Влияние неорганического носителя на стабильность и свойства акриловых дисперсий

Одним из важных показателей дисперсионных систем является их агрегативная устойчивость, т.е. характер изменения размера частиц дисперсии в течение времени. Для оценки агрегативной устойчивости синтезированных дисперсий определяли их дисперсионный состав в зависимости от времени хранения. Полезные программы членам из оппозиции Казани.

На рисунках 3.11-3.15 приведены результаты дисперсионного анализа синтезированных дисперсий в течение времени.

Рисунок 3.11 – Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, в зависимости от времени. 1 – через 1 час; 2 – через 1 сутки; 3 – через 30 суток; 4 – 56 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 15 %

Рисунок 3.12 – Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, в зависимости от времени. 1 – через 1 час; 2 – через 6 суток; 3 – через 17 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 30 %

Рисунок 3.13 – Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, в зависимости от времени. 1 – через 1 час; 2 – через 7 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 15 %

Рисунок 3.14 – Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, в зависимости от времени. 1 – через 14 суток; 2 – через 59 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 15 %

Рисунок 3.15 – Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, в зависимости от времени. 1 – через 2 суток; 2 – через 14 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 30 %

Из рисунка 3.11 видно, что синтезированная дисперсия ПММА устойчива во времени. Заметного изменения размера частиц не происходит, лишь по истечении 30 суток происходит смещение кривой распределения в сторону меньших размеров частиц. Вероятно, это связано с пептизацией крупных полимерных агломератов. Увеличение концентрации мономера не приводит к ухудшению стабильности полимерной дисперсии (рис 3.12), лишь с течением времени наблюдается незначительная коагуляция частиц (рис. 3.12, кривые 1 и 3).

В случае использования диоксида титана в качестве неорганического носителя наблюдаются несколько иные явления (рис. 3.13-3.15). Например, у дисперсии ПММА, полученной при исходной концентрации мономера 15 %, в течение 7 суток наблюдаются два противоположных процесса – пептизация крупных и агрегация мелких частиц, о чем свидетельствует сближение максимумов на кривой распределения (рис. 3.12, кривая 1). С одной стороны, размер частиц уменьшается с 400-500 нм до 200-250 нм, с другой стороны, уменьшается доля тонкодисперсной фракции (рис 3.13, кривые 1 и 2). В целом полидисперсность системы увеличивается.

При более длительном хранении процесс коагуляции начинает превалировать и средний размер частиц возрастает до 250-300 нм (рис. 3.14, кривая 1), и через 60 суток дисперсия разрушается – средний размер частиц составляет 850-1000 нм.

При увеличении исходной концентрации метилметакрилата, средний размер частиц композитной дисперсии ПММА – диоксид титана, составляет 80-90 нм (рис. 3.15, кривая 1). Но сама система обладает большей агрегативной устойчивостью. Через 14 суток средний размер частиц увеличивается всего лишь до 120-150 нм (рис 3.15, кривая 2). Более высокую стабильность таких дисперсий, вероятнее всего, можно объяснить более высокой адсорбцией эмульгатора на поверхности дисперсной фазы. В результате этого меньшее количество ПАВ подвергается гидролизу. Хотя, константа диссоциации алкилбензолсульфоновой кислоты соизмерима с константой диссоциации натриевой соли той же кислоты, величина гидрофильно-липофильного баланса для сульфонола меньше, чем для алкилбензолсульфоновой кислоты. Таким образом, вероятно, в системе присутствуют ПАВ двух типов: алкилбензолсульфоновая кислота и сульфонол (анион-активный) с разной поверхностной активностью. В данном случае количество анион-активного ПАВ больше, и стабильность дисперсий оказывается выше. Кроме того, на поверхности диоксида титана модификации рутил всегда находятся атомы алюминия. Алкилбензолсульфоновая кислота может взаимодействовать с алюминием, образуя нерастворимые соли, что может вызывать коагуляцию частиц. Т.к. в данных дисперсиях количество алкилбензолсульфоновой кислоты меньше, стабильность их оказывается выше. Одним из важных показателей полимерных материалов являются их реологические свойства. Наличие в дисперсной фазе неорганического носителя может оказывать значительное влияние на характер течения таких дисперсий. Для оценки реологических свойств синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя в сравнении с дисперсий ПММА, с помощью ротационного вискозиметра получали кривые течения данных дисперсий.