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



Реологические свойства водных красок

В рубриках:Дисперсионные краски    11 Ноябрь, 2011    
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Еще не оценили)
Загрузка ... Загрузка ...
Распечатать запись


Реологические характеристики водных красок, в значительной мере определяющие их малярно-технические свойства, тесно связаны с технологией нанесения краски на поверхность. Лишь очень разбавленные водные дисперсии полимеров являются идеально вязкими жидкостями. В этом случае их вязкость связана с величиной объемной концентрации дисперсной фазы известным уравнением Эйнштейна. Реология высококонцентрированных дисперсных систем определяется главным образом возникновением коагуляционных структур за счет поляризации ионных атмосфер и действия молекулярных сил притяжения.

При достаточно большой величине (0,4 и выше) водные дисперсии полимеров ведут себя как пластичные (а точнее как псевдопластичные) тела. На реологическом графике в координатах напряжение сдвига – скорость сдвига разбавленному латексу отвечает прямая, выражающая ньютоновское течение, а концентрированному – прямая, отвечающая пластичному течению с некоторым предельным напряжением сдвига, превышение которого и приводит к деформации пластичного тела. Однако реальный реологический график концентрированного латекса часто не укладывается на прямую, особенно при малых скоростях сдвига, что указывает на псевдопластичную деформацию. Для реологических исследований водных красок следует пользоваться приборами, позволяющими измерять не только вязкость, но и пластичность. Это достигается применением таких приборов, которые позволяют варьировать величину и скорость приложения нагрузки.

Вискозиметр Гепплера позволяет измерять вязкость (в абсолютных единицах) растворов и дисперсий с частицами, размеры которых близки к коллоидным (10-3 см и менее), в широком диапазоне напряжений сдвига. Оно прикладывается к шарику, двигающемуся в цилиндрической пробирке, в которую помещают образец жидкости. На этом же приборе можно оценивать предельное напряжение сдвига жидкостей с достаточной величиной пластичности. Прибор Шведова, в котором использован метод закручивания цилиндра, подвешенного на упругой нити, до появления сдвига, а также пластометр Вейлера-Ребиндера, принцип действия которого основан на смещении погруженной в образец рифленой пластинки, позволяют оценивать пластичные свойства систем, в том числе и сравнительно грубых суспензий (с размером частиц 103 см).

Экспериментально доказано, что величина, являющаяся главной характеристикой пластичности или псевдопластичности системы, на самом деле весьма условна. Дело в том, что практически эту величину получают путем измерения вязкости в некотором интервале скоростей и напряжений сдвига и экстраполяции графика до нулевого значения скорости сдвига. Однако с помощью недавно появившихся в лабораторной практике вискозиметров, позволяющих проводить измерения при скоростях сдвига порядка 104-106 см, показано, что практически все пластичные тела являются псевдопластичными, поскольку вблизи оси напряжения сдвига реологический график любого пластичного тела искривляется.

Рассматривая природу пластичности дисперсий, было показано, что за счет дальнодействующих ионноэлектростатических и молекулярных сил могут желатинировать и сравнительно разбавленные суспензии; при этом в образовании пространственной структуры частиц, разделенных жидкими прослойками, существенную роль играет «коллективность» взаимодействия частиц. Эффект коллективности при некоторых условиях должен от расстояния между частицами смещение средней частицы относительно положения равновесия «запрещено» потенциальным барьером при любом направлении этого смещения. В соответствии с классическими представлениями Ребиндера, пластичность концентрированных дисперсных систем связывается с существованием обратимых коагуляционных структур, возникающих благодаря временным, обратимым контактам между частицами дисперсной фазы. Таковы концентрированные суспензии некоторых глип, минеральных пигментов и др. В воднодисперсионных красках, которые представляют собой смешанные, а потому менее стабильные дисперсии, следует ожидать появления, наряду с первым, и второго механизма структурирования – формирования конденсационных структур. О том, какой механизм структурирования преобладает в данной красочной системе, можно судить по обратимости реологических характеристик.

Вне зависимости от типа структуры и природы действующих между частицами сил, ее разрушение носит динамический характер. При высокой скорости разрушения, отвечающей большим градиентам скорости сдвига, время релаксации структуры под воздействием подвижного элемента вискозиметра может оказаться больше времени вынужденного перемещения частицы из одного положения равновесия в другое, и структура разрушится. После этого система способна деформироваться практически как ньютоновское тело.

С другой стороны, если время вынужденного перемещения частицы значительно больше (при малых скоростях сдвига), то система сохранит свою структуру и в процессе деформации. В этом случае она будет также деформироваться как ньютоновское (или близкое к нему) тело, но с чрезвычайно большим коэффициентом вязкости. В переходной области, где сравнимо со временем перемещения структурных элементов дисперсии, последняя будет характеризоваться промежуточной эффективной вязкостью.

Эти соображения позволяют понять особенности реологии воднодисперсионных красок. При высоких скоростях сдвига, что характерно для кистевого нанесения, краска хорошо растушевывается по поверхности и затекает в поры подложки, причем следствием такой легкой подвижности может явиться даже образование натеков. При нанесении валиком структура краски разрушается значительно меньше, а соответственно меньше и тенденция к образованию натеков, но этот способ нанесения краски обеспечивает менее прочное сцепление с подложкой. При нанесении воднодисперсионной краски распылением ее пластичность мала вследствие сильного разведения, а градиент скорости сдвига велик, поэтому тенденция к образованию натеков максимальна.

Таким образом, мы можем рассматривать дисперсионную краску как ньютоновское тело и при малых и при больших скоростях деформации, хотя вязкость краски при этом будет резко отличаться. Текучесть краски даже при очень малых напряжениях сдвига служит причиной того, что при нанесении высоковязкой краски кистью или валиком образуется все-таки ровная, а не полосатая или пятнистая пленка.

На реологическое поведение воднодисперсионных красок оказывает влияние большое число факторов. С увеличением содержания твердого вещества в краске повышается ее вязкость и появляется пластичность. Избыток ПАВ, как правило, снижает эффективную вязкость, а раствор соединении загустителей (метилцеллюлозы, солей карбоксиметилцеллюлозы и т. д.) ее повышает. Немалую роль играет и природа поверхности частиц и заполнителей, а также их дисперсность и форма. Гидрофильные высокодисперсные пигменты и наполнители с частицами неправильной формы вызывают появление пластичности даже при сравнительно большом разведении краски. Частицы пигментов, адсорбирующие ПАВ на пористой поверхности, образуют конденсационные структуры даже в присутствии больших количеств диспергаторов, что приводит к необратимому загустеванию и образованию плотных, трудноразмешиваемых осадков минеральных компонентов краски.

Тиксотропия является чрезвычайно интересной реологической аномалией, присущей некоторым, чаще всего концентрированным, дисперсиям и в той или иной мере проявляющейся в большинстве воднодисперсионных красок. Явление тиксотропии было открыто в 1926 г. Шегвари и Шалеком. Фрейндлих определил тиксотропию как обратимое изотермическое золь-гель превращение. Тиксотропная система, обладая текучестью после приготовления, при стоянии становится нетекучей. После механического воздействия (перемешивания, встряхивания, действия ультразвука и т. д.) она снова преобретает текучесть. Иными словами, под тиксотропией можно понимать обратимое превращение системы из вязкой в пластичную.

Похожие публикации:

Страницы: 1 2