فروپاشی زنجیر پلی استایرن
فروپاشی زنجیر و لغزش (بین)سطحی فیلمهای پلی استایرن در مخلوطی از بخارهای حلال خوب - ضد حلال
..
در این مقاله تأثیر بخار حلالهای مختلف بر روی تشکیل قطره در فیلم پلی استایرن موجود بر روی یک بستر سیلیکونی، بررسی شد. جدا شدن فیلم مایع از بستر و تشکیل قطره بر روی سطح (واخیسی) نام داشته و مشخصهای که توانایی گسترش یک ماده در سرتاسر مادهای دیگر را بیان میکند، گسترشپذیری میگویند.در بیشتر فیلمهای مایع پلیمری تشکیل قطرات از طریق هسته سازی حفره ها شروع میشود. باگذشت زمان این حفرهها رشد کرده و با آمیخته شدن لبههای مجاور هر حفره با یکدیگر، درنهایت یک قطرۀ مستقل بر روی سطح شکل میگیرد. در اینجا فیلم پلی استایرن در بخار خالص حلال خوب (تولوئن) به علت آرایش بسیار سست و مارپیچ باز زنجیرها و همچنین ضعیف بودن نیروهای واندروالسی به آرامی تشکیل قطره میدهد، درحالیکه در بخار خالص ضد حلال (اتانول) به علت سخت بودن و نامحلول بودن زنجیرها حتی به سختی متورم میشود. همین فیلم در مخلوطی از بخار تولوئن و اتانول به دلیل جذب ترجیحی تولوئن در مخلوط بخارهای اتانول و تولوئن، به آسانی تشکیل قطره میدهد. این جذب نه تنها منجر به یک فروپاشی قوی در زنجیرهای پلی استایرن میگردد، بلکه با وجود آن یک فشردگی و انقباض در مقایسه با بخار تولوئن خالص در زنجیرهای پلیمر مشاهده میشود. در پخت فیلم با بخار تولوئن خالص، تشکیل کامل قطره بعد از چند روز مشاهده میشود. درحالیکه با افزودن اتانول تا مقدار 15 درصد به بخار تولوئن و ایجاد مخلوط بخار اشباع، تنها پس از چند دقیقه قطره بهطور کامل تشکیل میشود.مورفولوژی و شکل لبههای اطراف حفرهها کاملاً وابسته به نوع پخت فیلم میباشد. به طوری که در بخار تولوئن خالص، به علت سست بودن زنجیرهای پلی اتایرن لبهها بسیار عریضاند اما با افزودن اتانول لبهها جمعتر شده و سریعتر رشد میکنند،
افزودن 15% اتانول در محیط پخت باعث افزایش نرخ تشکیل قطره میشود زیرا مولکولهای اتانول از طریق ایجاد واکنشهای قطبی با گروههای هیدروکسید موجود بر روی بستر سیلیکونی، جذب این لایه شده و با ایجاد لغزش(بین) سطحی فیلم PS بر روی بستر، سرعت تشکیل قطرات را افزایش میدهند. این لغزش (بین) سطحی با منفی کردن (مشخصه) پارامتر گسترشپذیری PS در مقایسه با بخار تولوئن خالص، تشکیل قطره را سریع تر میکند.همچنین با افزودن اتانول، ویسکوزیته PS و گره خوردگی آنبه علت فروپاشی زنجیرها کمتر شده و نرخ تشکیل قطره افزایش مییابد. از طرفی اثر نیروهای بازگرداننده در فیلم PS نیز عاملی دیگر برای افزایش نرخ تشکیل قطره به شمار میرود. در آخرهم این نکته را باید در نظر گرفت که با افزایش مقدار اتانول تا مقادیر بیشتر از 15%، به علت کاهش تحرک زنجیرهای PS و کمبود محتوای تولوئن در مخلوط بخارها، نرخ تشکیل قطره کاهش پیدا میکند.
تهیه کننده : ابولفضل گل محمدیان طهرانی
.