Краска Tikkurila

О сайте

Главная задача данного сайта - это предоставить вам информацию касающуюся концерна Тиккурила, его деятельности и производимой продукции. На данном сайте рассматривается широкий ассортимент продукции, их свойства и области применения, приведены практические рекомендации по приготовлению лакокрасочных материалов, их правильному нанесению на разные поверхности, и их правильному хранению. Здесь же вы можете скачать каталоги цветов как для наружной так и для внутренней окраски, можете посмотреть полезные видео-советы и еще много чего. Данный сайт не является коммерческим и рассчитан на широкий круг читателей.

Продукция Тиккурила



Механизм пленкообразования из водных дисперсий

В рубриках:Дисперсионные краски    10 Ноябрь, 2011    
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (1 голосов, средний: 5,00 из 5)
Загрузка ... Загрузка ...
Распечатать запись


Количественная оценка энергии ионоэлектростатического отталкивания и молекулярного притяжения может быть дана на основании формул Дерягипа. При сравнении энергии, необходимой для деформации шарообразной частицы в додекаэдр, с энергией дегидратации – разрушения адсорбциоино-гидратной оболочки глобулы оказывается, что эти величины для полимеров типа СКС-30 весьма близки.

Как следует из кинетических данных, толщина жидких прослоек к моменту предельной деформации глобул составляет 30А и более, т. е. является величиной того же порядка, что и в исходном латексе. Поэтому можно считать, что латексы каучуковых полимеров (СКС-50, СКС-30, CKС-40 и т. д.) образуют структуру деформированных в додекаэдры частиц, разделенных жидкими прослойками, при остаточном обводнении до 5-8. В равной мере это относится и к латексам полимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии. Тогда вторую стадию слипания частиц, заключающуюся в ликвидации этих жидких прослоек, можно рассматривать в рамках теории Дерягина и Ландау для плоских частиц (размер гранен додекаэдров значительно больше расстояния между ними). При использовании неионных ПАВ следует ожидать, что разрушение адсорбционно-гидратного слоя будет осложнено низкой степенью перехода ПАВ в фазу полимера из-за их различной полярности (неионные водорастворимые ПАВ весьма полярны) и затрудненностью удаления из пленки воды, связанной с молекулами ПАВ. Таким образом, ориентировочные расчеты показывают, что три главных энергетических фактора, оказывающих решающее влияние на процесс пленкообразования из водных дисперсий.

Из развитых представлении следует, что чем выше жесткость полимера, определяемая величиной энергии активации релаксации кинетических сегментов полимера, которая для каучуков обычно не превышает 15-17 ккал/моль, тем сильнее разрушаются адсорберционногидратные оболочки и тем теснее сближаются частицы до начала деформации. В этом отношении чрезвычайно показателен процесс пленкообразования при обезвоживании при 20°С латекса СКС-65ГП, полимер которого по физико-механическим показателям находится на границе между каучуками и пластиками. В этих условиях латекс СКС-65ГП обезвоживается до остаточной влажности – 4%, но в течение суток сохраняет способность редиспергироваться (по крайней мере частично) в водном растворе мыл или неионных ПАВ типа ОП-Ю. Причина этого заключается в том, что частицы латекса деформируются, существенно не разрушая адсорбционногидратных оболочек. Поскольку аутогезионные процессы в этом случае протекают с большим трудом, структура пленки, сформированная на второй стадии плепкообразовапия, сохраняется долгое время, тем более, что течение в пленке воды по капиллярам размером 6UA (и менее) в присутствии ПАВ происходит весьма медленно.

Диффузия макромолекулярных отрезков через межглобулярное пространство на освобожденных от ПАВ и воды участках контактов между глобулами – процесс самопроизвольный. С кинетической точки зрения он определяется подвижностью отрезков макромолекулярных цепей и, следовательно, зависит от их строения и температуры процесса. Как известно, звенья полимеров приобретают подвижность при температуре выше хотя и в этом случае диффузионные процессы в полимерах протекают очень медленно. Кроме того, диффузия затруднена, если полимер состоит из разветвленных, а том более поперечно сшитых цепей и имеет объемные боковые группы (например, фенильное кольцо в сополимерах стирола). Если полимер (в частности СКС-70) обладает достаточной пластичностью, то частицы могут деформироваться, хотя и не всегда полностью, и формировать пленку за счет адгезионных контактов даже ниже. При плепкообразовании из эластомерных дисперсий контакты между частицами имеют диффузионную природу, однако следует помнить, что диффузионные процессы в этом случае могут протекать настолько длительное время, что оптимальные физико-механические показатели пленки реализуются лишь через несколько дней, а иногда и недель.

Впрочем, реально процесс плепкообразовапия из латексов, в особенности из латексов не типично каучуковых полимеров (ПВА, СКС-65), протекает несколько сложнее. Причина этого кроется главным образом в том, что латексную глобулу нельзя рассматривать как изотропную частицу. В соответствии с новыми данными частицы латексов состоят из более или менее выраженных надмолекулярных образований сферолитного, ленточного и других типов. К тому же вода не настолько инертна по отношению к полимеру глобул, как это было принято считать ранее. Полимерные частицы заметно набухают в воде, что сказывается на последних стадиях пленкообразования. По-видимому, существенную роль при этом играют два обстоятельства: наличие в латексах развитой границы раздела, вблизи которой молекулярные взаимодействия не подчиняются общим закономерностям теории растворов, и переход гидрофильных молекул ПАВ в фазу полимера, облегчаемый структурной, а, следовательно, и энергетической неоднородностью глобул. Кроме того, при слипании частиц, не обладающих достаточной пластичностью или эластичностью, вследствие возникновения значительных внутренних напряжений часто происходит их разрушение на более мелкие частицы, вероятно по границам надмолекулярных структур.

В последнее время наметился определенный интерес к таким пленкообразователям воднодисперсионных красок, как бинарные более сложные смеси латексов. Получение связующих смесевого типа имеет то преимущество, что открывается возможность для «совмещения» в латексной пленке термодинамически несовместимых полимеров. В ряде работ показано, что структура п свойства пленок, полученных из бинарных смесей латексов, в значительной мере определяются как коллоидно-химическими свойствами смешиваемых систем (степенью насыщенности эмульгатором п его природой, размером частиц и т. д.), так и природой полимеров, причем во многих случаях некоторые свойства смесевой пленки оказываются величинами неаддитивными, даже если смешиваются латексы, близкие по своей коллоидно-химической природе и природе полимеров (в частности, по полярности).

Не рассматривая подробно вопросов, связанных с особенностями формирования структуры смесевой пленки, остановимся лишь на наиболее важных моментах. При смешении латексов различных полимеров, содержащих одинаковые или близкие по природе ПАВ, устанавливается новое адсорбционное равновесие, причем в соответствии с известной формулой Гиббса большую степень адсорбционной укрытости приобретают те частицы, граничное натяжение которых в отсутствие ПАВ выше. Таким образом, при смешении латексов полярных полимеров (ПВА, ПВХ) с менее полярными каучуками типа полибутадиенового или бутадиен-стирольного частицы последних несколько астабилизируются.

При смешении латексов полимеров, близких по своей полярности, степень их адсорбционной насыщенности молекулами ПАВ становится приблизительно равной. В первом случае при обезвоживании начинают преимущественно слипаться частицы астабилизованного латекса, и смесевая пленка приобретает полиглобулярную неоднородность. Во втором случае однородные и разнородные частицы слипаются по закону случая, и при этом формируется полиглобулярнеоднородная пленка. Эти особенности структуры, наряду с соотношением компонентов и природой смешиваемых в виде латексов полимеров, оказывают решающее влияние на свойства смесевой пленки.

Некоторые параметры полиглобулярной структуры однородных пленок, сформированных из смеси монодисперсных латексов с частицами близких размеров, могут быть рассчитаны статистически. Средняя длина цепочки однородных частиц, определяемая в этом случае только объемным содержанием этих частиц в смеси, дается выражением, достаточно точным.

Электронно- микроскопические снимки структур, формируемых на подложке смесями латексов. В смеси СКС-60 и полистирольного латекса частицы полистирола распределяются сравнительно равномерно в континиуме слипшихся частиц СКС-60.

Несколько большие трудности представляет расчет и идентификация структуры полиглобулярно неоднородных пленок. Примером такой системы может служить смесь СКС-60 и поливинилхлоридного латекса, из которой полиглобулярно неоднородные пленки формируются в том случае, когда смесь дополнительно не стабилизирована. Повышая степень адсорбционной насыщенности обоих компонентов, можно и из этой смеси получить полиглобулярно однородные пленки. Структура адсорбционно насыщенной смеси СКС-60 и поливинилхлорида, более темные частицы поливинилхлорида распределены в структуре пленки довольно равномерно.

Некоторые показатели пленок, полученных из смесей латекса СКС-30 с латексами полистирола и поливинилхлорида, причем все три латекса были изготовлены на эмульгаторах одинаковой природы. Следует отметить, что пленкообразующей способностью обладают смеси, содержащие не более 50 объемн. % полимера (полистирола или поливинилхлорида). Изменение некоторых физико-механических показателей по мере повышения содержания в смеси жесткоцепного полимера показывает, что в случае смесей СКС-30 – ПBX, формирующих полиглобулярно неоднородные пленки, максимальное усиление имеет место при малых, а в случае смесей СКС-30 – ПС при больших содержаниях жесткоцепного полимера, поскольку во втором случае структура пленки полиглобулярно однородна. Величина модуля смесевой пленки, сформированной из латексов близких по природе полимеров, является линейной функцией. Аналогично, линейной зависимости подчиняются и некоторые другие физикомеханические характеристики смесевых полиглобулярно родных пленок. Таким образом, структура и некоторые свойства таких пленок (предел упругой деформации, условно разновесный модуль и т. д.) могут быть найдены расчетным путем.

Похожие публикации:

Страницы: 1 2