Розробка седиментаційно стійких водно-акрилових дисперсій діоксиду титану

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239208

Ключові слова:

водно-акрилові композиції, адсорбція, діоксид титану, поліактрілат натрію, поліефірсілоксановий сополімер

Анотація

За результатами досліджень встановлено ефект стабілізації дисперсій діоксиду титану в водно-акрилових композиціях. Доведено, що в водно-акрилових суспензіях при всіх варіаціях плівкоутворювача (від 0 до 5 г/дм3), максимум стабілізуючої активності досліджуваних ПАР досягається при СПАР=0,25 г/дм3. Мінімальна швидкість осадження дисперсій діоксиду титану при дозуванні 0,25 г/дм3 поліакрилату натрію була на рівні 0,097·10–3 г/с при будь-якому вмісті плівкоутворювача (Спл=0,5÷5 г/дм3) в суспензіях. При введенні такої ж концентрації (СПАР=0,25 г/дм3) поліефірсілоксанового сополімеру фіксували зниження швидкості седиментації до показника 0,053·10–3 г/с в суспензіях з обмеженим вмістом акрилу (С≤1 г/дм3). При підвищенні концентрації плівкоутворювача (С>1 г/дм3) в суспензіях, седиментаційна стійкість знижувалася, це доводить збільшення швидкості осадження TiO2 до 0,110·10–3 г/с при Спл=5,0 г/дм3. Встановлено, що в водно-акрилових суспензіях з вмістом плівкоутворювача від 0,5 до 1 г/дм3 мінімальний середньостатистичний діаметр склав 2,64÷3,1 мкм СПАР=0,25 г/дм3. Подальше концентрування акрилу (Спл=4÷5 г/дм3) при тому ж дозуванні поліефірсілоксанового сополімеру супроводжувалося збільшенням середньостатистичного розміру часток до 4,30÷4,61 мкм. Максимум розклинювальної активності поліакрилату натрію (СПАР=0,25 г/дм3) відповідає одному і тому ж мінімуму середньостатистичного діаметру (2–3 мкм).

Спонсор дослідження

  • This research was funded by the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan (Grant No. AP08856284).

Біографії авторів

Antonina Dyuryagina, Manash Kozybayev North Kazakhstan University

PhD, Associate Professor, Head of Department

Department of Chemistry and Chemical Technologies

Aida Lutsenko, Manash Kozybayev North Kazakhstan University

Master of Engineering

Department of Chemistry and Chemical Technologies

Посилання

  1. Kozlova, A. A., Kondrashov, E. K., Deev, I. S., Schegoleva, N. E. (2013). Issledovanie vliyaniya fraktsionnogo sostava i udel'noy poverhnosti antikorrozionnyh pigmentov na zaschitnye svoystva epoksidnyh pokrytiy. Korroziya: materialy, zaschita, 3, 42–44.
  2. Ur'ev, N. B. (2019). Dinamicheskaya agregativnaya ustoychivost' i sverhvysokaya tekuchest' vysokokontsentrirovannyh nanodispersnyh sistem. Kolloidniy zhurnal, 81 (5), 642–649. doi: https://doi.org/10.1134/s0023291219050197
  3. Uriev, N. B. (2004). Physicochemical dynamics of disperse systems. Russian Chemical Reviews, 73 (1), 37–58. doi: https://doi.org/10.1070/rc2004v073n01abeh000861
  4. Van Kao, S., Nielsen, L. E., Hill, C. T. (1975). Rheology of concentrated suspensions of spheres. I. Effect of the liquid – solid interface. Journal of Colloid and Interface Science, 53 (3), 358–366. doi: https://doi.org/10.1016/0021-9797(75)90051-x
  5. Yaminskiy, V. V., Pchelin, V. A., Amelina, E. A., Schukin, E. D. (1982). Koagulyatsionnye kontakty v dispersnyh sistemah. Moscow: Himiya, 185.
  6. Schukin, E. D., Pertsov, A. V., Amelina, E. A. (2006). Kolloidnaya himiya. Moscow: Vysshaya shkola, 444.
  7. Wu, F., Misra, M., Mohanty, A. K. (2021). Challenges and new opportunities on barrier performance of biodegradable polymers for sustainable packaging. Progress in Polymer Science, 117, 101395. doi: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2021.101395
  8. Ziman, J. M. (1979). Models of Disorder: The Theoretical Physics of Homogeneously Disordered Systems. Cambridge University Press, 540.
  9. Jullien, R., Botet, R. (1987). Aggregation and Fractal Aggregates. Singapore: World Scientific, 120.
  10. Löf, D., Hamieau, G., Zalich, M., Ducher, P., Kynde, S., Midtgaard, S. R. et. al. (2020). Dispersion state of TiO2 pigment particles studied by ultra-small-angle X-ray scattering revealing dependence on dispersant but limited change during drying of paint coating. Progress in Organic Coatings, 142, 105590. doi: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105590
  11. Tager, A. A. (2007). Fizikohimiya polimerov. Moscow: Himiya, 536.
  12. Yoshida, J., Tateyama, K., Kasahara, Y., Yuge, H. (2020). Stabilization of oxidized ruthenium complexes by adsorption on clay minerals. Applied Clay Science, 199, 105869. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2020.105869
  13. Das, S., Kashyap, N., Kalita, S., Bora, D. B., Borah, R. (2020). A brief insight into the physicochemical properties of room-temperature acidic ionic liquids and their catalytic applications in C C bond formation reactions. Advances in Physical Organic Chemistry, 1–98. doi: https://doi.org/10.1016/bs.apoc.2020.07.002
  14. Fernandez, A. M., Held, U., Willing, A., Breuer, W. H. (2005). New green surfactants for emulsion polymerization. Progress in Organic Coatings, 53 (4), 246–255. doi: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2004.12.011
  15. Fernández-Merino, M. J., Paredes, J. I., Villar-Rodil, S., Guardia, L., Solís-Fernández, P., Salinas-Torres, D. et. al. (2012). Investigating the influence of surfactants on the stabilization of aqueous reduced graphene oxide dispersions and the characteristics of their composite films. Carbon, 50 (9), 3184–3194. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2011.10.039
  16. Thompson, S. A., Williams, R. O. (2021). Specific mechanical energy – An essential parameter in the processing of amorphous solid dispersions. Advanced Drug Delivery Reviews, 173, 374–393. doi: https://doi.org/10.1016/j.addr.2021.03.006
  17. Fardi, T., Pintus, V., Kampasakali, E., Pavlidou, E., Papaspyropoulos, K. G., Schreiner, M., Kyriacou, G. (2018). A novel methodological approach for the assessment of surface cleaning of acrylic emulsion paints. Microchemical Journal, 141, 25–39. doi: https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.04.033
  18. Dyuryagina, A. N., Lugovitskaya, T. N., Ostrovnoy, K. A. (2007). Avtomatizatsiya analiza poroshkov i suspenziy na osnove komp'yuterno-opticheskih sistem. Sbornik trudov tret'ey mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Issledovanie, razrabotka i primenenie vysokih tekhnologiy v promyshlennosti». Vol. 9. Sankt-Peterburg, 47–48.
  19. Dyuryagina, A. N., Ostrovnoy, K. A. (2007). Otsenka dezagregiruyuschego effekta PAV v lakokrasochnyh kompozitsiyah putem sopryazheniya opticheskoy mikroskopii i personal'nyh EVM. Lakokrasochnye materialy i ih primenenie, 7-8, 77–80.
  20. Lunkenheimer, K., Wantke, K. D. (1978). On the applicability of the du Nouy (ring) tensiometer method for the determination of surface tensions of surfactant solutions. Journal of Colloid and Interface Science, 66 (3), 579–581. doi: https://doi.org/10.1016/0021-9797(78)90079-6
  21. De la Rosa, Á., Poveda, E., Ruiz, G., Moreno, R., Cifuentes, H., Garijo, L. (2020). Determination of the plastic viscosity of superplasticized cement pastes through capillary viscometers. Construction and Building Materials, 260, 119715. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119715
  22. Karlsson, P., Palmqvist, A. E. C., Holmberg, K. (2006). Surface modification for aluminium pigment inhibition. Advances in Colloid and Interface Science, 128-130, 121–134. doi: https://doi.org/10.1016/j.cis.2006.11.010
  23. Yang, Y.-J., Kelkar, A. V., Zhu, X., Bai, G., Ng, H. T., Corti, D. S., Franses, E. I. (2015). Effect of sodium dodecylsulfate monomers and micelles on the stability of aqueous dispersions of titanium dioxide pigment nanoparticles against agglomeration and sedimentation. Journal of Colloid and Interface Science, 450, 434–445. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2015.02.051
  24. Nsib, F., Ayed, N., Chevalier, Y. (2007). Comparative study of the dispersion of three oxide pigments with sodium polymethacrylate dispersants in alkaline medium. Progress in Organic Coatings, 60 (4), 267–280. doi: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2007.07.021

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-08-31

Як цитувати

Dyuryagina, A., & Lutsenko, A. (2021). Розробка седиментаційно стійких водно-акрилових дисперсій діоксиду титану. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(6(112), 51–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239208

Номер

Том 4 № 6(112) (2021): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Antonina Dyuryagina, Aida Lutsenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.