CC BY
24
УДК 667.6
А.А. Пономарев, А.Д. Сидорова, Н.А. Аланович
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЦИНКСУЛЬФИДНЫХ ЛЮМИНОФОРОВ
Influence of various technological parametres on a process of luminofor disopergation in a solution of alkyd oligomer in xylol has been investigated. Optimum parametres of carrying out of the given process are found.
Было исследовано влияние различных технологических параметров на протекание процесса диспергирования цинксульфидного люминофора в растворе пентафталевого алкидного олигомера в ксилоле. Найдены оптимальные параметры проведения данного процесса.
В настоящее время люминофорсодержащие лакокрасочные материалы и покрытия на их основе используют во всех отраслях народного хозяйства для обеспечения безопасности людей при чрезвычайных ситуациях. Прогресс в этой области очевиден, уже существуют покрытия на основе люминофоров, характеризующиеся продолжительностью свечения 8-12 часов. Поскольку люминофорсодержащие покрытия предполагается использовать для обеспечения дополнительной безопасности в чрезвычайных ситуациях, как на промышленных, так и на гражданских объектах, то к ним предъявляются особые требования, как к защитным, так и к декоративным показателям. Таким требованиям удовлетворяют прежде всего композиции с использованием алкидных олигомеров.
Основным способом получения качественных микрогетерогенных наполненных полимерных материалов является диспергирование.
При диспергировании протекают различные физико-химические процессы, в том числе дезагрегация частиц твердой дисперсной фазы и образование коагуляционно-флокуляционных структур в ходе процесса диспергирования. Образование подобных структур приводит к изменению вязкости пигментной суспензии во время диспергирования.
Нами было исследование влияние концентрации раствора алкидного олигомера на вязкость системы. Зависимость вязкости от концентрации алкидного олигомера носит экстремальный характер. По нашему мнению это связано с процессами структурирования, усиливающимися при увеличении концентрации пленкообразующего [1] Оптимальная концентрация раствора была определена графическим методом и составила 30 масс.%.
Один из основных факторов, влияющих на протекание процесса диспергирования, угловая скорость перемешивающего устройства. Изменяя угловую скорость можно качественно варьировать эффективность диспергирования [2]. С увеличением угловой скорости интенсивность диспергирования возрастает, о чем свидетельствует увеличение констант скорости и уменьшение времени достижения конечной степени дисперсности (таб. 1). Наилучшие условия диспергирования люминофорсодержащих композиций
наблюдаются при использовании дисковой мешалки с угловой скоростью 6.28 м/с.
Табл. 1. Зависимость степени дисперсности, производительностей и констант скоростей стадий реакции от угловой скорости перемешивающего устройства.
Угловая скорость, м/с КД1, 1/мин Кд2, 1/мин м /мин о2, м /мин Гкон, МКМ
2,09 0,04 0,02 4,81 6,19 18
3.14 0,063 0,021 7,88 8,59 20
4.18 0,074 0,012 8,18 4,82 18
5.23 0,092 0,0094 10,4 3,16 18
6.28 0,14 0,0043 12,7 6,9 18
Многие авторы различают три режима, характеризующие поведение частиц твёрдой фазы в жидкой среде, в ходе процесса диспергирования. При малом содержании твёрдой фазы влияние столкновений частиц невелико, и поведение частиц определяется вязкостью среды. При некотором промежуточном содержании частиц число столкновений между ними увеличивается, инерционные силы становятся более заметными по сравнению с вязкостью среды. При высоком содержании частиц твёрдой фазы их перемещения настолько тормозятся, что в динамическом поведении среды преобладает меж-частичный контакт. Если в пасту вводить небольшое количество диспергирующих тел сферической формы, то в результате разрушения структуры несколько снижается эффективная вязкость системы- эффект Томса, с увеличением количества этих тел они становятся составляющими новых структурных образований. Относительное смещение мелющих тел разрушает эти образования и происходит снижение эффективной вязкости с одновременным разрушением пигментных агрегатов [3].
Табл. 2. Влияние количества диспергирующих тел на процесс диспергирования.
Количество бисера, масс.% КД1, 1/мин Кд2, 1/мин Оь м3/мин Ог, м3/мин Гкон, МКМ
10 0,032 0,0038 5,49 0,74 20
20 0,036 0,0136 7,26 2,32 20
30 0,0363 0,0139 6,51 2,67 20
50 0,069 0,0175 8,78 6,3 20
70 0,092 0,033 16,9 4,04 17
80 0,14 0,0348 20,05 5,3 15
Нами было исследовано влияние размера и количества диспергирующих тел (стеклянного бисера диаметром 3-4 мм) на эффективность процесса диспергирования, (таб. 2, 3). В результате исследований зависимости протекания процесса диспергирования от количества бисера оказалось, что кривая изменения степени дисперсности во времени носит типичный характер: вначале резкий спад, а затем плавное снижение до достижения постоянного значения. Наилучшие условия для диспергирования наблюдались при добавлении 80 масс.% бисера. Зависимость протекания процесса дис-
пергирования от размера диспергирующих тел носит более сложный характер. При использовании стеклянного бисера маленького размера наблюдается вначале рост производительности процесса диспергирования, а затем его резкое падение, причем как на первой, так и на второй стадии процесса диспергирования. По нашему мнению это обусловлено различием скоростей дезаг-резации и стабилизации вследствие интенсификации протекания процесса.
Оптимальное протекание процесса диспергирования наблюдалось при использовании стеклянного бисера размером 3-4 мм.
Табл. 3. Влияние размера диспергирующих тел на процесс диспергирования*.
Диаметр бисера, мм Масса бисера, г Кді, 1/мин Кд2, 1/мин Gi, м3/мин G2, м3/мин
1,5-1,6 95,8 0,178 0,0294 20,65 2,64
1,65-1,85 93,0 0,167 0,0338 21,44 8,83
2,0-2,3 91,2 0,157 0,022 20,16 8,067
3 -4 90,2 0,092 0,0348 16,9 4,04
* Количество люминофорсодержащей суспензии 110 г.
Таким образом, процесс диспергирования цинксульфидных люминофоров целесообразно проводить в 30 масс.% растворе пентафталевого ал-кидного олигомера, с угловой скоростью перемешивающего устройства порядка 6.28 м/с и добавлением стеклянного бисера диаметром 3-4 мм и в количестве 80 масс.%.
Библиографические ссылки
1. Фомичева Т.Н. Стратонова Е.И. Лабораторные работы по химии и технологии пигментов. Диспергирование пигментов. - М.: МХТИ, 1984.-48с.
2. Ермилов П.П. Диспергирование пигментов. Физико-химические основы диспергирования. - М., Химия, 1971 г., 300с.
3. Индейкин Е.А., Лейбзон Л.Н., Толмачев И.А.. Пигментирование лакокрасочных материалов. - Л., Химия, 1986 г., 160с
УДК 678.05
А.Я. Томильчик, П.В. Осипов, С. А Смотрова*, B.C. Осипчик
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия *Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского, Жуковский, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ
Stress-strain properties of epoxy novolac binders with different modifiers and fiber-reinforced plastics based on it were studied. Oligomeric modifiers have shown to improve stress-strain properties of epoxy binders and composites. Modified binders were developed, its formula-
