Содержание
1. Полимеризующиеся ПАВ и их применение для создания покрытий
2. Специальные поверхностно-активные вещества для экстремального снижения поверхностного натяжения
1. Полимеризующиеся ПАВ и их применение для создания покрытий
Полимеризующиеся ПАВ иногда называют «функциональными», поскольку наряду с высокой поверхностной активностью эти вещества обладают определенными специфическими свойствами. Интерес к таким ПАВ вызван следующим. Часто поверхностная активность ПАВ необходима только на определенной стадии технологического процесса, но это свойство оказывается бесполезным или даже нежелательным на последующих стадиях. Такие ситуации могут быть связаны с экологическими проблемами, например, когда ПАВ медленно подвергается биоразложению в отстойниках очистных станций. Проблема может иметь технологическое происхождение, когда присутствие поверхностно-активных агентов в конечном продукте негативно влияет на его свойства.
Производство красок — хороший пример, когда ПАВ нужны на первой стадии, но нежелательны на последующих. ПАВ используются в производстве красителей в качестве эмульгаторов для связующих веществ, как диспергаторы для пигментов и для регулирования смачивания подложки. Присутствие ПАВ в сухой пленке краски часто приводит к проблемам, поскольку ПАВ действует как введенный пластификатор, приводя к размягчению и увеличению гибкости пленки. Пластифицирующее действие можно считать преимуществом системы, если бы пластификатор был распределен равномерно по всему покрытию. Но вследствие поверхностной активности ПАВ мигрирует из объема фазы и концентрируется на поверхностях раздела фаз. Было установлено, что молекулы ПАВ преимущественно накапливаются на границе раздела пленка-воздух, где они ориентируются гидрофобными «хвостами» к воздуху. По данным рентгеноэлектронной спектроскопии сухая пленка лака, содержащая 1% поверхностно-активного вещества, обнаруживает в поверхностном слое в среднем 50%-ную концентрацию ПАВ. Объемная концентрация ПАВ по-прежнему близка к 1%, так как модифицированный поверхностный слой очень тонок по сравнению с толщиной пленки. При нанесении следующего слоя краски поверхностный слой ПАВ в пленке образует так называемый слабый граничный слой, что очень часто создает трудности при перекрашивании поверхностей.
Хорошо известно, что при высыхании эмульсионных красок ПАВ могут подвергаться фазовому разделению, в результате чего по всей покрытой поверхности образуются комки размером в десятки микрон. Исследования, выполненные с помощью атомно-силовой микроскопии, показали, что такие комки ПАВ распространяются и на некоторую глубину внутрь пленки. ПАВ можно удалить из пленки водой, но тогда на месте комков на пленке появляются углубления. Такие дефекты служат причиной плохой устойчивости многих латексных красок по отношению к воде.
Рис. 1. Миграция ПАВ внутри пленки лака приводит к обогащению поверхности поверхностно-активным веществом
Один из путей преодоления проблем, связанных с присутствием ПАВ в конечных продуктах, — использование ПАВ, химически закрепляемых на частицах латекса. Можно использовать другой путь и проводить полимеризацию ПАВ на стадиях затвердевания и сушки. При этом ПАВ может образовывать гомополимер или сополимер с каким-либо компонентом смеси. ............
