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



Водные растворы низкомолекулярных неэлектролитов

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


В технологии водных красок растворного типа растворителем часто служит не чистая вода, а ее смесь с различными органическими растворителями (спиртами, простыми и сложными эфирами, кетонами и пр.). Поэтому в настоящей статье мы кратко остановимся на некоторых особенностях структуры таких растворителей.

Как известно, среди органических растворителей лишь сравнительно немногие смешиваются с водой. Критерием смешиваемости является достаточная полярность растворителя и, по-видимому, способность к образованию Н-связи. К сожалению, ни одна отдельно взятая константа органического растворителя не может служить показателем его совместимости с водой.

Однако нетрудно заметить, что смешивающиеся с водой вещества характеризуются достаточно высокими значениями дипольного момента и поляризуемости, обладают протонодонорными или протоноакцепторными группами (вода в отношении водородного связывания как бы «амфотерна») и, таким образом, имеют достаточно высокие значения параметра растворимости.

Молекулы смешивающихся с водой органических растворителей обычно невелики и соизмеримы с размерами пустот в льдоподобной структуре воды. Казалось бы, их растворение в воде могло быть подобным растворению неполярных газов (азота, аргона и др.), которое обычно рассматривают как заполнение пустот в структуре воды, чем, кстати, и обусловлена малая растворимость этих газов. Однако внедрение в полости воды полярных молекул сопровождается полной перестройкой структуры воды. Так, в системе вода-эти­ловый спирт при содержании последнего 10-12 мол. % наблюдается максимум растворимости некоторых солей и аномальная вязкость, причем аномалия вязкости исчезает при температуре выше 40е С и на изотермах вязкости не проявляется, что прямо указывает па связь этого явления со структурными изменениями воды.

Все это можно представить на основании следующей схемы. Очевидно, молекулы неэлектролита располагаются в структуре воды, максимально заполняя объем пустот. Когда это возможно, эти молекулы располагаются целиком в пустотах. Если молекула неэлектролита в какой то мере подобна молекуле воды, то взаимодеиствие разнородных молекул будет приводить к нарушению в первую очередь льдоподобной структуры воды, в противоположность неполярным веществам, которые укрепляют льдоподобпую структуру. Так, этиловый спирт легко включается в гидрольную сетку воды, поэтому, например, при 72° С и эквимолекулярном соотношении компонентов, по данным Арнольда время обмена протонами между разнородными молекулами очень мало и составляет 7,3-103 сек, а энергия акгивации обмена 7,6 ккал/моль. Это значение энергии активации приблизительно соответствует энергии одной из двух Н-связей молекулы воды. В этом случае льдоподобная структура реализована быть не может. Следовательно, введение небольшого количества полярного компонента увеличивает активность плотноупакованной структуры воды, которая по термодинамическим соображениям является более «активным» растворителем. Даль­нейшее увеличение содержания неэлектролита в воде приводит к столь большому искажению ее структуры, что следует говорить уже не о воде как растворителе, а признать существование совершенно нового смешанного растворителя со своей собственной структурой.

Если размер молекулы неэлектролита гораздо больше размеров пустот и молекула содержит наряду с полярной достаточно большую неполярную группу (как, например, молекула бутилового спирта), то возникает определенная ситуация. В этом случае вокруг полярной части молекулы неэлектролита находится область с плотноупакованной «расплавленной» структурой, а вокруг неполярной части – область укрепленной структуры воды, так называемые айсберги.

Как уже отмечено выше, каждой структуре отвечает свое значение химического потенциала, причем для того, чтобы молекула находилась в растворенном состоянии, необходимо выполнение определенного условия. Так, этиловый и прониловый спирты смешиваются с водой, а бутиловый спирт растворяется в воде ограниченно (7,9 г в 100 мл воды при 20 С). Бутиловый спирт, благодаря короткому разветвленному алкильному радикалу, обладает способностью смешиваться с водой. Это связано с тем, что плотноупакованная структура в значительной мере «расплавляет» соседствующую с ней часть. льдоподобной структуры. Чем хуже растворимо в воде вещество, тем в большей степени проявляется тенденция к образованию ассоциатов: димеров, тримеров и т. д. Очевидно, что совместимость воды с неэлектролитом определяется соотношением величин полярных и неполярных участков последнего и в определенной степени строением его молекулы.

Величина в зависит от температуры, но обычно принимается около 4. Устойчивость комплекса вода – растворитель зависит как от термодинамических условий, так и от природы неэлектролита. Мавель, подробно изучивший обмен протонов в смесях воды с различными низкомолекулярными спиртами, установил прямую зависимость степени молекулярной ассоциации от длины и разветвленности алкильных цепей спиртов и пришел к тому же выводу о характере влияния на растворимость соотношения полярной и неполярной частей молекулы неэлектролита.

Похожие публикации: