Квалификационная работа бакалавра по направлению



страница6/34
Дата10.09.2019
Размер0.78 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34
Эмульгирование

Эмульгирование растворов полимеров в водной среде является определяющей стадией приготовления искусственных латексов, так как на этой стадии формируется агрегативная устойчивость частиц и задается их средний размер.

Величина размера частиц эмульсии и ее полидисперсность будут зависеть от соотношения углеводородной и водной фаз, вязкости раствора

полимера (его молекулярной массы), природы и количества эмульгатора в системе, типа диспергирующего устройства и др.

Процесс эмульгирования протекает одновременно с процессом адсорбции ПАВ на границе раздела фаз, диспергирования раствора полимера в органике в водном растворе ПАВ и стабилизации капель раствора полимера.

Введение ПАВ уменьшает межфазное натяжения на границе раздела фаз, тем самым обеспечивая образование эмульсии, при этом каждая частица приобретает электрический заряд (за счет ионов молекулы ПАВ), что еще больше препятствует коалесценции капель.

Следствием уменьшения размера частиц дисперсной фазы при эмульгировании в выбранных условиях является возрастание вязкости и поверхностного натяжения эмульсии.

Заметное влияние на вязкость эмульсий и размер частиц оказывает соотношение углеводородной и водной фаз: оптимальное соотношение углеводная фаза:водная фаза в эмульсиях для большинства полимеров находится в пределах 1,8-3,0:1 (по массе).

На технологию получения и свойства водных эмульсий растворов полимеров оказывает влияние содержание в рецепте полярных веществ (их тип и количество). Полярная добавка облегчает изготовление эмульсий, снижая вязкость полимерных растворов и уменьшая межфазное поверхностное натяжение [7]. К таким веществам относятся:

- низшие алифатические спирты (метиловый, этиловый);

- низшие кетоны (ацетон);

Их присутствие приводит к резкому снижению размера капель и их полидисперсности, уменьшению вспениваемости эмульсий и, как правило, к понижению температуры отгонки растворителя.

Основным, если не единственным, компонентом водной фазы в искусственных латексах является эмульгатор. Поскольку латекс.СКИ по аналогии с натуральным предназначен, прежде всего для производства пенорезины, этот эмульгатор должен быть жирнокислого типа с катионом калия, что обеспечивает минимальную вязкость, и, соответственно, возможность получить, максимальную концентрацию латекса без потерь, текучести. В качестве аниона из канифоли, олеиновой и синтетических жирных кислот, был выбран резинат, поскольку он обеспечивал минимальное ценообразование латекса при отгонке растворителя. Для производства пенорезины более удобным, был бы латекс, стабилизованный олеатом, но стадия отгонки растворителя представлялась самой тяжелой из-за интенсивного вспенивания латекса, поэтому выбор пал на мыла абиетиновых кислот.

При изучении влияния дозировки эмульгатора, на процесс эмульгирования оказалось, что с увеличением концентрации эмульгатора в водной фазе размер образующихся капель эмульсии уменьшается. Одновременно возрастает степень адсорбционной насыщенности поверхности капель эмульгатором. Иными словами, как и следовало ожидать, более тонкое диспергирование возможно лишь в условиях более низкого межфазного натяжения. Необходимо специально оговорить, что достаточно интенсивное диспергирование обеспечивает достижение адсорбционной насыщенности 50-80%, т. е. гораздо меньшей 100%.

Так как для обеспечения необходимой концентрируемости латекс не должен терять текучести при концентрации не менее 60 %, размер частиц латекса должен быть не менее 300 нм (или капель эмульсии не менее 650 нм), количество эмульгатора в дальнейшем было принято 10% от массы полимера (1,6 % от массы водной фазы).

Соотношение фаз при эмульгировании — фактор, определяющий, с одной стороны, качество эмульгирования, а с другой, — экономичность процесса. Сдвиг соотношения в пользу углеводородной фазы выгоден, так как в последующем требуется удалять меньшее количество воды при концентрировании, однако при этом возникает опасность получения обратной либо множественной эмульсии (эмульсии типа вода-в-Масле либо эмульсии типа вода-в-масле, заключенной в капли масла прямой эмульсии масло-в-воде). Экспериментально было установлено, что 60 частей водной

фазы на 100 частей углеводородной фазы— предел, обеспечивающий перевод обратной эмульсии в прямую.






      1. Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница