CC BY
37
УДК 66.022.389
Е. М. Готлиб, Д. Ф. Садыкова, Р. В. Кожевников, Е. С. Ямалеева
ВЛИЯНИЕ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛЛАСТОНИТА ЧЕТВЕРТИЧНЫМИ АММОНИЙНЫМИ СОЛЯМИ НА СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ИМ ПВХ-КОМПОЗИЦИЙ
Ключевые слова: волластонит, ПВХ-линолеум, поверхностно-активное вещество.
Показана эффективность активации поверхности волластонита, наполнителя для ПВХ-линолеума, поверхностно-активными веществами, а именно четвертичными аммонийными солями, на свойства модифицированных им ПВХ композиций. Представлены результаты измерений и испытаний полученных материалов, а так же анализ результатов. Выявлено, что обработка поверхности волластонита приводит к улучшению основных эксплуатационных характеристик линолеума.
Keywords: wollastonite, PVC linoleum, surfactant.
The effectiveness of activation of the surface of wollastonite, the filler for PVC-linoleum, by surfactants, namely quaternary ammonium salts, on the properties of modified PVC compositions is shown. The results of measurements and testing of materials, analysis of results are presented. It was found that the treatment of the surface of wollastonite leads to an improvement in the basic performance characteristics of linoleum.
Введение
Покрытия из ПВХ - это самые широко используемые виды напольных материалов в учреждениях различных сфер, в том числе и медицины [1]. Популярность ПВХ-линолеума для поликлиник и больниц обусловлена его экономичностью, практичностью и долговечностью [2], а антибактериальные свойства такого покрытия обеспечивают высокие санитарно-гигиенические показатели, что особенно важно в местах с высокой проходимостью и не только.
Антибактериальные свойства ПВХ-линолеума достигаются за счет обработки наполнителя (волластонита) поверхностно-активными веществами (ПАВ) [3].
Волластонит уникален среди промышленных минералов, благодаря сочетанию игольчатой формы кристаллов, щелочного рН и белого цвета. Он является эффективной модифицирующей добавкой для целого ряда полярных полимеров [4, 5, 6].
В данной статье будут рассмотрены результаты использования четвертичных аммонийных солей (ЧАС) в качестве ПАВ для ПВХ-композиций.
Экспериментальная часть
В работе применялся волластонит марки Миволл 10-97-метасиликат кальция (CaSiO3) (ТУ 577-00640705684-2003) отечественного производства ЗАО «Геоком» с характеристическим отношением длины к диаметру зерен 15:1. Средний диаметр частиц эквивалентной сферы этой марки волластонита составляет 2-20 мкм.
Для активации поверхности волластонита использовались поверхностно-активные вещества производства ООО Научно-производственное объединение «НИИПАВ» г. Волгодонск:
- АЛКАПАВ 1214С.50. Алкилтриметиламоний хлорид 50% изопропанол, (алкил 12-14);
- ТАБАХ Триалкилбензиламоний хлорид (ПБР).
- КАТАПАВ 1618С.50 Алкил (16-18) бензилди-метиламмоний хлорид, 50%, изопропанол.
Для определения свойств ПВХ-материала, обработанного ЧАС, были проведены следующие измерения и испытания (табл.1).
Таблица 1
Примечание: все рецептуры содержат 5 масс.ч. обработанного волластонита.
Рецептуры по номерам:
1-5 масс.ч. Волластонит + АЛКАПАВ 1214С.50 (алкилтриметиламмоний хлорид 50% изопропанол, (алкил 12-14)).
2 - 5 масс.ч. Волластонит + ТАБАХ (триал-килбензиламмоний хлорид 45% (ПБР)).
3-5 масс.ч. Волластонит + КАТАПАВ 1618С.50 (алкил( 16-18)бензилдиметиламмоний хлорид 50%, изопропанол от 15.10.2016).
4 - стандартная рецептура.
Полученные результаты (табл. 1) свидетельствуют о том, что обработка поверхности волла-стонита ЧАС приводит к улучшению основных
№ Миграция Про Изме- Де- Вяз- При
чно нение фоР кость ме-
сть линеи ма- пас- ча-
свя- ней- ция, ты, ние
зи , ных мм Па*с
Кл- разме
м ме- ров, мм
паста ли-но- леу м
1 1,333 0,45 1,4 0,017 0,6 17 Па-
2 1,413 0,67 1,3 0,019 0,5 12,8 ста
3 1,424 0,68 1,3 0,021 0,6 11,7 тем нее стан дарт ной
4 1,476 0,86 1,2 0,022 0,6 15,9
эксплуатационных характеристик модифицированного им ПВХ-линолеума, по сравнению с базовой рецептурой. Так, независимо от состава применяемых ПАВ имеет место рост прочности связи между слоями линолеума и уменьшение его усадки (снижение величины изменения линейных размеров). Одновременно, закономерно уменьшается миграция пластификатора ЭДОС как из ПВХ-пасты, так и линолеума на ее основе.
При этом наилучший результат дает использование алкилтриметиламмоний хлорида с содержанием 12-14 алкильных звеньев. Увеличение длины алкиль-ной цепи с 12-14 до 16-18 звеньев при переходе от АЛКАПАВ 1214С.50 к КАТАПАВ 1618С.50 несколько уменьшает эффективность модифицирующего действия активированного ЧАС волластонита. Промежуточный по величине эффект улучшения свойств ПВХ-материалов (между вышеописанными ЧАС) обеспечивает триалкилбензиламмоний хлорид.
Интересно отметить, что наблюдается четкая зависимость между антимиграционным эффектом активированного волластонита и величиной роста прочности связи между слоями линолеума и уменьшением его усадки.
Следует обратить внимание, что вязкость пасты при применении АЛКАПАВ 1214С.50 несколько растет, по сравнению с базовой рецептурой, а при модификации волластонитом, обработанным ТАБАХ и КАТАПАВ, напротив падает. Возможно, это связано в первом описанном случае с более высоким уровнем взаимодействия полимерная матрица - волластонит на межфазной границе.
Выводы
Таким образом, активация поверхности волла-стонита ЧАС является перспективным способом улучшения эксплуатационных показателей модифицированных ПВХ напольных материалов. При этом более эффективно использовать ПАВ с оптимальной длиной алкильного радикала.
Литература
1. ПВХ-линолеум: классификация, способы производства, анализ рынка, рецептуры, свойства : монография / Е. М. Готлиб, Р. В. Кожевников, Д. Ф. Садыкова; -Казань : Изд-во Каз.нац. иссл. технол. ун-та, 2015. -135 с.
2. ПВХ-линолеум для медицинских учреждений / Е. М. Готлиб [и др.] // Вестник технол. ун-та. - 2016. - Т.19. - №23. - С. 35-37.
3. ПВХ медицинского назначения : уч. пособие / Е. М. Готлиб, Р. В. Кожевников, Д. Ф. Садыкова; - Казань : Изд-во Каз.нац. иссл. технол. ун-та, 2016. - 90 с.
4. Модифицирующие добавки для ПВХ-линолеума / Е. М. Готлиб [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. -2016. - Т.19. - №6. - С. 64-66.
5. Е.А. Быков, Т.Е. Самсонова, Использование современных материалов ЗАО «Геоком» для производства керамических изделий, Стеклокерамика, №9, 36-39 (2006).
6. Е.М. Готлиб, Е.С. Ильичева, А.Г. Соколова, Волла-стонит как эффективный наполнитель композиционных материалов. КНИТУ, Казань, 2013. 87 с.
© Е. М. Готлиб - д.т.н., профессор, каф. технология синтетического каучука КНИТУ, [email protected]; Д. Ф. Садыкова -студ. каф. инноватика в химической технологии КНИТУ, [email protected]; Р. В. Кожевников - ; канд. хим. наук, зам. директора по новым технологиям ООО «Комитекс Лин», [email protected]; Е. С. Ямалеева - доц. каф. технологического оборудования медицинской и легкой промышленности КНИТУ, [email protected].
© E. M. Gotlib , doctor of technical Sciences, prof. of department of technology of synthetic rubber KNRTU, [email protected] D.F. Sadykova, student of the Department of Innovation in Chemical Technology, KNRTU R. V. Kozhevnikov, Deputy Director for New Technologies, Ltd «Komitexlin», [email protected] E. S. Yamaleeva, Candidate of Technical Sciences, assistant professor of department of medical technological equipment and light industry, KNRTU, [email protected].
