To gęste badanie techniczne rozpoczyna się bezpośrednio z podstawowym determinantem materiału: matrycą polimerową, z której wytwarzane są praktycznie wszystkie podkłady haftowe rozpuszczalne w gorącej wodzie. Dostępne w handlu produkty opierają się w przytłaczającej większości na mieszaninach homopolimerów lub kopolimerów alkoholu poliwinylowego (PVA), czasami modyfikowanych plastyfikatorami, pochodnymi skrobi lub karboksymetylocelulozą, aby dostosować początek rozpuszczania. Prędkość rozpuszczalności takiej folii w łaźni wodnej nie jest stałą pojedynczego materiału, ale funkcją architektury cząsteczkowej na poziomie łańcucha - w szczególności stopniem hydrolizy (DH), zawartością 1,2-glikolu, średnią masą cząsteczkową liczbową (M ̄). ₙ), frakcji krystalicznej. Częściowo hydrolizowane gatunki o DH
87–89 mol% wykazują wystarczające pozostałe grupy octanowe do zakłócenia międzyłańcuchowego wiązania wodoru, zmniejszając krystaliczność i umożliwiając rozpuszczalność w temperaturach tak niskich jak
60 °C. W pełni hydrolizowane gatunki (DH
98 mol%) wymagają temperatury łazienki
≥80 °C, ponieważ rozszerzone sekwencje syndiotaktyczne tworzą krystality, które funkcjonują jako fizyczne łącza krzyżowe; Woda musi najpierw przeniknąć domeny amorfowe, plastyfikować je, a następnie stopniowo rozebrać te krystality. Przemysłowym krokiem ograniczającym szybkość na skalę cząsteczkową jest rozkładanie łańcuchów polimerowych na interfejsie warstwa żelowa/woda masowa, jak opisano w modelu Peppas-Wu dla rozpuszczania szklanych polimerów. W tym modelu front rozpuszczania postępuje poprzez sekwencję dyfuzji wody, relaksu łańcucha i transportu masy warstwy granicznej, z których każda może stać się kontrolującą szybkość w różnych trybach przetwarzania. Gdy podłoże zawiera cząsteczki wypełniacza - zazwyczaj węglan wapnia, talku lub rodzimych granul skrobi - szybkość rozpuszczalności jest dodatkowo zmodulowana przez konieczność nawodnienia i rozproszenia wypełniacza oraz zwiększenie kręconości, którą wypełniacz nakłada na wchodzenie wody. Dane techniczne dostarczone przez producenta dotyczące standardowych folii homopolimerowych PVA (Kuraray Poval™) potwierdzają te progi: klasy serii L (częściowo zmyplone) rozpuszczają się w temperaturze
60–70 °C, podczas gdy klasy serii H wymagają
85–95 °C z czasem przebywania
10–30 sekund w burzliwym przepływie. Liczby te pochodzą jednak z nieobsługiwanych testów zanurzenia folii przy użyciu urządzenia USP Apparatus II (wiosło) przy prędkości
50 obr/min i nie uwzględniają efektu barierowego haftowanej tkaniny, która zasadniczo zmienia dynamikę rozpuszczania.
Powiązane artykuły
