Автореферат (1091745), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Среднечисловые распределения частиц искусственных латексовпо размерам при использовании в процессе получения в качестве ПАВ: 1)цетилпиридиний бромида, 2) DINORAM SL, 3) Redicote E-11, 4) Катамина АБ,5) Азола 240.И действительно использование специально синтезированных ЧАС(Катамин АБ и Азол 240), характеризующихся высоким процентнымсодержанием алкильных радикалов с длиной цепи С12-14, позволилополучить агрегативно устойчивые полимерные суспензии ДСТ с относительношироким РЧР и средним размером частиц в интервале от 120 до 800 нм, приэтом значение дзета-потенциала варьировалось от +30 до +44 мВ.Агрегативно устойчивые латексы БК со средним диаметром частиц 470нм и 290 нм и значением дзета-потенциала +20 мВ, также были получены прииспользовании Катамина АБ и Катамина 1 (рис. 3.2(2)).1)dср=470нм2)dср=290нм14Рис.
3.2(2).Среднечисловыераспределения частицискусственного латексаБК по размерам, ПАВ: 1)Катамин АБ, 2) Катамин1Искусственные латексы сополимера стирола с α-метилстиролом (САМ)были получены по той же методологии и характеризовались среднимразмером частиц порядка 270 нм и значением дзета-потенциала +31 мВ (рис.3.2(3)).Рис. 3.2(3).Среднечисловоераспределение частицискусственного латексаСАМ по размерам.dср=270нмУменьшение концентрации ПАВ с 6% мас.
до 3% мас. в расчете наполимерприводилокзначительномуувеличениюсреднегогидродинамического диаметра частиц и уменьшению дзета-потенциала(показано для латекса ДСТ) и при отгонке растворителя система терялаустойчивость.Для повышения устойчивости полимерных суспензий, полученных сиспользованием Азол 129 и Азол 138, были использованы смеси катионныхПАВ с цетиловым спиртом, который, согласно литературным данным,повышает прочность межфазного адсорбционного слоя при получениисинтетических латексов.В качестве катионного ПАВ был выбран Азол 129. При использованииего в смеси с цетиловым спиртом формирование прочного межфазногоадсорбционного слоя происходило в результате адсорбции КПАВ из воднойфазы, а цетилового спирта – из углеводородной фазы.Полученные результаты приведены в таблице 3.2(4).
Видно, чтоустойчивость эмульсий повышается по сравнению с наблюдаемой вприсутствии одного Азола 129.15Таблица 3.2(4). Сравнительный анализ коллоидно-химических свойствискусственных латексов, стабилизированных КПАВ и КПАВ в смеси сцетиловым спиртом.ПАВDср, нмPdIζ-потенциал, мВКоагулюм, %Азол 129800*0,452+415Азол 129/ЦС2400,339+40Нет* - размеры очищенной от коагулюма полимерной суспензииВидно, что искусственные латексы, полученные в присутствии смесиПАВАзол129сцетиловымспиртом,характеризуютсябольшейдисперсностью и большим положительным зарядом частиц, что предполагаетширокие возможности для их практического применения.Тенденциявлиянияколлоидно-химическиеконцентрациисвойствасмесиполучаемыхПАВАзол-129/ЦСполимерныхнасуспензий14006012005010004080030600204001020000357911ζ-потенциалСредний диаметр, нмпоказаны на рис. 3.2(4).Рис.
3.2(4). Тенденциязависимости среднегодиаметра частиц и дзетапотенциала отконцентрации смеси ПАВАзол 129/ЦетиловыйспиртКонцентрация ПАВ, % мас.Как и предполагалось, начиная с общей концентрации смеси ПАВ, равной6% мас. в расчете на полимер (и более), полимерные суспензии агрегативноустойчивы. При изменении концентрации смеси от 4% до 9% мас., ζпотенциал увеличивается от +2,1 до +38,3 мВ, а средний диаметр частицуменьшается от 1300 нм до 250 нм, соответственно.Устойчивые полимерные суспензии были получены также в присутствииПАВ, представляющего собой смесь катионных ПАВ с различным строениемгидрофобногорадикала,способных16формироватьвмежфазномадсорбционном слое структурно-механический и электростатический барьерыустойчивости. Это Азол 129 в смеси с Азолом 138.Устойчивостьискусственныхлатексовсохраняласьвтечениедлительного времени, как видно из табл. 3.2(6).Таблица 3.2(6).
Устойчивость искусственных латексов во времени.ПАВАзол129/ЦСАзол-129/Азол-138Время отборапробыDср, нмPdIζ-потенциал,мВПосле получения2400,339+40Спустя 6 месяцев2400,296+30После получения2500,343+30Спустя 3 месяца3900,407+26В результате работы были получены полимерные суспензии бутадиенстирольных блок-сополимеров, бутилкаучука и сополимера α-метилстироласо стиролом, отличающиеся высокой агрегативной устойчивостью и зарядомчастиц в интервале +30-(+40) мВ, по свойствам не уступающие импортныманалогам.
Микрофотографии частиц некоторых искусственных латексовпредставлены на рис. 3.1(5).213Рис. 3.2(5). Микрофотографии частиц искусственных латексов: 1) ДСТ,2) сополимера α-метилстирола со стиролом 3) БК.3.3. Кремнийорганические ПАВ для стабилизации искусственныхполимерных суспензийДля получения агрегативно устойчивых искусственных полимерныхсуспензий использовали и кремнийорганические ПАВ различного строения,17нерастворимые в воде.
Интерес к этому типу ПАВ был обусловлен ихшироким применением при полимеризации виниловых мономеров методомгетерофазной полимеризации для получения агрегативно устойчивыхполимерных суспензий с узким распределением частиц по размерам.В качестве катионного ПАВ применяли Азол-129 и Катамин 1, акремнийорганического-И-851(α,ω-бис[3-метилсилокси]полидиметил-метил(10-карбоксидецил)силоксан) и Пента-91 (полиоксиалкиленорганосилоксановыйблоксополимер ).Коллоидно-химическиехарактеристикиполученных искусственных латексов ДСТ и БК представлены в табл. 3.3(1).Таблица 3.3(1).
Коллоидно-химические свойства искусственных латексовДСТ и БК, стабилизированных смесью кремнийорганического и катионногоПАВ, взятых в разных массовых соотношениях (общая концентрация ПАВ 9%мас. в расчете на полимер)ПолимерПАВ 1ПАВ 2МассовоесоотношениеПАВДСТИ-851Азол 1291:18000,379+41-2ДСТИ-851Азол 1291:24300,420+27нетБКИ-851Катамин 11:124600,250+3≈5БКИ-851Катамин 11:21700,182+20нетDср, нмPdl2)1)dср=796нмdср=2460нм3)dср=430нмdср=169нм184)ζКоагулюм,потенциал,%мВРис.
3.3(1).Среднечисловыераспределения частицискусственного латексаДСТ(1-2) и БК(3-4) поразмерам прииспользовании впроцессе получениясмеси ПАВ И-851:Азол-129 всоотношении: 1) 1:1, 2)1:2; и смеси ПАВ И851: Катамин 1 всоотношении 3) 1:1, 4)1:2.Следует отметить, что катионные ПАВ Азол-129 и Катамин-1растворимы в растворе полимера в циклогексане и в процессе полученияискусственного латекса катионный ПАВ растворяли в воде и в раствореполимера в циклогексане.Высокаясуспензии,агрегативнаяполученнойкремнийорганическогоустойчивостьвискусственнойприсутствииПАВобъясняетсясмесиполимернойкатионногоформированиемипрочногомежфазного адсорбционного слоя на поверхности полимерных частиц.Образование электростатического барьера в поверхностном слое частицпроисходит в результате адсорбции катионного ПАВ из водной фазы и изобъема частиц.
Структурно-механический барьер стабилизации формируетсяв процессе диффузии кремнийорганического и катионного ПАВ из объемачастиц к поверхности раздела фаз в виде ассоциатов молекул ПАВ типакластерных структур, движущей силой которой является несовместимостьполимера с КО ПАВ.Такоймеханизмформированиямежфазногослояобеспечиваетустойчивость частиц полимерной суспензии и их относительно узкое РЧР впроцессе их образования и отгонки растворителя.3.4. Применение полученных искусственных латексов3.4.1.
ПленкиВысушиванием были получены пленки из искусственных латексов, атакжеизрастворовДСТиБКвциклогексане.Характеристикиневулканизованных пленок приведены в таблице 3.4.1(1).Из полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, чтоискусственные латексы ДСТ и БК с положительным зарядом частиц, могутприменяться для получения маканых изделий методом прямого макания.19Таблица 3.4.1(1). Характеристики используемых искусственныхлатексов и физико-механические свойства невулканизованных плёнокПолимерЛатексСистемаПАВСреднийдиаметр,нмPdIζпотенциал,мВИз раствора ДСТ в циклогексанеИЛ-1ДСТИЛ-2ИЛ-3ИЛ-4БКАзол129/ЦСАзол129/ЦСАзол 129/Азол 138Ϭ, кг/см2Ɛотн, %Ɛост, %190,010252524024+40151,0106124378026+10175,012302625024+30124,092624+5145,7749216,84500420Катамин111021АБИз раствора БК в циклогексанеБК-1Катамин 13700,477+196,34200420ОтмытыйБК-1Катамин 13700,477+196,54100370БК-2Катамин1/Пента 9112400,225+514,01700503.4.2.
Модификация битумных эмульсийЭкспериментальные данные по модификации дорожной битумнойэмульсии ЭБК-1-50 (ГОСТ 52128-2003) искусственным латексом ДСТ сположительным зарядом частиц (ИЛ-1, табл. 3.4.1(1)), взятым в количестве 5%полимера в расчете на битум, свидетельствуют о значительном улучшениисцепления битума с минеральными материалами, увеличении эластическихсвойств вяжущего.3.4.3. Модификация строительных составовЭкспериментальные данные по модификации бетона марки В25,искусственным латексом ДСТ с положительным зарядом частиц (ИЛ-1, табл.3.4.(1)), при дозировке латекса в рабочий состав в количестве 0,21% сухоголатекса в расчете на массу цемента при массовом соотношении вода/цемент,равном 0,58, показали увеличение прочностных свойств материала (на 5%)(ГОСТ 7473, ГОСТ 10181, ГОСТ 26633).203.4.4.
Получение мелкодисперсного порошка сополимера стирола и αметилстирола с улучшенными диэлектрическими характеристикамиПредложенный способ состоит в получении искусственного латексасополимера стирола с альфа-метилстиролом, стабилизированного КатаминомАБ, взятым в количестве 6% масс. в расчете на полимер (по методикеописанной выше), промывке сополимера из высушенной суспензии отостаточных количеств эмульгатора и дальнейшем высушивании латекса, врезультате чего получали намного более высокодисперсный порошоксополимера,отличающийсяулучшеннымидиэлектрическимихарактеристиками, чем при классическом способе его изготовления примеханическом измельчении (значение тангенса угла диэлектрических потерь10∙10-4 и 16∙10-4, соответственно).Выводы.1.Впервые получены искусственные латексы с высоким положительнымзарядом на основе бутадиен-стирольного термоэластопласта, бутилкаучука,сополимера стирола с α-метилстиролом, характеризующиеся высокойагрегативной устойчивостью и со свойствами, не уступающими импортныманалогам.2.Проведены комплексные исследования влияния параметров процессадиспергирования (способ диспергирования, интенсивность, время) надисперсность полимерной суспензии.
Показано, что при комбинированиимеханических и ультразвуковых воздействий (окружная скорость 22000об/мин, 15 мин и амплитуда колебаний 30, 5 мин, соответственно) можнополучить агрегативно устойчивые полимерные суспензии с размером частиц винтервале 200-1000 нм и относительно узким РЧР для каждого изисследуемых полимеров.3.Впервыедлястабилизациичастицискусственныхполимерныхсуспензий использованы четвертичные аммониевые соли и имидазолины21животногоирастительногопроисхождения,обладающиевысокимиповерхностно-активными свойствами.4.Впервые показано, чтоувеличитьустойчивостьискусственныхполимерных суспензий возможно при использовании смеси катионных ПАВ скремнийорганическими или катионных ПАВс цетиловым спиртом.Предложена гипотеза о формировании прочных межфазных слоев наповерхности полимерных частиц.5.Полученные полимерные суспензии с положительным зарядом прошлиапробацию в качестве модифицирующих добавок в битумных эмульсиях истроительных смесях на основе бетона, в качестве пленок для производствамаканых изделий методом прямого макания и в качестве основы дляполучения высокодисперсных полимерных порошков с улучшеннымидиэлектрическими свойствами.Список печатных работ:Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
