ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Компоненты органодисперсий и их назначение из "Органодисперсионные лакокрасочные материалы и покрытия " При образовании дисперсии из полимера и низкомолекулярной жидкости возникает развитая меж-фазная граница, за счет чего изобарно-изотермический потенциал (энергия Гиббса) системы увеличивается (АСп 0). Одновременно происходит переход жидкости в частицы полимера (набухание) и переход некоторых фракций полимера в жидкость, т. е. частичное растворение полимера, если набухание ограниченное. Два последних процесса связаны с понижением энергии системы (поскольку ДСсм 0) и протекают самопроизвольно. [c.9] Образование дисперсий из лиофильных пленкообра-зователей протекает в условиях АОсм+ДСп 0, поэтому лиофильные дисперсии термодинамически устойчивы и. обратимы. К ним относятся, например, водные растворы мыл, а также некоторые полимерные системы, которые иногда относят к растворам. По многим свойствам лиофильные коллоиды похожи на истинные (молекулярные) растворы. [c.10] Дисперсии переходного типа характеризуются свойствами, промежуточными между свойствами лиофильных и лиофобных коллоидов. Они состоят из частиц, ограниченно набухших в дисперсионной среде такие частицы могут быть использованы в качестве дисперсной фазы полимеров. Из низкомолекулярных соединении, не обладающих способностью к набуханию, дисперсии переходного типа получить практически невозможно. Общим с лиофильными дисперсиями является то, что свойства дисперсий переходного типа зависят от температуры, концентрации и природы компонентов дисперсионной среды [1, с. 98—105] общим с лиофобными дисперсиями — то, что, будучи термодинамически неустойчивыми и необратимыми, они в определенных условиях коагулируют. Примером дисперсий переходного типа могут служить дисперсии хлорвиниловых полимеров и сополимеров в смесях кетонов или сложных эфиров с ароматическими растворителями [2, с. 156]. [c.10] Лиофобные дисперсии термодинамически неустойчивы вследствие наличия избыточной энергии Гиббса на границе раздела фаз. Поэтому они склонны к коагуляции при добавлении нового компонента, изменении условий и даже просто при длительном хранении. Лиофобными являются, например, дисперсии фторопластов в спиртовых средах, суспензии хлорвиниловых смол в алифатических и ароматических углеводородах и др. [c.10] Следовательно, 0п зависит от удельной поверхности и межфазного натяжения, т. е. от дисперсности системы и сродства компонентов дисперсионной среды к полимеру таким образом энергетические характеристики на границе раздела фаз определяются процессами смачивания и адсорбции. [c.11] Различают агрегативную и кинетическую устойчивость дисперсных систем. Агрегативно устойчивыми называют дисперсии, в которых отсутствуют заметные коагуляционные процессы (в действительности при длительном хранении агрегация происходит даже в самых устойчивых дисперсиях). Между тем дисперсная фаза в таких системах может оседать или всплывать из-за разницы в плотностях между ней и дисперсионной средой, однако затем легко распределяться по всему объему при перемешивании. Такие системы называют кинетически неустойчивыми. [c.11] Органодисперсии лиофобного типа чаще всего являются системами агрегативно устойчивыми, но неустойчивыми кинетически. [c.11] Повышая сродство жидкости к полимеру, можно последовательно получить системы, частицы которых схематически показаны на рис. 1. [c.12] Органодисперсии переходного типа принципиально могут быть получены из лиофобной системы путем добавления компонента, увеличивающего сродство полимера к дисперсионной среде, а также раствора и лио-фильного коллоида в результате ухудшения растворяющей способности жидкости. [c.12] Первый путь технологически менее выгоден, чем второй, так как он сопряжен с длительным набуханием пленкообразователя в неактивной среде или с интенсивным диспергированием. Обычно используют второй путь. [c.12] Нетрудно видеть, что при равенстве мольных объемов двух растворителей величина б аддитивна относительно объемной и весовой доли компонентов. [c.13] На рис. 2 приведена фазовая диаграмма двухкомпонентной системы, состоящей из растворителя и полимера с молекулярным весом порядка 50 000 и значением мольного объема около мкмоль. Граничная линия, имеющая вид несимметричной параболы, разделяет области однофазного и двухфазного состояний (раствора и дисперсии соответствено). Дисперсии переходного типа по брутто-составу группируются вблизи граничной линии в пределах заштрихованной области. [c.13] Допустим, взят полимер и термодинамически хороший растворитель для такой пары Р Ркр. Из фазовой диаграммы следует, что для этой системы невозможно двухфазное состояние независимо от состава системы. [c.13] Компоненты органодисперсий условно можно разделить на основные и вспомогательные. Основные компоненты входят в состав покрытия (пленкообразова-тели, пигменты, пластификаторы, стабилизаторы и др.) вспомогательные — необходимы для получения покрытия, но удаляются при его формировании (летучие органические жидкости — диспергаторы, разбавители). Рассмотрим кратко их особенности. [c.15] Пленкообразователи. В качестве пленкообразователей органодисперсий используются полимеры в основном винилового ряда и некоторые другие (лолиоксиметилен, пентон и др.). Их общей особенностью является повышенная химическая инертность, что проявляется в химической и атмосферной стойкости покрытий, а также в плохой растворимости этих полимеров в органических жидкостях (например, при получении лаков). Более подробно свойства полимерных пленкообразователей как основных компонентов органодисперсий будут рассмотрены ниже. [c.15] Технические полимерные пленкообразователи, как правило, полидисперсны. Низкомолекулярные фракции легче растворяются в органических жидкостях, так как для них каждый растворитель термодинамически лучше , чем для высокомолекулярных фракций, поэтому равновесному состоянию системы полимер — низкомолекулярная жидкость при ограниченном набухании обычно соответствует равновесие студень — разбавленный раствор низкомолекулярных фракций. [c.15] Неоднородность полимеров может быть не только фазовой, но и структурной, и это тоже отражается на закономерностях их взаимодействия с растворяющими жидкостями. Так, в эмульсионной полимеризации имеется стадия, на которой полимерно-мономерные частицы, называемые первичными, размером 15—25 нм, агрегируются и слипаются, образуя латексные глобулы размером 100—300 нм, называемые вторичными частицами. Первичные частицы в составе глобул можно рассматривать как своеобразные надмолекулярные структуры. Латексные частицы (глобулы) структурно существенно отличаются, например, от полимерных частиц, получаемых при суспензионной полимеризации, В процессе выделения полимера из водной суспензии в виде твердого порошка происходит слипание латексных глобул, а при высоких температурах сушки структурным, а иногда и химическим изменениям подвергается поверхностный слой частиц. Такова, например, природа поверхностной корки на частицах суспензионного поливинилхлорида (см. с. 49). Таким образом, свойства полимеров в значительной мере зависят от способа их получения и выделения. [c.16] Пигменты и наполнители. Пигменты и наполнители выполняют декоративные и антикоррозионные функции в покрытиях. Ассортимент пигментов и наполнителей для органодисперсий такой же, как для систем на основе лаков. Следует отметить, что для органодисперсий на основе виниловых смол обычно предпочитают использовать вследствие сравнительно высокой температуры пленкообразования свето- и термостойкие пигменты, лишенные фото- и особенно термокаталитической активности. Однако принципы наполнения органодисперсий и влияние твердых дисперсных фаз на свойства органодисперсионных покрытий специфичны. [c.17] По технической классификации различают первичные и вторичные пластификаторы. Первичные пластификаторы совместимы с полимером неограниченно или ограниченно, но в достаточном количестве (обычно более 15%), а вторичные — в малых количествах (не более 10%, а иногда только 0,05—0,1%). Критерием отнесения пластификатора к той или другой группе является, однако, не степень его совместимости с полимером, граница которой условна, а способность воздействовать на различные элементы надмолекулярной структуры полимера. [c.18] Вернуться к основной статье