CC BY
65ИЗУЧИТЬ СВОЙСТВА ЭМУЛЬГАТОРОВ И ДИСПЕРГАТОРОВ (ПМС-К), ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ КРАСОК НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ
Сайдазимов М. С.
Ферганский политехнический институт ассистент факультета "химического технология "
Узбекистан. г Фергана
TO STUDY THE PROPERTIES OF EMULSIFIERS AND DISPERSANTS (PMS-K) USED FOR
WATER-BASED PAINTS
Saydazimov M.
Fergana Polytechnic Institute Assistant of the Faculty of Chemical Technology Uzbekistan. g Ferghana
Аннотация
В статье описан способ получения эмульгаторов и диспергаторов для увеличения дисперсности водных красителей из местных продуктов и механизм его действия, а также проведено наблюдение за состоянием красителя при использовании эмульгатора ПМС К. Цель статьи - увеличение доли местного сырья. Также были изучены свойства нового эмульгатора.
Abstract
The article describes the method of obtaining emulsifiers and dispersants to increase the dispersion of water dyes from local products and the mechanism of its action, and observed the state of the dye when using the emulsifier PMS K. The purpose of the article is to increase the share of local raw materials. The properties of the new emulsifier have also been studied.
Ключевые слова: Гидроксид натрия, добавка, эмульсия, эмульгатор, диспергатор, жирные кислоты, тристеарат глицерина, дисперсная фаза, увлажнитель, гидроксид калия, мазь, сорбитол, глицерин, давление атм, температура 100°С
Keywords: Sodium hydroxide, additive, emulsion, emulsifier, dispersant, fatty acids, glycerin tristearate, dispersed phase, moisturizer, potassium hydroxide, ointment, sorbitol, glycerin, atm pressure, temperature 100°C
Дисперсная система - это смесь как минимум двух веществ, которые не смешиваются полностью или практически друг с другом и не вступают в химическую реакцию друг с другом. Первое из веществ (дисперсная фаза) хорошо распределяется во втором (дисперсионная среда, диспергатор). Фазы могут быть физически отделены друг от друга с помощью центрифуг, сепараторов и т. Д. Устройств. Обычно дисперсные системы включают коллоидные растворы, золи, суспензии и твердую дисперсную среду, в которой находится дисперсная фаза. По кинетическим свойствам дисперсной фазы дисперсные системы можно разделить на два класса:
• Свободно-дисперсные системы, в которых дисперсная фаза подвижна;
• Системы соединения-диспергирования - это дисперсные системы, в которых дисперсионная среда является жесткой, а частицы их дисперсной фазы связаны между собой и не могут свободно перемещаться.
В свою очередь, эти системы классифицируются по уровню распространения.
Системы с частицами дисперсной фазы одинакового размера называются монодисперсными, а системы с неравными частицами - полидисперсными. Как правило, реальные системы вокруг нас -полидисперсные.
Свободно распределенные системы делятся на следующие размеры частиц.
Название Размер частиц, м
Ультрамикрогетерогенные 10-9-10-7
Микрогетерогенные 10-7-10-5
Грубодисперсные более 10-5
Ультрамикрогетерогенные системы также называют коллоидами или золями. В зависимости от природы дисперсионной среды золи делятся на твердые растворы, аэрозоли (растворы с газовой дисперсионной средой) и лиозоли (растворы с жидкой дисперсионной средой). Микрогетерогенные системы включают суспензии, эмульсии, пены и порошки. Наиболее распространенными грубыми
системами являются твердые газовые системы, такие как песок.
Эмульсия - это система, состоящая из несме-шивающейся жидкой дисперсионной среды и жидкой (иногда газообразной) дисперсной фазы. Две жидкости, образующие общую эмульсию, должны быть очень нерастворимы друг в друге. Например,
одна из эмульгирующих жидкостей может быть водой, а другая может быть другой жидкостью (например, маслом, бензолом, хлороформом и т. Д.), Которая мало или полностью нерастворима в воде. Трудно растворимую в воде жидкость принято называть «маслом» («жиром»).
Эмульгаторы - эмульгаторы, стабилизаторы эмульсий. Эмульсии включают природные и искусственные соединения (некоторые соли, основания, органические кислоты, мыла, амины и т. Д. Поверхностно-активные вещества), которые растворяются в одной из двух фаз, составляющих эмульсию. Вещество, используемое в виде эмульсии (независимо от степени ее дисперсности), должно содержать гидрофильные и гидрофобные компоненты, так как практически все эмульсии можно назвать поверхностно-активными веществами.
Диспергатор или диспергатор (также называемые пластификаторами) - используются для остановки разделения частиц при добавлении к неактивным полимерам или суспензиям, обычно коллоидам или эмульсиям, а также для предотвращения их осаждения или перехода в другое агрегатное состояние. Диспергаторы обычно состоят из одного или нескольких поверхностно-активных веществ. Но могут быть и газообразные вещества.
Диспергаторы широко используются для стабилизации всех типов промышленных и ремесленных продуктов, таких как красители, феррожидкости и сыпучие материалы, а также различных растворителей и моющих средств. пластификаторы или суперпластификаторы, используемые для улучшения характеристик паст, таких как бетон и глина, обычно являются диспергаторами. Эта концепция также очень похожа на моющее средство, используемое для добавления масляных загрязнений в водную суспензию, и эмульгатор, используемый для создания гомогенных смесей несмешива-ющихся жидкостей, таких как вода и масло. Натуральные суспензии, такие как молоко и латекс, содержат вещества, которые действуют как диспер-гаторы.
Диспергаторы и смачиватель (для увлажнения пигмента жидкой фазой или для заполнения жидкой среды пигментом), стабилизаторы (для предотвращения седиментации) являются поверхностно-активными веществами.
Диспергант - это вещество, которое добавляется в состав лакокрасочных материалов для обеспечения дислокационного разделения неподвижных твердых частиц в жидкой фазе.
Смачиватель - это средство улучшения смачивания твердой частицы жидкостью, например, снижает поверхностное натяжение при образовании суспензии пигмента, облегчает замену дисперсии твердое тело-жидкость дисперсией твердое тело-пар, снижает поверхностное натяжение жидкости. Однако это не его главная задача. Таким образом, эфир нафталинсульфоновой кислоты увлажняет поверхность многих твердых веществ, которые являются диспергатором неполярных пигментов, и в то
же время вызывает флокуляцию пигментов, несущих положительный электрический заряд (диоксид титана).
Хорошие увлажнители также являются хорошими диспергаторами, но это не общее правило. Например, если вы уроните каплю парафинового углеводорода с небольшим количеством олеиновой кислоты, добавленной на поверхность воды, углеводород немедленно рассеется. Это связано с тем, что олеиновая кислота образует молекулярный слой, в котором группы COOH растворимы в воде и углеводородных остатках в масле, что способствует гидратации углеводородов водой. Однако диспергирование внезапно прекращается, и углеводород образует каплю на поверхности воды. Это связано с диффузией олеиновой кислоты в воду, поэтому имеет только временный эффект. В этом случае олеиновая кислота является хорошим увлажняющим средством, но плохо диспергирует.
Смачивателы. смачивающие средства можно разделить на три группы: анионактивные, катионо-активные и ноионактивные вещества.
При производстве красок и лаков чаще всего используются анионные поверхностно-активные вещества, молекула которых состоит из полярных анионных групп, связанных неполярной углеводородной цепью.
Наиболее важными промышленными увлажнителями являются льняное масло, полученное окислительной полимеризацией, касторовое масло, жирные кислоты льняного масла, бензойная кислота, этиленгликоль, диэтиленгликоль, сульфатные эфиры дикарбоновых кислот, вторичные спирты.Сульфатные эфиры - кислотно-спиртовые спирты натрия. и амиды жирных кислот, гликоль-лаурат, тетраококкан, лецитин. Они также используются в производстве лакокрасочных материалов, в производстве красок на водной основе (стабилизация масляных эмульсий в воде) и в производстве масляных красок и лаков (стабилизация пигментной суспензии в органических связующих). Такие продукты состоят из группы металлических мыл: олеатов натрия и меди, линолеатов, стеаратов, пальмитатов алюминия, цинка, магния, титана, меди, цинка, нафтенатов алюминия, а также многих препаратов, содержащих их смеси. Стеараты обычно добавляют в количестве 1 -2% от веса твердых ингредиентов. Лецитины растительного происхождения, такие как соевый лецитин, добавляют в количестве 0,5-1% к масляным красителям на основе пигментов оксида железа.
Стабилизаторы. Это вещества, используемые для предотвращения осаждения пигментов в красителях. Переход в гелеобразное состояние происходит при введении реактивных пигментов, образующих небольшие количества металлических мыл, а также специальных твердых или жидких вспомогательных материалов, повышающих растворимость пигментов. Такие вещества называются разложите-лями (асбест, настойный грунт, карбонат магния) и веществами, увеличивающими дисперсию (смачивающие агенты, предотвращающие образование аг-
ломератов). Описанные диспергаторы и увлажнители также можно использовать в качестве стабилизаторов.
Смачивание поверхности пигмента или наполнителя - это процесс, необходимый для их диспергирования. Диспергирование (тонкое распределение) пигмента и порошка наполнителя в жидкой
фазе является основным процессом при производстве лакокрасочных материалов. Цель процесса диспергирования - разделить агломераты на мелкие частицы.
Процесс распространения состоит из трех этапов.
1
стадия
• смачивание поверхности пигментов
2
стадия
измельчение
агломератов
пигментов
з
стадия
стабилизация полученной дисперсной пасты
Диспергатор и эмульгатор ПМС - К
Предлагаемый диспергатор состоит из калиевых солей жирных кислот, моно- и диэфиров гли-
церина жирных кислот и глицерина, которые обладают указанными выше свойствами, полученных реакцией омыления.
Состав и сфера применения средства описаны в следующей таблице:
Називание вещество Компонент -ная доля Область применения
Стерат калий 0,7-1,2 Калиевые соли жирных кислот являются анионами действующего вещества и обладают эмульгирующими и диспергирующими свойствами. Благодаря своим свойствам он широко используется в текстильной промышленности и в гигиенических моющих средствах. Олеат калия представляет собой желтоватое полутвердое вещество, которое может считаться одним из восковых мыл из-за двойной связи C = C, содержащего калиевую соль олеиновой кислоты.Пальмитат калия - калиевая соль пальмитиновой кислоты (гексадекановая кислота), белая маслянистая масса. Стеарат калия, стеариновая кислота (октадекановая кислота), присутствует в виде белого мелкодисперсного порошка или слоистых фрагментов. Все эти вещества присутствуют в калиевом мыле, которое используется в качестве загустителя во вспомогательных текстильных веществах, компонентах мягкого мыла (пасты для рук или жидкого мыла), эмульсиях минеральных масел и смазывающих кремах, и является анионным активным ингредиентом.
Олеат калий 1,4-2
Пальмитат калий 0,64-1
Лаурат калий 4,25-5
Миристат калий 1,2-2,1
Глицерин дистеарат и глицерин моностеарат 6,45-7 Моностеарат глицерина. Моностеарат глицерина, широко известный как вМЕ, является широко используемым моноглицеридом в пищевых продуктах в качестве эмульгатора [3]. Это белый мелкодисперсный порошок без запаха, сладкий на вкус, гигроскопичное вещество. По химическому составу это сложные эфиры глицерина, полученные из стеариновой кислоты. вМ8 - пищевая добавка, используемая в качестве загустителя, эмульгатора и консерванта; Эмульгаторы масел, восков и растворителей; защитное покрытие для гигроскопичных порошков; средство упрочнения и контроля формы фармацевтических продуктов. Он также используется в косметике и средствах по уходу за волосами.
Глицерин
3,2-4,1
Глицерин - область применения глицерина разнообразна: пищевая промышленность, производство табака, электронные сигареты, медицинская промышленность, моющие и косметические средства, сельское хозяйство, текстильная, бумажная и кожевенная промышленность, промышленность пластмасс, лакокрасочная промышленность, электротехника и радиотехника. . (как ток для пайки). Глицерин содержится во многих продуктах питания, кремах и косметических средствах. В косметической промышленности глицерин используется как удерживающий, смягчающий и увлажняющий компонент. Он также может действовать как растворитель, регулятор вязкости и эмульгатор. Глицерин относится к группе стабилизаторов, которые обладают способностью сохранять и увеличивать вязкость и прочность пищи. Пищевая добавка зарегистрирована как Е422 и используется в качестве эмульгатора, с которым смешиваются различные несмешивающиеся соединения.
Рассматриваемые добавки ускоряют смачивание новообразованной поверхности, повышают ее эффективность и сокращают время диспергирования, тем самым снижая трудозатраты на производство лакокрасочных материалов. На заключительной стадии диспергирования частицы пигмента стабилизируются, что предотвращает их флокуляцию и повторную агломерацию.
По химической основе диспергенты делятся на несколько видов:
- диспергаторы на основе полиакрилатных солей,
- Диспергаторы на основе жирных кислот и спиртов;
- Диспергаторы на основе акриловых сополимеров;
- диспергаторы на основе сополимеров малеинового ангидрида;
- диспергаторы на основе этаксилатов алкилфенола.
Результаты испытаний диспергента ПМС-К.
Испытание было выполнено путем приготовления водного красителя, который был диспергатором и не содержал добавок для сравнения.
■Ь Шк
X 2
Рисунок 2. Внешний вид красителя: 1. без диспергатора, 2. с диспергатором ПМС-К.
Результат теста показал, что через 2 часа образец с добавленным диспергатором находится в стабильном состоянии из-за смачивания пигмента. В образце без диспергатора коагуляция наблюдалась через 2 часа.
Диспергант существенно влияет на характеристики разрабатываемого продукта:
- Вязкость (при механизме электростатического действия увеличение дозы добавки приводит к увеличению вязкости, в результате увеличения концентрации полимера, с стерическим или электростатическим механизмом, работает по обратному принципу. При определенных дозах наблюдается снижение вязкости).
- Интенсивность цвета (увеличение дозы увеличивает интенсивность цвета на определенный период времени, увеличение диспергентов после определенной концентрации не увеличивает интенсивность, поскольку достигается максимальная эффективная доза).
- Стабильность (определенная концентрация добавки дает более стабильный продукт, каждый разработанный продукт имеет свою дозу, в том числе при хранении - расслоения не наблюдается).
Список литературы
1. Patton, Тетр1 K., Расход краски и пигментные дисперсии, 2-е izdaniе (izd. John Wiley & Sons Inc., 1979 g.).
2. Йенс Бирк Лауридсен (1976). «Пищевые эмульгаторы: активность поверхности, съедобность, производство, состав и применение». Журнал Американского общества химиков-нефтяников. 53 (6): 400-407. DOI: 10.1007 /BF02605731. S2CID 86707965
3. Сайдазимов М. С., Хайдаров А. А., Абса-рова Д. К. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ НЕИОНОГЕННЫХ //Universum: технические науки. - 2020. - №. 12-4 (81).
4. Хошимов И. Э., Сайдазимов М. С. ПРОИЗВОДСТВО В УЗБЕКИСТАНЕ ПОВЕРХНОСТНО АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА С АМФОТЕРНЫМ СВОЙТСВОМ //The Scientific Heritage. - 2020. - №. 55-2. - С. 3-7.
5. Тожибоев, М. М., Абдуллаева, М. А., Ха-мракулова, М. Х., & Сайдазимов, М. С. (2020). Методы снижения слёживаемости аммиачной селитры. Universum: технические науки, (1 (70)).
