ОПТИЧЕСКИЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА. Пленкообразующие оптические материалы
ОПТИЧЕСКИЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА
Транскрипт
1 ISSN , c УДК ОБЗОРЫ, СИСТЕМАТИЗАЦИИ, ОБОБЩЕНИЯ Е. Н. Котликов, Ю. А. Кузнецов, Н. П. Лавровская, А. Н. Тропин ОПТИЧЕСКИЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА В работе приведены области прозрачности и показатели преломления широко применяемых оптических пленок, полученных термическим испарением в вакууме. Для некоторых наиболее употребительных веществ приведены спектральные зависимости показателей преломления и поглощения, определенных авторами для видимого и ИК диапазонов спектра. ВВЕДЕНИЕ Для реализации интерференционных покрытий (ИП) в инфракрасной области спектра требуются прозрачные оптические пленки с различными коэффициентами преломления и минимальным коэффициентом поглощения в требуемой области спектра. Оптические свойства пленок сильно зависят от способа получения слоев, от технологических режимов температуры подложки, скорости осаждения, остаточного давления в вакуумной камере, используемых при изготовлении пленкообразующих материалов, и отличаются от оптических констант исходных веществ. Поэтому для успешного синтеза любого оптического покрытия должны быть с достаточной степенью точности определены оптические характеристики получаемых на практике тонких пленок. Под оптическими характеристиками понимаются спектральные зависимости показателя преломления и показателя поглощения. Здесь и являются действительной и мнимой частями комплексного показателя преломления n ( λ) = n( λ) ik( λ ) соответственно. Необходимость учета дисперсии показателей преломления и поглощения пленкообразующих веществ при синтезе многослойных ИП продемонстрирована в работах [1, 2]. В связи с этим возникает проблема создания базы данных по оптическим константам тонких пленок, которая может быть также заложена и в программу для расчета покрытий с требуемыми спектральными характеристиками. Наиболее полный список веществ, которые могут быть использованы в качестве пленкообразующих, содержит более 200 веществ. Реально в видимой области спектра широко используется порядка 20 типов диэлектрических пленок. Примерно такое же количество используется и в ИКобласти спектра. ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИХ ТОНКИХ ПЛЕНОК Известно [1 6], что халькогениды на основе сульфидов, селенидов и теллуридов (ZnS, ZnSe, Аs 2 S 3, As 2 Se 3, PbSe, PbTe, GeTe и Ge), а также фториды (ВаF 2, РbF 2, SrF 3, YF 3 ) являются перспективными пленкообразующими материалами для изготовления интерференционных покрытий различного назначения. Также некоторые оксидные пленки типа SiO, TiO 2, Y 2 O 3, HfО 2, ZrO 2 применяются в ИК-диапазоне вплоть до мкм [1, 3, 4]. По литературным данным, особенно успешным является применение этих материалов при совместной ионной бомбардировке инертными газами. Оптические константы массивных образцов хорошо известны и опубликованы в ряде работ [7 9]. Значения показателей преломления некоторых наиболее распространенных материалов в ИК-области спектра, которые также широко используются при изготовлении пленок, приведены в табл. 1. Свойства оптических пленок зависят в первую очередь от способа изготовления и используемых при их изготовлении пленкообразующих материалов. Наиболее распространенным способом нанесения тонких пленок и интерференционных покрытий является термическое испарение в вакууме. Термическое (резистивное) испарение имеет ряд модификаций. Они включают испарение из тиглей, лодочек, электронно-лучевое испарение, ионное ассистирование. При получении высококачественных интерференционных покрытий к ним в целом и к отдельным пленкам применяется ряд требований по оптическим и механическим свойствам. Ниже, на рис. 1, мы приводим основные характеристики 22 пленкообразующих материалов [1 6]. Все материалы, кроме радиоактивного ThF 4, апробированы и использовались нами при проектировании и изготовлении интерференционных 32
2 ОПТИЧЕСКИЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ Табл. 1. Значения показателей преломления некоторых оптических материалов, прозрачных в ИК-области спектра [7 9] Материал n λ = 1 мкм n λ = 2 мкм n λ = 5 мкм n λ = 10 мкм Ge Si ZnS ZnSe BaF CaF PbF PbTe As 2 S As 2 Se PbF2 Рис. 1. Область прозрачности и показатели преломления пленок покрытий ИК-диапазона спектра. Наиболее важной характеристикой пленок является область прозрачности и показатель преломления пленок в этой области. Приведенные на рис. 1 результаты относятся к пленкам, полученным резистивным и электронно-лучевым испарением в типичных условиях, т. е. при температуре подложек порядка С. Верхний предел температуры подложек, как правило, определяется температурой испарения пленкообразующего вещества. Чем она выше, тем выше можно нагревать подложку во время напыления. Максимальный нагрев подложек (до 350 С) используется для получения плотных пленок оксидов. Данные по физическим свойствам пленок приведены в табл. 2 [1 6]. В этой же таблице даны способы испарения материалов. Электроннолучевое испарение () является предпочтительным перед испарением из лодочек или тиглей с прямым нагревом, т. к. дает более чистые пленки. В электронно-лучевом испарителе поток электронов в электрическом поле ускоряется до энергии 6 12 кэв и фокусируется на поверхность испаряемого материала, помещенного в тигель. При столкновении большая часть кинетической энергии превращается в тепловую энергию, и при этом могут быть
docplayer.ru
Исследование свойств пленкообразующих материалов для ультрафиолетовой области спектра Текст научной статьи по специальности «Физика»
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА Л.А. Губанова, Ж.Н. Талдыкина
В работе приведены результаты исследования дисперсии показателей преломления пленкообразующих материалов: М£р2, 8Ю2 и НГО2 в области спектра от 200 до 100нм. Обсуждено влияние дисперсии показателей преломления на спектральные характеристики широкополосных антиотражающих покрытий для этой области спектра.
Введение
Расширение рабочего спектрального диапазона современных оптических систем значительно усложняет разработку и изготовление интерференционных покрытий, без которых в настоящее время не функционирует ни один прибор. При работе в УФ области спектра возникает ряд специфических проблем, связанных с использованием коротковолновой области спектра. Наиболее остро стоит проблема конструирования и изготовления просветляющих покрытий, обеспечивающих значительное снижение коэффициента отражения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. При расширении спектрального диапазона необходимо увеличивать число слоев в составе просветляющего покрытия, причем оптическая толщина некоторых слоев становятся крайне малой, часто она составляет десятые и сотые доли длины волны рабочего диапазона, их геометрическая толщина не превышает нескольких ангстрем. Последние обстоятельства требуют особенно тщательного соответствия расчетных и экспериментально выполненных оптических толщин покрытий.
Поскольку пленкообразующие материалы, применяемые для просветления оптических деталей, характеризуются показателем преломления, дисперсией показателя преломления, областью прозрачности, химической стабильностью, то при расчете конструкции покрытия необходимо знать не только точное значение этих параметров, но и зависимость их от условий формирования пленок.
В структуру интерференционных покрытий чаще всего входят слои, показатели преломления которых должны существенно отличаться друг от друга. Для материалов, работающих в УФ области спектра, диапазон прозрачности пленкообразующих материалов лежит в пределах от 0,15 мкм до 2 мкм. В этом диапазоне материалы должны обладать высокой прозрачностью, т.е. обладать минимальным коэффициентом поглощением Материал считается прозрачным, если величина его коэффициента поглощения меньше 102см-1, это означает, что коэффициент экстинции в исследуемой области спектра не может превышать 10 .
Материалы покрытия должны обладать большим сопротивлением истиранию и быть совместимыми между собой в одной комбинации. При этом на границах раздела между слоями и подложкой должны отсутствовать химические реакции.
С целью получения достоверных значений показателя преломления пленкообразующих материалов на кафедре оптических технологий давно проводятся исследования по изучению факторов, влияющих на стабильность показателей преломления таких материалов. В последнее время значительное внимание стало уделяться изучению дисперсии показателя преломления. Одной из особенностей покрытий для дальней УФ области спектра является то, что в этом диапазоне прозрачны лишь несколько влагостойких, обладающих высокой механической прочностью материалов, а именно: М§Б2, БЮ2, НГО2 и А1203. Анализу дисперсии показателей преломления и ее влиянию на характеристики диэлектрических систем посвящена данная работа.
Основные результаты
Для аттестации пленкообразующих материалов на промышленной вакуумной установке ВУ-1А формировались пленки БЮ2 и НГО2, толщиной, кратной Х/4,для некоторых длин волн, на подложках из кварцевого стекла марки КУ-1. По значению коэффициента пропускания в экстремуме (в минимуме для пленок с показателем преломления, большим показателя преломления кварцевого стекала - НГО2, и в максимуме - для пленок с показателем преломления, меньшим показателя преломления кварцевого стекла - М§Е2), были рассчитаны значения показателей преломления для тех длин волн, для которых толщина пленок была кратна У4. Измерения проводились на спектрофотометре СФ-26, Путем интерполяции имеющихся результатов были получены их дисперсионные зависимости. На рис.1 представлены дисперсионные зависимости показателя преломления фторида магния. Здесь же изображены значения показателей преломления, приведенные в работе [1]. На этом рисунке треугольники - экспериментальные результаты, полученные авторами, квадратики - результаты, приведенные в работе [1]. Пленки М§р2 осаждались методом электронно-лучевого испарения при давлении остаточных газов в камере 10"3 Па со скоростью 0,5 нм/с на прогретую до 300°С подложку.
1,45
1.4
1.35
1.3 ...................г
200 300 400 500 600 700 800 900 1000
длина волны, нм
Рис. . Дисперсия показателя предомления пленки МдР2), оптическая толщина пленки 150 нм
П
2.6
2.4--
2.2------
2--♦
1.8---
1.6---
--—п
200 300 400 500 600 700 800
длинаволны, нм
Рис. 2 Дисперсионная зависимость показателя преломления пленки ИЮ2
П
На рис. 2 представлены дисперсионные зависимости показателя преломления оксида гафния, толщина пленки равнялась 150нм. Пленка оксида гафния была получена методом электронно-лучевого испарения при остаточном давлении в вакуумной камере 10" Па, скорости осаждения 0,2 нм/с, на прогретой до 300°С подложке. На этом же рисунке представлены значения показателя преломления оксида гафния, приведенные в литературе [2,3]. Экспериментальные данные, полученные авторами, изображены на рисунке в виде крестиков, литературные данные - в виде ромбов и квадратов. Вертикальная линия на длине волны 550 нм изображает различие в величине показателей преломления для обыкновенного и необыкновенного лучей кристалла НТО2. Данные по дисперсии показателя преломления приводятся в различных литературных источниках без указания условий формирования слоев. п
1 65 -
1.55
1.45
1.35
200 300 40С 500 600 700 600
длина волны, нм
Рис. 3. Дисперсия покзателя преломления пленки БЮ2,.
Как видно из зависимостей, приведенных на рис.1-3,. для этих материалов наблюдается значительное увеличение показателей преломления в УФ-области спектра. При приближении к фиолетовой границе прозрачности пленкообразующих материалов следует отметить, что экспериментальные данные совпадают с данными, приведенными в литературных источниках с достаточной степень достоверности. Различие в показателях преломления пленкообразующих материалов в УФ и видимой областях спектра вызывает необходимость в определении влияния дисперсии этих материалов на спектральные характеристики просветляющих покрытий в области спектра от 200 нм до 1000 нм.
С целью определения этого влияния на спектральные характеристики просветляющих покрытий, содержащих слои фторида магния, оксидов гафния и кремния, нами
были проведены расчеты спектральной характеристики разработанного ранее просветляющего покрытия с учетом полученных результатов. На рис. 4 представлены спектральные характеристики антиотражающего покрытия без учета (кривая 1) и с учетом дисперсии показателей преломления (кривая 2) пленкообразующих материалов.
Я.0 о
3
7 б 5
4
3
/
/ N /
/ \ /
/ \
/ — <
/
/
/
Г \ /
1 V у
1 1
1 1
1
V " ц
т -1 ^" I
200
300
400
500
500 700
длина волны, нм
Рис. 4. Влияния дисперсии пленкообразующих материалов на спектральную характеристику просветляющего покрытия. 1 - без учета дисперсии пленкообразующих материалов, 2 - с учетом дисперсии пленкообразующих материалов
Как видно из приведенных зависимостей, по всему спектральному диапазону наблюдается значительное различие в коэффициентах отражения интерференционного покрытия, содержащего слои из исследованных нами материалов. Необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что во всем спектральном диапазоне происходит значительный рост коэффициента отражения просветляющего покрытия. Это связано с тем, что существенно изменяются фазовые толщины слоев, образующих это покрытие.
Различия в спектральных характеристиках, полученных расчетным путем с учетом и без учета дисперсии показателей преломления пленкообразующих материалов, позволяют объяснить результаты плохого воспроизведения спектральных характеристик просветляющих покрытий при изготовлении этих покрытий в УФ области спектра. Следует также помнить, что на вид спектральной характеристики оказывает влияние не только состав пленкообразующего материала, но и условия формирования покрытия. Эти условия оказывают влияние на величину пористости покрытия. Пористость покрытия, в свою очередь, при эксплуатации этого покрытия в атмосфере определяет изменение показателя преломления слоя. Поэтому полученные нами результаты по дисперсии показателей преломления пленкообразующих материалов в области спектра от 200 до 1000 нм позволяют скорректировать конструкцию просветляющего покрытия, работающего в ультрафиолетовой и видимой области спектра.
Заключение
По результатам выполненной работы можно сделать следующие выводы.
• В УФ-области спектра наблюдается значительное увеличение показателей преломления пленкообразующих материалов по сравнению с видимой областью спектра.
• Дисперсия пленкообразующих материалов оказывает значительное влияние на спек-
тральные характеристики просветляющих покрытий, работающих в диапазоне спектра от 200 до 1000 нм.
• Конструкции интерференционных покрытий необходимо рассчитывать с учетом дисперсии показателей преломления пленкообразующих материалов, входящих в состав интерференционной системы, если она предназначена для работы в диапазоне спектра от 200 до 1000 нм.
• Аттестацию показателей преломления слоев из используемых пленкообразующих материалов следует проводить на пленках, полученных в тех же условиях (остаточное давление, температура, скорость испарения), в которых будут изготавливаться интерференционные системы, если они используются для работы в широком спектральном диапазоне.
Работа выполнена в рамках проекта 10007 «Исследование методов изготовления
покрытий, создающих волновой фронт излучения для формирования лазерных пучков с
предельной пространственной локализацией»
Литература
1. Оптические кристаллические материалы. Каталог. / Под ред. Г.Т. Петровского. Л., 1991 52 с.
2. Гайнутдинов И.С., Несмелов Е.А.,. Хайбуллин И.Б. Интерференционные покрытия для оптического приборостроения. Казань: Фэн, 2002. 591 с.
3. Воронкова Е.М. и др. Оптические материалы для ИК техники. М.: Наука, 1965. 243 с.
4. Риттер Э. Пленочные диэлектрические материалы для оптического применения. Физика тонких пленок. Т.8 М.: Мир,1978. С. 7-60.
cyberleninka.ru
Пленкообразующие материалы
Пленкообразующие — вещества, из которых после нанесения их тонким слоем на поверхность в результате физико-химических процессов получаются защитно-декоративные покрытия с определенными свойствами.
В качестве пленкообразующих веществ используют нитраты целлюлозы, синтетические и природные смолы, высыхающие растительные масла. Наиболее распространены нитраты целлюлозы и синтетические смолы.Нитраты (эфиры) целлюлозы получают из древесной или хлопковой целлюлозы, обработанной смесью серной и азотной кислот. При этом получают коллоксилин и пироксилин. Коллоксилин используют для изготовления нитроцеллюлозных лакокрасочных материалов. Вязкость коллоксилинов колеблется в больших пределах. Для лакокрасочных составов применяют низковязкие коллоксилины марок: ВНВ — весьма низковязкие, ПСВ—полусекунднон вязкости, ПСВМ — специальные мебельные с улучшенными физико-механическими показателями. Коллоксилин хорошо растворяется в ацетоне и других кетонах, метиловом спирте. Нитраты целлюлозы образуют твердые, но хрупкие пленки, нестойкие к атмосферным воздействиям, имеющие слабую адгезию к древесным материалам. Для улучшения качества нитроцеллюлозных покрытий в составы нитроцеллюлозных грунтов, лаков, эмалей вводят смолы, пластификаторы.Синтетические смолы получают в результате реакций поликонденсации (полиэфирные и др.) или полимеризации (полиуретаповые и др.). В мебельной промышленности используют полиэфирные, полиэфиракрилатные, полкуретановые, карбамидоформальдегидные, меламшювые, пентафталевые и другие смолы.Из полиэфирных наибольшее применение имеют полиэфирмалеинатные смолы для приготовления полиэфирных лаков, эмалей, грунтовок, шпатлевок. Покрытия^получаются с высокими физико-механическими характеристиками.Полиуретаиовые смолы — продукты взаимодействия полиэфиров с полиизоцианатами. Применяют для изготовления полиуритановых лакокрасочных материалов. Полиуретаиовые покрытия обладают исключительно высокими по сравнению с остальными защитно-декоративными качествами.Карбамидоформальдегидные, меламиноформальдегидные и подобные им смолы получают при реакции конденсации. Эти смолы образуют пленки с высокой хрупкостью и значительной усадкой. Поэтому их применяют в смеси с другими компонентами: с модификаторами, пластификаторами, пластичными смолами. Используют для изготовления грунтовок, шпатлевок, лаков, эмалей, которые обеспечивают получение покрытий с хорошими характеристиками.Природные смолы — продукты древесно-растительного и биологического происхождения: канифоль и ее производные, шеллак, сандарак, манильский копал и др. В современных лакокрасочных материалах применяют канифоль й ее производные — в качестве неосновных компонентов в лакокрасочных композициях. Шеллак сандарак, копал в основном добывают в странах с тропическим климатом.Шеллак — чешуйки от желтого до коричневого цвета. Он хорошо растворяется в спиртах, ацетоне, в растворах щелочей и солей борной кислоты. Совмещается с нитроцеллюлозой и пластификаторами. Шеллачный лак —20...30 %-ный раствор шеллака в 90...95 %-ном этиловом спирте. Шеллачная политура — 8...15 %-ный раствор шеллака в 85...8Э %-ном этиловом спирте. Шеллачные покрытия имеют хорошие декоративные качества, но невысокую твердость, водо- и теплостойкость. Используют только для ремонта и реставрации старинной мебели (XVIII—начала XX в.).Растительные масла образуют пленки в результате окисления их кислородом воздуха. К высыхающим маслам относятся льняное, конопляное, перилловое, тунговое. Подсолнечное, соевое, ореховое масла высыхают очень медленно (3...7 сут). Невысыхающие масла — касторовое и хлопковое — можно отвердить только при введении сиккативов (ускорителей отвердения). К полувысыхающим относят также различные виды олиф. Пленкообразователи на основе масел в настоящее время для мебельного производства из-за длительности времени сушки, низкой твердости получаемых пленок и т. п. применяют ограниченно. Их вводят в качестве добавок в некоторые виды грунтовок, шпатлевок, порозаполнителей.
www.uniexo.ru
| 1Зинченко, ВФ, 2Антонович, ВП, 1Магунов, ИР, 3Кочерба, ГИ, 4Соболь, ВП, 5Мозговая, ОВ, 4Горштейн, БА 1Физико-химический институт им. А.В. Богатского НАН Украины, Одесса 2Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України, Одеса 3СНВП "Новые материалы и технологии", Одесса 4КП „Центральне конструкторське бюро „Арсенал”, Київ 5КП "Центральное конструкторское бюро "Арсенал", Киев |
| Nauka innov. 2009, 5(6):5-10 |
| https://doi.org/10.15407/scin5.06.005 |
| Рубрика: Научно-технические инновационные проекты Национальной академии наук Украины |
| Язык: Украинский |
| Аннотация: Приведены результаты работ по внедрению разработанных пленкообразующих материалов (ПОМ) для интерференционной оптики приборов ИК-диапазона, в частности технологических лазеров. Разработаны технологии синтеза и технические условия ПОМ на основе BaY2F8 и ZnS—Gd2S3, оптимизированы условия нанесения из них тонкопленочных покрытий. Показано, что интерференционные покрытия на основе созданных ПОМ по своим оптическим и эксплуатационным свойствам не уступают, а по ширине области прозрачности (7,5-12,5 мкм) и механической прочности (0 группа) превосходят покрытия из стандартных ПОМ (ZnS, YF3, ThF4). |
| Ключевые слова: ИК-лазеры, интерференционная оптика, параметры покрытий, пленкообразующие материалы, технические условия, технологии синтеза |
| Ссылки: 1. Технологические лазеры. Справочник / Абильсиитов Г.А., Гонтарь В.Г., Колпаков А.А. и др. / Под общ. ред. Абильсиитова Г.А. — М.: Машиностроение, 1991. — Т. 2. — 436 с.2. Справочник технолога-оптика / Окатов М.А., Антонов Э.А., Байгожин А. и др. / Под ред. Окатова М.А. — 2-е изд., перераб.и доп. — СПб.: Политехника, 2004. — 679 с.3. Зинченко В.Ф. Научные основы прогнозирования и создания пленкообразующих материалов для интерференционной оптики // Оптич. журн. — 2006. — Т. 73, № 12. — С. 72-77.4. Зінченко В.Ф., Соболь В.П., Кочерба Г.І., Тімухін Є.В. Оптичні та експлуатаційні властивості тонкоплівкових систем інтерференційної оптики (огляд) // Фіз. i хім. тверд. тіла. — 2007. — Т. 8, № 3. — С. 441-450.5. Friz M., Waibel F. Coating materials / Optical In ter fe rence Coatings / Kaiser N. and Pulker H.K. (Eds) — Berlin: Springer-Verlag, 2003. — P. 105-130.6. Handbook of Infrared Optical Materials / Klocek P. (Ed.) — New-York. Basel. Hong Kong.: Marcel Dekker Inc., 1991. — 613 p.7. Кочерба Г.І., Зінченко В.Ф., Галькевич Є.П. Застосування барію октафтородіїтріату як матеріалу для оптичних покриттів / Патент України на корисну модель від 11.03.2008 р. за № 30805.8. Кузнецов Б.А., Сафонов В.В. Галогениды (Диаграммы плавкости). Справочник. — М.: Металлургия, 1991. — С. 148.9. Морозова Н.К., Кузнецов В.А. Сульфид цинка. Получение и оптические свойства. — М.: Наука, 1987. — 200 с.10. Козицкий С.В., Писарский В.П., Полищук Д.Д. и др. Химический состав и некоторые свойства сульфида цинка, синтезированного в волне горения // Неорган. материалы. — 1980. — Т. 26, № 12. — C. 2472-2475.11. Томашик В.Н., Грыцив В.И. Диаграммы состояния систем на основе полупроводниковых соединений AIIBVI. — К.: Наук. думка, 1982. — 168 с. |
www.scinn.org.ua
ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА | ЛКМ Портал
(пленкообразователи) высокомолекулярные синтетические или природные вещества, способные образовывать пленку при нанесении на твердую поверхность; основные компоненты всех ЛКМ.
Пленкообразователь может быть однофазной или двухфазной системой. К однофазным системам относится 100%-ный пленкообразователь (например, натуральная олифа) или раствор пленкообразователя (например, полуфабрикатный лак). Двухфазные системы – суспензии (дисперсии) пленкообразователя в воде или органическом растворителе (например, акриловые дисперсии). Также пленкообразующие вещества можно разделить на природные и синтетические. К природным относятся растительные масла, подвергнутые специальной обработке; смолы естественного происхождения (янтарь, канифоль), специально обработанная целлюлоза. К синтетической группе относят алкидные, фенолформальдегидные, меламино- и карбамидоформальдегидные, перхлорвиниловые, акриловые, эпоксидные и т.д.
Пленкообразователи должны хорошо смачивать защищаемую поверхность и легко, равномерно распределяться на ней, не должны содержать вредных примесей (например, веществ, вызывающих коррозию металла). Пленкообразователи высыхают (отверждаются) при комнатной или повышенной (80–300 °C) температуре за время от 0,5 мин до 24 ч. В красках, грунтовках, шпатлевках пленкообразователи должны смачивать поверхность частиц и предотвращать их слипание и оседание, а после нанесения на поверхность – служить полимерной матрицей, в которой прочно закреплены все компоненты покрытия, а сама матрица – прочно сцеплена с поверхностью.
Пленкообразующее вещество – это основа клеев для металлов, керамики, пластмасс и древесины; компонент заливочных и пропиточных составов, герметиков; связующее пластмасс. Используются в производстве пенопластов, других олигомеров и полимеров.
Часто для достижения определенного комплекса свойств ЛКМ готовят на основе смеси разных пленкообразователей. Например, в эмалях для автомобилей применяют алкидную и амино-формальдегидные смолы, в быстросохнущих лаках и эмалях – нитрат целлюлозы и алкидную смолу. Противокоррозионные покрытия получаются при сочетании эпоксидной смолы с полиакрилатами, виниловыми полимерами. Расширяется применение так называемых композиционных пленкообразователей, представляющих собой микрогетерофазные смеси ограниченно совместимых полимеров (олигомеров), например, эпоксидно-каучуковых, эпоксидно-виниловых.
www.lkmportal.com
Пленкообразующие материалы - Энциклопедия по машиностроению XXL
Пленкообразующие средства создают на металлической поверхности покрытие, которое исключает увлажнение и таким образом препятствует коррозии, по крайней мере, временно. Пленкообразующие материалы обычно содержат ингибитор коррозии (см. 6.3), который способствует ее задержке. Пленкообразующие средства наносят путем погружения, разбрызгивания или кистью. Различают следующие варианты [c.91]Фенолоальдегидные смолы, растворимые в углеводородных растворителях, относятся к одному из старейших классов синтетических смол, широко используемых для грунтовочных покрытий. Темный цвет, свойственный этим смолам, и хрупкость получаемых покрытий несколько ограничивают область их применения, но способность к модифицированию различными соединениями дает возможность использования их в сочетании с другими пленкообразующими материалами. [c.47]
В качестве пленкообразующих материалов в водных составах применяют сополимеры акриловой кислоты и ее производные, бутадиен-стирольные латексы, водные дисперсии модифицированного поливинилацетата и др. [c.201]Во II том включены характеристики красок, грунтовок и шпатлевок на основе различных пленкообразующих материалов для художественных работ пигментов растворителей, сиккативов и других вспомогательных материалов, а также контроль их качества. [c.272]
Металлоплакирующая смазка — смазка, обеспечивающая возникновение ИП в узлах трения, не содержащих пленкообразующих материалов (пары трения сталь—сталь, сталь—чугун и др.), может быть двух видов металлоплакирующая смазка, содержащая окись металла или металлический порошок, идущий на образование металлической пленки смазка, содержащая присадку металлоорганического соединения, разлагающегося в зоне контакта и выделяющего металл, идущий на образование металлической пленки. При этом ПАВ содержится в базовой смазке или образуется при распаде присадки. [c.207]
И КЛАССИФИКАЦИЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ [c.494]
Клеи и герметики относятся к пленкообразующим материалам и имеют много общего с ними. [c.494]
В зависимости от назначения пленкообразующие материалы делят на клеящие, применяемые для склейки различных материалов, и герметики, обеспечивающие уплотнение и герметизацию швов, стыков, емкостей и т. д. [c.495]
Образование металлической защитной пленки может происходить за счет материала, содержащегося в смазке и самих трущихся парах. Например, в паре сталь-I-медь или ее сплавы (бронза, латунь) пленкообразующим материалом будет медь. Пленкообразующей присадкой смазки для пары сталь- -сталь или чугун может быть, например, медный порошок, добавляемый в смазку ЦИА- [c.7]
Пленкообразующие материалы — это растворы или расплавы полимеров, а также неорганические вещества, которые наносятся на какую-либо поверхность, и после твердения образуют прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам. [c.381]
В состав клеящих и герметизирующих материалов вводят наполнители. Их присутствие не только снижает усадку пленкообразующих материалов при твердении, но и придает клею или герметику необходимую консистенцию и форму (пласты, пленки или жгуты), повышает прочность соединения и улучшает условия теплопередачи. В качестве наполнителей используют порошки металлов, коллоидальный оксид кремния, древесную муку, стекловолокно, стеклоткани и ткани из синтетических волокон. Применение тканей позволяет получать тонкие клеевые пленки из твердеющих полимеров. [c.381]
Прозрачные лакокрасочные покрытия можно изготовлять из большого числа различных пленкообразующих материалов, как-то высыхающих масел, масляных лаков, синтетических смол и высокополимерных веществ, например целлюлозы или виниловых полимеров. Пленкообразователь для получения лакокрасочного материала обычно растворяют в летучих растворителях вязкость раствора устанавливают в зависимости от метода его нанесения кистью, распылением, окунанием или другими методами. В большинстве случаев в некоторые масла и смолы для ускорения образования из них сухой пленки приходится вводить сиккативы. Некоторые покрытия образуют сухую пленку при нормальной, комнатной температуре, другие же приходится подвергать для этого горячей сушке. [c.11]
Обзор физических и химических факторов, влияющих на формирование и свойства органических покрытий, указывает на большую сложность процесса пленкообразования. В последующих главах отдельные факторы, влияющие на этот процесс, рассматриваются подробнее в связи со специфическими особенностями пленкообразующих материалов. При изготовлении органических покрытий эти факторы нужно хорошо знать, чтобы получать покрытия, наиболее устойчивые в определенных конкретных условиях [c.51]
Окисленные касторовые и сурепные масла различаются по вязкости. Так как они являются невысыхающими маслами, то их применяют Б качестве пластификаторов в таких высокополимерных пленкообразующих материалах, как, например, нитроцеллюлоза. [c.88]
Эти величины доказывают, что нитроцеллюлоза образует пленки, более прочные, чем хлорированный каучук. Значения прочности а разрыв и удлинения обусловливаются двумя факторами, рассмотренными в гл. I полярностью и молекулярным весом. Силы побочных валентностей заметно больше у более полярных молекул нитроцеллюлозы, однако более полярные соединения значительно менее стойки к действию воды, кислот и щелочей. Сила когезии у всех высокополимерных материалов так велика, что они отрываются от поверхности, на которую нанесены. Это явление обычно относят за счет плохой адгезии оно может быть устранено смешиванием хлорированного каучука с другими пленкообразующими материалами поэтому степень совместимости хлорированного каучука с другими материалами является его важнейшим техническим показателем. [c.410]
Эфиры целлюлозы являются исключительно ценными пленкообразующими материалами вследствие способности их технических растворов быстро высыхать при обычной температуре и ввиду высокой прочности их пленок. Эти качества обусловлены их большим молекулярным весом и сравнительно высокой температурой размягчения. Они представляют собой термопластичные материалы и поэтому образуют пленки в результате простого испарения растворителей. Скорость сушки целлюлозных лаков связана со скоростью испарения растворителя и способностью пленки быстро освобождать последние небольшие его количества. Указанные выше эфиры целлюлозы сильно различаются между собой по характеру растворителей, применяемых для их растворения. [c.457]
Все эфиры целлюлозы сильно горючи, но исключительно большая скорость горения нитроцеллюлозы делает ее непригодной для многих покрытий по тканям, применяемым в общественных зданиях. Скорость горения нитроцеллюлозы можно снизить, смешивая ее со смолами на основе сополимера хлористого винила с винилацетатом, а также добавляя к ней негорючие пластификаторы и смолы. Эфиры целлюлозы представляют собой ценную группу пленкообразующих материалов вследствие выгод--ных свойств пленок на их основе и относительно низкой их стоимости. Они отличаются способностью мало впитываться в пористые поверхности, и поэтому их широко применяют в качестве покрытий по бумаге-и ткани. Пигментированные нитроцеллюлоз-ные лаки отличаются очень высокой прочностью, поэтому их и применяют в качестве автомобильных покрытий. Пигмент, находящийся в пленке, защищает нитроцеллюлозу от разрушения ультрафиолетовыми лучами. [c.459]
Полярные кислородсодержащие растворители (спирты, сложные эфиры, кетоны) являются лучшими растворителями для полярных пленкообразующих материалов, таких как мочевина и меламиноформальдегидные, виниловые смолы, целлюлоза и др. [c.23]
Наполнители и утяжелители добавляются в лакокрасочные материалы с целью снижения их стоимости без ухудшения свойств. Они не должны растворяться в пленкообразующих материалах и могут в них только образовывать взвесь. Наиболее распространенными наполнителями являются мел, барит, тальк, каолин, пемза. [c.146]
Красители придают лакокрасочным материалам требуемый цвет. Для производства прозрачных лаков применяются органические красители, растворимые в пленкообразующих материалах. [c.146]
Обычно пленкообразующие материалы поставляются в бочках по 200 л. При ненарушенной герметизации тары и выполнении условий хранения срок годности их составляет 1 год. [c.479]
При температурах ниже нуля углеродные материалы имеют такие же характеристики, как и при высоких температурах. Коэффициент трения и износ в общем случае имеют тенденцию к увеличению с повышением температуры. Как и при высокой температуре, углеродные материалы, пропитанные пленкообразующими материалами, имеют лучшие характеристики при криогенных температурах. Фенольная смола, фторопласт и нейлон, используемые как.пропиточные материалы для углеродных материалов, имеют удовлетворитель- [c.315]
Введены новые разделы и подразделы — металлокерамика, корпусные стали, сплавы наплавочные, стали для холодной штамповки и высадки, биметаллы и металлопласты, прессованные профили, медно-никелевые сплавы, пленкообразующие материалы, растворители и разбавители, лакокраски с особыми свойствами, конструкционная бумага, резиновые полуфабрикатные смеси, программоносители, приборные и часовые смазки, герметики, конструкционные масла и жидкости, присадки и др. Для удобства пользования справочником введен алфавитный предметный указатель. [c.2]
Пленкообразующие материалы, применяемые для образования л. к. м., представляют собой высокомолекулярные соединения (полимеры) или вещества, превращающиеся в них в процессе высыхания и затвердевания лакокрасочной пленки. Полимеры подразделяют на полимеризациопные и конденсационные. [c.191]
Пленка бакелитовая 157, гуттаперчевая 160, полиамидная 166 Пленкообразующие материалы 187—186, 191—195 Плиты древесные 238 Плоская проволока 21 Плосковальные трубы 61 Плоские ремни 250 [c.342]
Подготовка прессформы заключается в ее очистке от остатков связующего и нанесении на поверхность антиадгезионного слоя. Для обеспечения съема изделия с формы без его разрушения (и повреждения поверхности формы) используются различные разделительные (антиадгезионные) средства полимерные пленки, пленкообразующие материалы и воск, а иногда комбинация этих материалов. [c.188]
Кислородсодержащие растворители. В противоположность неполярным углеводородам кислородсодержащие растворители являются полярными соединениями. Многие из иих растворяются в воде в значительных количествах, а некоторые, как например низшие спирты, растворяются в воде неограниченно. Они являются лучшими растворителями для более полярных пленкообразующих материалов, таких, как шеллак, эфиры целлюлозы, мочевино- и меламин о-формальдегидные смолы и виниловые смолы. К кислородсодержащим растворителям относятся спирты, эфиры, кетоны, эфироспирты и родственные им соединения. В качестве растворителей -применяются также некоторые альдегиды, но они слишком реакционноспособны и имеют сильные запахи. Список некоторых кислородсодержащих растворителей и их показатели приведены Б табл. 51. Кроме приведенных в таблице, существует много других кислородсодержащих растворителей сведения о их свойствах можно найти в соответствующих справочниках и фирменных проспектах. [c.302]
Этот полиэфир является материалом крайне нереакционноспособным и, по-видимому, он может быть использован в качестве пластификатора для поверхностных покрытий. Описанные типы полиэфирных смол приведены для того, чтобы лишний раз показать большое разнообразие возмол[c.350]
Пленки хлорированного каучука о бладают превосходной стойкостью к действию концентрированных и разбавленных кислот, щелочей, воды и растворов солей. Они также стойки к действию минеральных масел, но размягчаются при действии на них животных жиров и растительных масел. Эти пленки легко разрушаются растворителями хлорированного каучука, так как хлорированный каучук представляет собой материал термопластичный. В этом отношении хлорированный каучук отличается от термореактивных и окисляющихся пленкообразующих материалов, которые были описаны в предыдущих главах, и аналогичен эфирам целлюлозы, описанным в гл. XI. Пленки покрытий на основе хлорированного каучука высыхают только 1вследствие испарения растворителя в них не образуется поперечных связей, так как высыхание не сопровождается ни окислением, ни полимеризацией. Следовательно, эти пленки остаются растворимыми в соответствующих растворителях, а нерастворители на них естественно не действуют. В общем алифатические углеводороды и низшие спирты хлорированный каучук не растворяют, и поэтому пленки хлорированного каучука стойки к действию этих жидкостей. [c.409]
Так, в лакокрасочной промышленности в общем балансе всех. пленкообразующих Материалов синтетичебкие конден( ационные смолы, такие как эпоксидные, фенолформальдегидные, полиэфирные, мочевиноформальдегидные, занимают уже в настоящее время 45%, постепенно вытесняя растительные масла. [c.85]
В качестве пигментов применяются окрашенные порошкообразные вещества, образующие взвесь в пленкообразующих материалах. Ими могут быть неоргяничегкие соединения (ггинкпвые и титановые белила, хромат цинка, железный ypjiK), органические вещества, металлы (цинковый и алюминиевый порошки) и т. д. Средний диаметр частиц не должен превышать 1—10 мкм. Чем выше степень измельчения пигмента, тем лучше сцепление покрытия с основой, а следовательно, и его стойкость при воздействии атмосферных факторов. Пигменты применяются также в производстве непрозрачных (кроющих) лаков. [c.146]
При строительстве дорог с це-менТвбетонным покрытием высокопроизводительным комплектом ДС-100 основание из цементогрунта устраивают с применением профилировщика ДС-97. Цементогруято-вую смесь, как правило, приготавливают в смесительной установке, привозят на дорогу, укладывают профилировщиком. В состав комплекта, кроме профилировщика ДС-97, включают два самоходных пневмоколесных катка (ДУ-31 или ДУ-29), один решетчатый каток ЗУР-25 (при отсутствии вибробру-са на профилировщике), распределитель пленкообразующих материалов ДС-105. [c.138]
При устройстве основания из це-менгогрунта методом смешения на дороге применяют комплект машин в составе профилировщик ДС-97 автогрейдер ДЗ-98 четыре распределителя цемента ДС-72 или ДС-9 два самоходных пневмоколесных катка ДУ-31 или ДУ-29 решетчатый каток ЗУР-25 распределитель пленкообразующих материалов [c.139]
В качестве пленкообразующего материала применяют битумную эмульсию или лак этиноль в количестве при температуре воздуха до 25 °С — 600 г/м2, при более высокой температуре—1000 г/м2. Расход светлых пленкообразующих материалов (помароль ПМ-86, ПМ-100) составляет 500—600 г/м2. Розлив пленкообразующих материалов выполняют автогудронатором, электрокраскопультом или краскораспылителем. [c.149]
mash-xxl.info
