Сім'ячко Олена Іванівна. Товарознавча оцінка кремнійорганічних покриттів, модифікованих поліакрилатами

brief description

Сім'ячко Олена Іванівна. Товарознавча оцінка кремнійорганічних покриттів, модифікованих поліакрилатами: дисертація канд. техн. наук: 05.19.08 / Київський національний торговельно-економічний ун-т. - К., 2003

Сім’ячко О. І.Товарознавча оцінка кремнійорганічних покриттів, модифікованих поліакрилатами. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.08 товарознавство промислових товарів. Київський національний торговельно-економічний університет, Київ, 2003.
Дисертацію присвячено розв’язанню проблеми отримання кремнійорганічних покриттів холодного сушіння з поліпшеними фізико-механічними та захисними властивостями. Встановлено, що для вирішення цієї проблеми доцільно вводити до складу кремнійорганічної лакофарбової композиції як модифікатор поліакрилат.
В роботі досліджено залежність властивостей ненаповнених кремнійорганічних покриттів від вмісту поліакрилату. На підставі апроксимації та багатокритеріальної оптимізації отриманих експериментальних даних встановлено оптимальне співвідношення кремнійорганічного та акрилового плівкоутворювачів у композиції.
Розроблено рецептуру та проведено комплексну товарознавчу оцінку кремнійорганічних модифікованих покриттів, наповнених карбонатом кальцію та каоліном Просянівським. Встановлено, що розроблені покриття з вмістом акрилового модифікатора мають вищі фізико-механічні та захисні властивості порівняно з немодифікованими кремнійорганічними покриттями холодного сушіння.

1. На підставі товарознавчих досліджень теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено вирішення проблеми отримання вітчизняних лакофарбових матеріалів високої надійності та якості шляхом розробки кремнійорганічних лакофарбових матеріалів, модифікованих поліакрилатами. Введення до складу лакофарбової композиції поліакрилатів дозволяє усунути властиві кремнійорганічним покриттям технологічні та експлуатаційні недоліки і отримати покриття холодного сушіння з поліпшеними фізико-механічними та захисними властивостями.
2. З урахуванням впливу хімічного складу і будови поліорганосилоксану на властивості покриття для дослідження вибрано кремнійорганічну смолу з метильними та фенільними радикалами біля атому кремнію.
3. За допомогою ІЧ-спектроскопічних досліджень встановлено водневу взаємодію між поліметилфенілсилоксаном та поліакрилатом в модифікованих композиціях. Гідроксильні групи поліорганосилоксану повністю зв’язуються карбонільними групами поліакрилату при вмісті модифікатора більше 40-50 мас.%.
4. Введення поліакрилатів до складу ненаповнених кремнійорганічних композицій суттєво підвищує твердість, розривне навантаження та корозійну стійкість покриттів. При цьому їх гідрофобні властивості не знижуються.
5. Отримано математичні моделі, які описують залежність властивостей ненаповнених модифікованих покриттів від складу композиції, та на їх основі проведено багатокритеріальну оптимізацію. З урахуванням властивостей покриттів з розрахованим оптимальним вмістом різних поліакрилатів як плівкоутворювач для наповнених покриттів вибрано композицію зі співвідношенням поліметилфенілсилоксан поліакрилат (Viacryl VSC 5721) 60 : 40 мас.%.
6. ІЧ-спектроскопічні дослідження системи поліметилфенілсилоксан поліакрилат наповнювач засвідчили можливість взаємодії поліметилфенілсилоксану з карбонатним та силікатним наповнювачами та збільшення вмісту адсорбованих молекул води в наповнених каоліном модифікованих композиціях порівняно з кремнійорганічними немодифікованими.
7. Розроблені емалі є готовими до використання матеріалами. За температури 200С час їх висихання до ступеню 3 становить не більше 30 хвилин. Сухий залишок кремнійорганічної модифікованої композиції становить 45 50 мас.% при робочій в’язкості 18 22 с., покривність 280 г/м2, ступінь перетиру не більше 30 мкм.
8. Дослідження експлуатаційних властивостей емалевих покриттів засвідчили, що при модифікуванні кремнійорганічної композиції поліакрилатом твердість покриття зростає при наповненні карбонатом кальцію на 16%, каоліном Просянівським на 80%. При цьому наповнені каоліном модифіковані покриття мають на 18% вищу твердість порівняно з наповненими карбонатом кальцію. Міцність на удар модифікованих кремнійорганічних покриттів, наповнених каоліном, вище на 30%, у наповнених карбонатом кальцію нижче на 33% порівняно з аналогічним показником кремнійорганічного покриття. При цьому міцність на удар наповнених каоліном модифікованих покриттів на 30% вища порівняно з наповненими карбонатом кальцію. Розроблені композиції мають високі адгезійну здатність (1 бал), міцність на згин (1 мм), стійкість до статичної дії води, нижчий ступінь водопоглинання та однакову гідрофобність порівняно з кремнійорганічними немодифікованими.
9. Модифікування кремнійорганічних емалей поліакрилатами підвищує надійність покриттів, що підтверджується результатами дослідження їх стійкості до впливу 3% розчину NaCl, пилу та комплексної дії атмосферних чинників.
В результаті прискорених імітаційних досліджень атмосферостійкості встановлено, що після 12 циклів випробування (що відповідає 6 рокам експлуатації) модифіковані покриття мають вищу адгезійну здатність, міцність на удар та корозійну стійкість порівняно з кремнійорганічними немодифікованими покриттями. Після 30 циклів випробування атмосферостійкості на піщано-цементних підкладках (15 років експлуатації) модифіковані покриття мають вищу гідрофобність та адгезію порівняно з кремнійорганічними покриттями без модифікатора.
10. Соціально-економічна ефективність роботи полягає в розширенні асортименту вітчизняної лакофарбової продукції з метою більш повного задоволення потреб споживачів; підвищенні довговічності та надійності покриттів; зниженні ціни кремнійорганічної емалі за рахунок використання більш дешевих компонентів. Модифікування кремнійорганічних лакофарбових матеріалів поліакрилатами дозволяє не лише підвищити надійність покриття і таким чином збільшити його довговічність, але й знизити вартість емалі для покриття поверхні площею 1 м2на 28%.