polydimethylsiloxane (PDMS), crosslinked with tri-, tetra-, and multifunctional silanes. The tack experiments were performed with a tack testing device, developed specially for this purpose. The networks were characterized with NMR spectroscopy, swelling and mechanical properties measurements. High molecular weight PDMS shows much more tack compared to low molecular weight species crosslinked to the same level with silane of the same functionality. Increasing the cross-linking agent functionality from three to four significantly reduces the PDMS tack; further increase of functionality causes only small changes. The surface hydrophobicity measured by contact angle hysteresis changes only slightly. The observed differences in tackiness can be explained by an increased mobility of elastomer chain segments. The presence of numerous free or pendant chains favors the tack by increasing interpenetration of the chains and strengthening the rubber-rubber interface. Increase in the cross-linking agent functionality results in a more constrained network, which strongly reduces mobility and consequently the tack.

PL

Badano zależność pomiędzy strukturą sieci elastomerowych a kleistością. Celem pracy było zbadanie wpływu ciężaru cząsteczkowego elastomeru oraz rodzaju i ilości substancji sieciującej na gęstość usieciowania i na kleistość elastomer-elastomer. Zastosowano kauczuk silikonowy (PDMS) usieciowany za pomocą trój-, cztero- oraz polifunkcyjnych silanów. Pomiary kleistości przeprowadzono za pomocą urządzenia skonstruowanego specjalnie w tym celu. Parametry sieci scharakteryzowano za pomocą badań metodą NMR, pęcznienia równowagowego oraz właściwości mechanicznych. Właściwości powierzchniowe gumy silikonowej badano poprzez pomiary histerezy kąta zwilżania. PDMS o dużym ciężarze cząsteczkowym wykazuje znacznie większą kleistość w porównaniu do polimerów o małym ciężarze cząsteczkowym usieciowanych do tego samego stopnia za pomocą silanów o takiej samej funkcyjności. Zwiększenie funkcyjności z trzech do czterech poważnie zmniejsza kleistość PDMS; dalsze zwiększanie funkcyjności powoduje tylko niewielkie zmiany. Hydrofobowość powierzchni, mierzona za pomocą histerezy kąta zwilżania, zmienia się tylko nieznacznie. Zaobserwowane różnice w kleistości mogą być spowodowane zwiększoną ruchliwością segmentów łańcuchów polimerowych. Dodatkowo obecność licznych swobodnych końców łańcuchów sprzyja zwiększeniu kleistości poprzez zwiększone wzajemne przenikanie łańcuchów i wzmocnienie połączenia elastomer-elastomer. Użycie środka sieciującego o większej funkcyjności prowadzi do sieci o mniej swobodnych łańcuchach i w rezultacie do zmniejszenia kleistości.

Słowa kluczowe

EN

rubber; PDMS; tack

PL

guma; PDMS; kleistość

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 10, nr 4
• Strony: 12--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Mikrut M.

autor

Noordermeer J.W.M.

autor

Verbeek G.

• Dutch Polymer Institute, P.O. Box 902, 5600AX Eindhoven, The Netherlands, University of Twente, Fac. of Science and Technology, Dept. of Rubber Technology, P.O.Box 217, 7500AE Enschede, The Netherlands

Bibliografia

• 1. Hamed G. R.: Rubb. Chem. Technol, 1981, 54 577
• 2. Rhee C. K.: Andries J. C: Rubb. Chem. Technol., 1981, 54 101
• 3. Unertl W. N.: J. Adhes. 2000, 74, 195
• 4. Giri M., Bousfield D. B., Unertl W. N.: Langmuir, 2001,17, 2973
• 5. Owens D. K., Wendt R. C: J. Appl Polym. Sci, 1969,13, 1741
• 6. Deruelle M., Legér L, Tirrell M.: Macromolecules, 1995, 28, 7419
• 7. Owen M. J.: Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Rev., 1980, 19, 97
• 8. Beatty J. R.: Rubb. Chem. Technol, 1969, 42, 1040
• 9. Bontems S. L, Stein J., Zumbrum M. A.: J. Polym. Sc.Part A, 1993, 31, 2697
• 10. Flipsen T. A. C, Derks R., Van Der Vegt H., Pennings A. J., Hadziioannou G.: J. Polym. Sci. Part A, 1997, 35, 41
• 11. Galliano A., Bistac S., Schultz J.: J. of Coll. And Interface Sci., 2003, 265, 372
• 12. Yasuda H., Sharma A. K.: J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed., 1991, 19, 1285
• 13. Hillborg H., Gedde U. W.: Polymer, 1998, 39, 1991