Диссертация (1091746), страница 12
Текст из файла (страница 12)
При использовании его всмеси с цетиловым (ЦС) или оксиэтилированным цетиловым (ОЦС)спиртамиформирование прочногомежфазногоадсорбционногослояпроисходило в первом случае в результате диффузии цетилового спирта изуглеводороднойфазы,авовтором–врезультатеадсорбцииоксиэтилированного цетилового спирта из водной фазы. При этом КПАВ85обеспечивал формирование электростатического барьера, а спирты структурно-механического.
[82]Латексы получали при трех массовых соотношениях смеси, равных 1:1,1:2 и 2:1. Общая концентрация ПАВ была равна 9% мас. в расчете наполимер. Только при массовом соотношении Азол-129/ЦС и Азол-129/ОЦС,равном 2:1, удалось получить устойчивую высокодисперсную суспензию. Востальных случаях на стадии отгонки растворителя происходила потеряустойчивости и порядка 75% полимера переходило в коагулюм.Таблица 3.2(20). Сравнительный анализ коллоидно-химических свойствискусственных латексов на основе бутадиен-стирольного термоэластопласта,стабилизированных Азолом-129 и Азолом-129 в смеси с ЦС или ОЦС.ПАВDср, нмPdIζ-потенциал, мВКоагулюм, %Азол-129*7960,45240,6<3Азол-129/ЦС2440,33939,7нетАзол 129/ОЦС4040,34318,0нет* - размеры очищенной от коагулюма полимерной суспензииdср=796нмdср=244нмdср=404нмРис.3.2(10).
Среднечисловые распределения частиц искусственноголатексанаосновебутадиен-стирольноготермоэластопласта,стабилизированных 1) Азол-129, 2) смесью Азол-129/ЦС, 3) Азол-129/ОЦС.86В таблице 3.2(20) и на рис. 3.2(10) приведены средние диаметры частици их РЧР по числу при использовании Азола-129 и его смеси с цетиловым иоксиэтилированнымцетиловымспиртами.Полученныеполимерныедисперсии характеризовались меньшим средним размером частиц и РЧР посравнению с искусственными латексами, стабилизированными толькоАзолом-129. Средние диаметры составили 244 и 404 нм, соответственно. Приэтом в случае использования цетилового спирта величина дзета-потенциалабыла равна +39,7 мВ, а оксиэтилированного цетилового спирта - чуть менее+20 мВ. Можно заключить, что цетиловый спирт, ориентирующийся награницу раздела фаз из объема раствора полимера, сильнее снижаетмежфазноенатяжениеипозволяетсильнееупрочнитьмежфазныйадсорбционный слой.ВлияниеконцентрациисмесиПАВАзол-129/ЦСнасвойстваполучаемых полимерных суспензий, изучали при массовом соотношениисмеси Азол-129/ЦС, равном 2:1.Таблица 3.2(21).латексовнастабилизированныхКоллоидно-химические свойства искусственныхосновесмесьюбутадиен-стирольногоПАВАзол-129/ЦС,термоэластопласта,взятойприразныхконцентрацияхКонцентрация,% мас.Dср, нмPdlζ-потенциал,мВКоагулюм,%413150,7682,15,556680,6944,11066780,41732,9нет76310,46921,6нет92440,33939,7нетВидно, что, начиная с общей концентрации смеси ПАВ, равной 6% мас.в расчете на полимер (и более), полимерные суспензии устойчивы.
Как видно87из данных рис. 3.2(11) агрегативная устойчивость полимерной суспензии сувеличениемконцентрациисмесиПАВвозрастает.ζ-потенциалувеличивается от +2,1 мВ при концентрации смеси, равной 4% мас. до +38,3мВ при концентрации смеси, равной 9% мас. Средний диаметр частиц140060120050Dcp ,нм1000408003060020400ζ-потенциалуменьшается от 1300 нм до 250 нм, соответственно.1020000345678910Концентрация, % масс.Рис. 3.2(11). Тенденция зависимости среднего диаметра частиц и дзетапотенциала от концентрации смеси ПАВ Азол-129/Цетиловый спиртНа рис. 3.2(12) и 3.2(13) для наглядности распределения частиц поинтенсивности и по числу представлены в виде диаграмм для каждойконцентрации смеси ПАВ. Как видно из приведенных диаграмм, сувеличением концентрации ПАВ количество частиц с меньшим диаметром,порядка 225 нм, увеличивается и достигает 100%.
Особенно это хорошовидно на РЧР по интенсивности. Размер крупных частиц остаетсяпрактически неизменным и варьируется в интервале от 960 до 1060 нм,однако их количество значительно уменьшается (до 1-2% по числу).88dср=461нмdср=244нм10090dср=191нмdср=960нмПо интенсивности, %8070dср=228нмdср=1049нм60504030dср=183нмdср=997нм201004%5%6%7%Концентрация, % масс.9%Рис. 3.2(12). Зависимость распределения частиц искусственного латексана основе бутадиен-стирольного термоэластопласта по интенсивности отконцентрации смеси ПАВ Азол-129/ЦС.dср=463нм100dср=175нмdср=211нмdср=180нмdср=225нм9080По числу, %706050403020dср=749нмdср=784нм10dср=72804%5%6%7%Концентрация, % масс.9%Рис. 3.2(13). Зависимость распределения частиц искусственного латексанаосновебутадиен-стирольноготермоэластопластаконцентрации смеси ПАВ Азол-129/ЦС.89почислуотМожно сделать вывод о том, что уже при общей концентрации смесиПАВ Азол-129/ЦС 6% мас.
в расчете на полимер, можно получитьагрегативно устойчивые полимерные суспензии со средним диаметромпорядка 630 нм и дзета-потенциалом около +33 мВ. При увеличенииконцентрации смеси ПАВ до 9% мас. в расчете на полимер средний размерчастиц уменьшается более чем в два раза - до 250 нм при сохраненииагрегативной устойчивости полимерной суспензии.Ранее было установлено, что оптимальным соотношением эмульгаторовпри использовании смеси ПАВ Азол-129/ЦС является 2:1. При этом всеискусственные латексы получали при диспергировании системы роторностаторным гомогенизатором с последующей ультразвуковой обработкой.Было интересным изучить РЧР и устойчивость получаемых частицискусственноголатексаДСТприиспользованииразличныхтиповмеханического воздействия на эмульсию раствора полимера в водномрастворе ПАВ, при сохранении природы и концентрации смеси ПАВ.
[68-71]Все латексы были получены по рецептуре, приведенной в таблице3.2(22).Таблице 3.2(22). Рецептура получения латекса на основе бутадиенстирольного термоэластопласта с положительным зарядом частиц.КомпонентыДСТЦиклогексанВодаАзол-129НСlЦетиловый спиртКоличество, масс. ч.10090010006до рН 33Для получения эмульсии раствора полимера в водном растворе ПАВбыли использованы следующие диспергирующие устройства:1) Ультразвуковой диспергатор (время обработки 10 минут, амплитудаультразвуковых колебаний 21 кГц)902) Роторно-статорныйгомогенизатор(времяобработки15минут,окружная скорость вращения ротора 22000 об/мин)3) Лопастнойдиспергатор(времяобработки15минут,скоростьперемешивания 6000 об/мин)Данные, приведенные на рис. 3.2(14) и в таблице 3.2(23), получены сприменением каждого диспергатора в отдельности и в сочетании некоторыхдруг с другом.Из представленных результатов видно, что использование одного толькороторно-статорного гомогенизатора представляется возможным, особенноесли поставлена цель получить частицы с диаметром порядка 5-6 мкм.
Приэтом их РЧР будет узким. Однако, подобные латексы довольно быстроразделяются из-за крупного размера полимерных частиц, образуя фракциюсливок с высоким содержанием сухого вещества. Это означает, чтоседиментационная устойчивость у таких дисперсий невелика.5560нм(100%)6000Диаметр, нм5000400030002000100001300нм(5%)726нм(7%)144нм(93%)260нм(95%)ГомогенизаторУльтразвукУЗ + Гом1460нм(100%)240нм(100%)Гом+УЗМиксерРис.
3.2(14). РЧР искусственных латексов на основе бутадиенстирольного термоэластопласта, полученных при использовании разныхтипов диспергирующих устройств.91В то же время за счет достаточно высокого значения дзета-потенциала,частицы сохраняют агрегативную устойчивость.Прииспользованиивкачестведиспергирующегоустройстваультразвука, можно получать частицы с бимодальным распределением (двефракции частиц 150 и 730 нм), и средним диаметром порядка 680 нм.Таблица. 3.2(23). Свойства искусственных латексов на основе бутадиенстирольного термоэластопласта, полученных при использовании различныхтипов диспергирующих устройств.Тип диспергирующегоустройстваDср, нмζ-потенциал,мВКоагулюм, %Гомогенизатор5560+41,9нетУльтразвук678,9+31нетУльтразвук+Гомогенизатор916,0+8,48Гомогенизатор+Ультразвук244+39,6нетПогружной миксер1514+20,9нетПри комбинированном диспергировании вначале гомогенизатором, азатем ультразвуком, были получены частицы с наименьшим среднимдиаметром порядка 240 нм и унимодальным РЧР.
Полимерные суспензиихарактеризовались высоким значением дзета-потенциала по сравнению счастицами,полученнымпутемультразвуковойобработки.Латексыпроявляли седиментационную и агрегативную устойчивость в течениедлительного времени.При диспергировании эмульсии раствора полимера в водном раствореПАВультразвукомспоследующейобработкойроторно-статорнымдиспергатором, средний размер частиц полимерной суспензии был почти в 4раза больше, при этом система теряла устойчивость при отгонкерастворителя.92При использовании высокоскоростного погружного миксера со среднейскоростью 6000об/минбыли полученычастицысунимодальнымраспределением и диаметром 1,5 мкм. При хранении в течение несколькихдней латексы не сливкоотделялись, в отличие от латексов с диаметром 5-6мкм, где сливки выделялись практически сразу.Таким образом, можно сделать вывод о том, что в зависимости оттребуемых размеров латексных частиц, можно подобрать диспергирующуюсистему так, чтобы наиболее полно соответствовать предъявляемым кискусственным латексам требованиям.В подробном обзоре Космодемьянского [4] было показано, что наличиеполярных добавок в системе с разной полярностью фаз обычно снижаетмежфазное натяжение на границе раздела.
Полярные добавки выполняютсразу две функции при использовании их в процессе приготовленияискусственного латекса и добавлении в раствор полимера:1) Уменьшают вязкость раствора полимера, за счет ухудшения качестварастворителя.2) Облегчают процесс эмульгирования, за счет понижения межфазногонатяжения на границе раздела фаз.Чаще всего в качестве полярных добавок используются ацетон и этанол.Они довольно распространены, недороги, имеют невысокие температурыкипения, что позволяет легко удалить их из системы во время процессаотгонки растворителя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
