CC BY
2УДК 66.022.34
Никулина М.В.
младший научный сотрудник Белгородский технологический университет им. В.Г. Шухова
(г. Белгород, Россия)
СРАВНЕНИЕ ГИДРОФОБИЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПОЛИСИЛОКСАНОВ С РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРОЙ ВОДНОГО РАСТВОРА
Аннотация: в работе изучен способ гидрофобизации поверхностей материалов при помощи водных растворов полисилоксанов. Проведено сравнение промышленно изготавливаемых составов для гидрофобизации строительных материалов. При помощи оптической спектрофотометрии оценена структура сравниваемых растворов. Показана внешний вид получаемых покрытий и их контактный угол смачивания на поверхности плотных гладких стекол.
Ключевые слова: поверхностная гидрофобизация, контактный угол, водные эмульсии, растворы полисилоксанов, структура растворов.
Одним из наиболее распространенных методов защиты строительных материалов от воздействия влаги является гидрофобизация [1]. Гидрофобизация представляет собой комплекс работ, направленных на обеспечение устойчивости строительных композитов к воздействию воды путем тщательной пропитки композита специальными водоотталкивающими составами - гидрофобизаторами
Для проведения поверхностной гидрофобизации на поверхность строительной конструкции или детали наносится разбавленный (не выше 10 % концентрации) раствор соответствующего гидрофобизатора в подходящем растворителе. Поверхностная гидрофобизация строительных материалов (кирпичи, черепица, блоки и т.п.) может производиться путем их погружения в гидрофобизирующий раствор. Последний метод является более эффективным,
однако его применение ограничивается размерами обрабатываемых изделий и большим расходом гидрофобизирующего раствора [2].
С точки зрения эффективности и ценовой политики в настоящее время получают все более широкое распространение гидрофобизирующие высококонцентрированные дисперсии полисилоксанов, позволяющие создать максимальный пролонгирующий эффект. Обладая низкими вязкостью и поверхностным натяжением, они проникают в глубь материала. В результате процессов сорбции и поверхностных химических реакций мельчайшие поры материала обволакиваются тончайшей химически фиксированной невидимой водоотталкивающей пленкой кремнийорганического полимера [3-4].
Наиболее широко представлены на рынке кремнийорганических пропиток и гидрофобизаторов на водной основе продукты следующих марок: Полипласт Барьер 203, Типром К Люкс и Neomid Н2О Stop (таблица 1)
Таблица 1. Технические характеристики промышленно изготавливаемых гидрофобизаторов по данным производителей [5-7].
Наименование Neomid Н2О Stop Типром К Люкс Полипласт Барьер 203
Рабочая концентрация 1:2 Готовый к применению 1:2
Общий расход 200-500 г/м2 150-300 мл/м2 150-400 мл/м2
Минимальная рабочая температура, °С +5 +5 +10
Время сушки до начала эксплуатации, ч 48 24 н/д
Срок годности 36 мес. 9 мес. 4 мес.
Для оценки гидрофобизирующей способности каждого из представленных растворов были проведены реологические, спектрофотометрические (рис. 1) и поверхностно-энергетические испытания (рис. 2) в их рабочей концентрации, рекомендованной производителями.
£ 2,5
о ' о
я
ь 2 о z
4 с
5 1,5
то 3
И О
(U 1
►г 1 IP
£ 0,5
300
500 700 900
Длина волны, нм
1100
Полипласт
Неомид
Типром К
Рис. 1. Результаты оптической спектрофотометрии
А б в
Рис. 2. Внешний вид и контактный угол смачивания образцов поверхности стекол, обработанных растворами: а - Neomid Н2О Stop, б - Полипласт Барьер
203, в - Типром К Люкс,
3
0
Судя по практически отсутствующему спектру поглощения у Неомид, отличается от образца Полипласта и Типрома К по структуре водного раствора и, скорее всего, является раствором полностью диссоциированных электролитов. Типром К имеет большую интенсивность поглощения света в сине-фиолетовой зоне по сравнению с красной, в отличии от практически ровного спектра у Полипласта, что может говорить об эмульсионной структуре [8-9] этих растворов и меньшем размера частиц у Типрома.
Производители заявляют [5-7], что данные гидрофобизаторы применяются для обработки бетона и других минеральных материалов. Но при этом не гарантируют работу на окрашенных и слабовпитывающих поверхностей. Однако для сравнения гидрофобизирующей способности и нивелирования фактора рельефа поверхности лучше использовать плоскую полированную поверхность стекол.
Результаты испытаний показали (рис. 2), что вне зависимости от мутности и однородности поверхности контактный угол поверхности смачивания водой обнаруживается в промежутке 126-130°. Ввиду этого можно утверждать, что каким бы ни была исходная структура раствора (истинный или дисперсия), значительного влияния на контактный угол это не оказывает.
Таким образом, изученные образцы промышленно выпускаемых составов для поверхностной гидрофобизации строительных материалов позволяют достигать высокого контактный угол смачивания (около 130°) даже на не рекомендованных поверхностях. Перспективным направлением исследований с целью улучшений качества растворов для гидрофобизации может являться поиск пути интенсификации коалесценции частиц эмульсий для таких систем как Полипласт Барьер 203, а также общей для всех составов проблемы - высокого расхода и увеличения степени разбавления исходного концентрата.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Огурцова Ю.Н., Строкова В.В., Ищенко А.В., Лабузова М.В. Оценка влияния гидрофобизирующих добавок на функциональные свойства гранулированного наноструктурирующего заполнителя // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 8. С. 47-50;
2. Кожухова М.И., Строкова В.В., Соболев К.С. Особенности гидрофобизации мелкозернистых бетонных поверхностей // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014. № 4. С. 33-35;
3. Строкова В.В. Модификация кремнийорганических эмульсий для создания гидрофобных поверхностей и снижения пылеоседания / Строкова В.В., Никулина М.В., Ишмухаметов Э.М., Есина А.Ю., Баскаков П.С., Степаненко М.А., Маркова И.Ю., Абзалилова А.В., Рыльцова И.Г. // Химия в интересах устойчивого развития. 2023. Т. 31. № 3. С. 348-354;
4. Кузьмин Е.О., Баскаков П.С., Строкова В.В. Физико-механические свойства композитов с применением полимеров // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. 2019. № 11. С. 259-262;
5. ТИПРОМ - Гидрофобизаторы, антисептики и очистители [Электронный ресурс]. URL: https://tiprom.ru/ (дата обращения: 21.12.23);
6. NEOMID- профессиональное качество в каждом продукте! [Электронный ресурс]. URL: https://neomid.ru/ (дата обращения: 21.12.23);
7. «Полипласт» — российская уникальная вертикально-интегрированная компания [Электронный ресурс]. URL: https://polyplast-un.ru (дата обращения: 21.12.23);
8. Ищенко А.В. Изучение структурной гетерогенности концентрированных эмульсий элементоорганических олигомеров / Ищенко А.В., Баскаков П.С., Губарева Е.Н., Строкова В.В., Боцман Л.Н. // Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 56. № 10. С. 161-167;
9. Ищенко А.В., Баскаков П.С., Строкова В.В., Молчанов А.О. Стабилизация и коалесценция гидрофобизирующих эмульсий на основе полисилоксановой жидкости // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2018. Т. 4 (70). № 2. С. 203-213.
Nikulina M.V.
Junior Researcher Belgorod Technological University (Belgorod, Russia)
COMPARISON OF HYDROPHOBIC ABILITY OF POLYSILOXANES WITH DIFFERENT AQUEOUS SOLUTION STRUCTURES
Abstract: the paper studies a method for hydrophobizing the surfaces of materials using aqueous solutions of polysiloxanes. A comparison of industrially manufactured formulations for the hydrophobization of building materials has been carried out. The structure of the compared solutions was estimated using optical spectrophotometry. The appearance of the coatings obtained and their contact wetting angle on the surface of dense smooth glasses are shown.
Keywords: surface hydrophobization, contact angle, aqueous emulsions, polysiloxane solutions, solution structure.
