ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние растворителей на физико-механяческие свойства я структуру лакокрасочных покрытий из "Растворители для лакокрасочных материалов" За счет теплоты испарения поверхность жидкости охлаждается, что вносит погрешность в определение скорости испарения. Понижение температуры поверхности испарения зависит от летучести растворителя (рие. 21) [65] чем выше летучесть растворителя, тем больше снижение температуры поверхности. [c.89] Где п—коицеитрация пара у поверхности Н — расстояние от поверхности испарения до стенки I — длина поверхности испарения v — линейная скорость воздуха О — коэффициент диффузии мблекул растворителя в воздух — аэродинамический коэффициент смещения (коэффициент захвата). [c.90] Для определения относительной летучести растворителей разработаны различные методы и их модификации, В основе этих методов лежит определение кинетики испарения растворителей из тонких пленок, поскольку процесс испарения из больших масс растворителей не дает представления о характере улетучивания растворителя из лакокрасочных покрытий. Для исследования кинетики испарения небольшие количества растворителя наносят на различные подложки как пористые (ватман, фильтровальная бумага), так и гладкие (стекло, алюминий). Чтобы подложка во время опыта смачивалась равномерно, поверхность, например, алюминиевых дисков обрабатывают раствором щелочи. Другая трудность состоит в исключении неравномерности слоя из-за капиллярного эффекта. В зависимости от формы и размера диска, на который наносят растворитель, жидкость может либо подниматься по его бортикам, либо собираться в середине диска. [c.91] ОЧИСТКИ И осушения воздуха, система термостатирова-ния) примерно одинаковы (рис. 22) [65]. На рис. 23 показано, как расстояние от выходного отверстия распределителя воздуха влияет на время испарения 90 % испытуемого растворителя. Это влияние тем сильнее, чем ниже летучесть растворителя. Сильно сказывается на скорости испарения также масса дозируемого растворителя (рис. 24) [65]. [c.92] Таким образом, на кинетику испарения растворителей оказывают влияние различные параметры эвапарометров. Этим объясняется различие данных по относительной летучести растворителей по бутилацетату, полученные на приборах разных фирм. [c.92] В табл. 23 приведены относительные летучести (объемные и массовые) индивидуальных растворителей различных классов. Данные получены на усовершенствованном эвапарометре фирмы Шелл (США) [69]. [c.93] Для идеальных смесей, согласно закону Рауля, давление пара растворителя снижается пропорционально молярной доле второго компонента. Однако идеальные смеси крайне редки, а применяемые на практике в ту или иную сторону отклоняются от идеальности. [c.93] До тех пор пока концентрация пленкообразователя возрастает незначительно, т. е. на первой стадии пленкообразования на скорость нспарения кроме летучести и скорости окружающего газа существенное влияние оказывают некоторые другие факторы [70, с. 69]. Концентрация паров растворителя в окружающем пространстве позволяет регулировать длительность первой стадии пленкообразования, а следовательно, розлив и стекание лакокрасочного материала с поверхности, что используется в технологии нанесения покрытий. [c.97] В первом случае температура поверхности равна температуре окружающей среды, и испарение происходит в изотермических условиях. Ею втором случае тепловой поток направлен от окружающей среды к формируемой пленке, а температура поверхности ниже температуры окружающей среды. [c.97] Теплота для сушки поступает из окружающего воздуха за счет разности температур воздуха и поверхности Го, а также от источника инфракрасного излучения ррад и других источников рдр. [c.98] Где и — концентрация компонента на поверхности и в окружающем воздухе kxi — коэффициент массопередачи. [c.98] Можно описывать процессы массо- и теплопередачи при помощи критериев подобия, причем благодаря аналогии между передачей теплоты и массы могут быть использованы одни и те же экспериментальные данные. [c.98] При увеличении концентрации пленкообразователя у поверхности и, следовательно, плотности поверхностного слоя начинает проявляться конвективное перемешивание раствора, направленное на выравнивание плотности раствора по толщине формируемой пленки [73]. Вязкость системы постепенно увеличивается, а скорость конвективного перемешивания падает. Система теряет текучесть сначала у поверхности, а затем глубже возникает градиент концентрации. Этот момент можно считать началом второй стадии пленкообразования [74], которая называется периодом падающей скорости. На рис. 25 можно видеть, что переход от первой стадии ко второй происходит сравнительно плавно. Снижению скорости испарения растворителя способствует увеличение концентрации пленкообразователя у поверхности вплоть до перехода полимера в стеклообразное состояние. Образуется так называемая поверхностная корка. Это соответствует степени высыхания I (ГОСТ 19007—73). [c.98] Рассмотрим упрощенный случай — пленкообразо-вание из бинарного растворителя. Один компонент бинарного растворителя — термодинамически хороший растворитель для полимера, другой — плохой, выполняющий функцию разбавителя. На рис. 26 такая система изображена на треугольной диаграмме. При определенном соотношении компонентов имеет место двухфазная система область, ей соответствующая, на рис. 26 заштрихована. Во всех случаях при испарении растворителя состав изменяется в сторону повышения концентрации полимера. Однако форма линии, по которой изменяется состав системы при пленкообразовании, зависит от соотношения летучестей растворителя и разбавителя. Если их летучести равны, то линия изменения составов будет изображаться прямой, соединяющей точку исходного состава с вершиной треугольника, которая соответствует 100 %-ному содержанию полимера (рис.26, кривая ). То же будет иметь место при пленкообразовании из азеотропной смеси двух растворителей. [c.99] Поскольку трудно подобрать необходимую азео-тропную смесь растворителей в случае необходимости для поддержания постоянного соотношения компонентов предлагается использовать псевдоазеотропы [75], для которых задают состав исходной смеси, поскольку летучесть ее компонентов зависит от их активности [57]. [c.100] Обычно разбавитель выбирают с большей летучестью, чем растворитель в этом случае система при пленкообразовании обогащается хорошим растворителем. Состав системы изменяется по кривой, обращенной выпуклостью в сторону хорошего растворителя (рис. 26, кривая 1). Если летучесть хорошего растворителя выше, чем разбавителя, то состав системы смещается в сторону плохого растворителя (рис. 26, кривая 3) и может попасть в зону фазового расслоения. Вследствие асимметричности расположения области двухфазных систем при высоких концентрациях полимера система однофазна при любых составах бинарного растворителя. Поэтому при определенном содержании полимера линия изменения состава выходит из области фазового расслоения. Если это происходит до того, как система теряет текучесть (на диаграмме до линии с ), образуется гомогенная пленка. [c.100] В качестве иллюстрации можно привести пленко-образование из растворов полибутилметакрилата в смеси толуол — нонан. Толуол является хорошим растворителем для полимера, а нонан не растворяет полибутилметакрилат, причем его летучесть меньше, чем у толуола. При содержании нонана в бинарном растворителе менее 60 % фазовое расслоение системы при испарении растворителя не наблюдается (рис. 27). [c.100] В случае использования жесткоцепных полимеров структура, образовавшаяся при фазовом расслоении, фиксируется в результате того, что полимерная фаза потеряла текучесть, и в сформированной пленке остается микрофаза в виде мельчайших капелек растворителя, который в дальнейшем испаряется, а его место занимает воздух. Так, могут быть получены непигментированные белые покрытия [76]. [c.101] Обычно выпускные формы водоразбавляемых лакокрасочных материалов не содержат воды, она добавляется перед нанесением лакокрасочных материалов. Применение растворителей вместе с водой в водоразбавляемых лакокрасочных материалах, связано с рядом их аномальных свойств, имеющих коллоиднохимическую природу. Плеикообразователи для водоразбавляемых лакокрасочных материалов представляют собой олигомеры или полимеры, содержащие полярные группы и обладающие определенной гидро-фильностью, однако ограниченно совместимые с водой вода для них является плохим растворителем, или разбавителем. По принятой в технической литературе терминологии органические растворители для водоразбавляемых систем называются сораствори-телями. [c.102] Для водоразбавляемых лакокрасочных материалов характерны некоторые свойства, отличающие их от других материалов. Проявление этих свойств зависит от химической природы полимера, его молекулярной массы, количества и вида полярных групп, разветвленности целей и характера используемых компонентов. Аномальное поведение водоразбавляемых лакокрасочных материалов наиболее наглядно проявляется в изменении вязкости системы при разбавлении ее водой. До начала фазового расслоения добавления воды к системе закономерно снижает вязкость. Выделение мелкодисперсной фазы при определенном ее содержании приводит к возникновению структуры геля и повышению вязкости. Это явление, накладываясь на снижение вязкости при разбавлении водой, выражается в наличии плато на кривой зависимости вязкости от содержания воды (рис. 28, кривые 1 а 2) [77]. Повышение содержания сорастворителя в исходном олигомере сдвигает фазовый переход в область большего содержания воды (кривые 2 н 3) н сглаживает аномальный характер зависимости вязкости (кривая 3). [c.102] Вернуться к основной статье