Исследование свойств водных дисперсий гидроксилсодержащих акрилатов и полиизоцианатов и покрытий на их основе
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
вавшегося покрытия
Твердость сформировавшегося покрытия определялась согласно ГОСТ 5233-89, через сутки, двое, трое и десять.
Ж) Определение массовой доли изоцианатных групп
Берут навеску m = 1,00000,0002 г, помещают в колбу с притертой пробиркой и растворяют ее в 20 см3 циклогексанона. В колбу добавляют 5 см3 2 моль/дм3 раствора диэтиламина, через 5 минут добавляют из бюретки 30 см3 0,5 моль/дм3 раствора соляной кислоты и 25 см3 изопропилового спирта. Избыток соляной кислоты оттитровывают 0,5 моль/дм3 спиртовым раствором калия гидроокиси (индикатор бромфеноловый синий) до появления устойчивого голубого окрашенного раствора. Ставят параллельно контрольный опыт.
Формула для расчета массовой доли изоцианатных групп:
где a, b - объем спиртового раствора 0,5 моль/дм3 КОН пошедший на титрование, анализируемой и контрольной пробы;
К - поправочный коэффициент для спиртового раствора КОН;
,021 - масса изоцианатных групп соответствующая точно 1 см3 раствора с 0,5 моль/дм3 КОН;
g - масса навески, г
Данный метод был использован нами для определения жизнеспособности композиций.
З) влияние времени выдержки композиции водоразбавляемых акриловых полимеров с содержанием гидроксильных групп и полиизоцианатных отвердителей на антикоррозионные свойства покрытий методом импеданс спектроскопий
Метод электрохимической импеданс спектроскопий(ЭИС) на сегодняшний день очень хорошо известен в области антикоррозионной защиты; в этой области его чаще всего применяют для оценки разрушения покрытий.
Для улучшения стойкости покрытий к различным факторам вместо гидрофильного могут использоваться полностью или частично гидрофобные полиизоцианаты.
Комбинируя гидрофобные и гидрофильные полиизоцианаты можно добиться оптимального компромисса между способностью отвердителя к эмульгированию и качеством получаемого покрытия. Для того, чтобы скомпенсировать побочную реакцию полиизоцианата с водой обычно берут избыток полиизоцианата сшивающего агента, соответствующего молярному соотношению NCO/OH до 1,5:1.
Время жизни водных двухкомпонентных полиуретановых покрытий ограничено. В зависимости от природы полимера она колеблется между трюмя и пятью часами. Время жизни оказывает влияние содержание функциональных групп и рН готового к применению продукта.
Нами проводилась работа по снятию ИК-спектров смесевых композиций с использованием инфракрасного Фурье-спектрофотометра марки Nicolet 380 с помощью приставки НПВО.
Полоса поглощения при волновом числе в 1731 см-1 отвечает валентным колебаниям С=О сложноэфирной группы и может быть использован для качественного определения акрилатных соединений. Присутствие сложноэфирной группы определяют по появлению полосы поглощение связи С-О при 1166 см-1 и 1239 см-1;гидроксильной группы при 3200-3400 см-1; изоцианатной при 2260 см-1.
3. Результаты исследований и их обсуждения
.1 Исследование влияния состава исходных водных полимерных композиций на однородность покрытий на их основе
Как было сказано в литературном обзоре кроме желаемой реакции сшивания за счет взаимодействия изоцианатных и гидроксильных групп с образованием уретановых групп, идет побочная реакция изоцианатных группы с водой с образованием мочевины и диоксида углерода. Это естественно влияет на однородность пленки вследствие образования точечных дефектов за счет выделения углекислого газа.
Для исследования интенсивности протекания побочной реакции нами были сделаны снимки отвержденных покрытий на основе композиций, содержащих различномодифицированные полиизоцианаты.
Рисунок 2 - Покрытие на основе полиизоцианата, модифицированного 3 - (циклогексамино) пропан - 1 - сульфоновой кислотой (ультрамикроскопический снимок, цена деления окулярной сетки 30 мкм)
Рисунок 3 - Покрытие на основе полиизоцианата, модифицированного полиоксиэтиленом (ультрамикроскопический снимок, цена деления окулярной сетки 30 мкм)
Из полученных снимков видно, что в покрытии на основе полиизоцианата, модифицированного 3-(циклогексамино)пропан-1-сульфоновой кислотой, есть точечные дефекты, появляющиеся из-за выделения углекислого газа, что свидетельствует о интенсивном протекании побочной реакции полиизоцианата с водой. Содержание углекислого газа в пленке ведет к понижению ее защитных свойств и тем самым ограничивает применение лакокрасочных материалов на его основе.
На рисунке 4 приведена серия микрофотографий, полученных в процессе отверждения композиции на основе полиизоцианата, модифицированного 3-(циклогексамино)пропан-1-сульфоновой кислотой.
АБ
ВГ
Рисунок 4 - Композиция на основе полиизоцианата модифицированного
-(циклогексамино)пропан-1-сульфоновой кислотой:
а - сразу после нанесения; б - через 15 минут;
в - через 30 минут; г - через 45 минут
Как видно из рисунка 4, уже в самой композиции на основе полиизоцианата, модифицированного 3-(циклогексамино)пропан-1-сульфоновой кислотой, присутствуют пузырьки углекислого газа.
Что же касается пленки на основе полиизоцианата, модифицированного полиоксиэтиленом (см. рисунок 3), мы видим совершенно чистую пленку без вкраплений углекислого газа, что свидетельствует о более медленном протекании побочной реакции полиизоцианата с водой.
3.2Изучение устойчивости дисперсий к гетерокоагуляции в период выдержки
Нарушение агрегативной устойчивости диспер?/p>