Электропроводность и смачивающая способность пленкообразователей
Одной из основных стадий диспергирования пигментов в связующем является смачивание, при котором происходит замена поверхности раздела пигмент - воздух поверхностью раздела пигмент - среда. Смачивание пигментов и наполнителей связующим происходит путем последовательного вытеснения одних компонентов другими, способными больше снижать свободную энергию твердой поверхности.
Способность растворов смол смачивать пигменты определяется молекулярными свойствами обеих фаз и в первую очередь соответствием функциональных групп молекул, входящих в состав пленко- образователя, активным центрам смачиваемой твердой поверхности. При несоблюдении этого условия смачивание и адсорбция будут незначительны и эффективное диспергирование становится невозможным. Оценку смачивающей способности жидкостей и исследование кинетики смачивания производят, в частности, микроманометрическим измерением количества десорбированных с поверхности пигмента газов при смачивании в приборе Варбурга.
Исследования показали наличие корреляции между электропроводностью растворов лаковых смол и их смачивающей способностью. Приведенные на рис. 9.4 изотермы электропроводности, вязкости и количества десорбированных при смачивании газов позволяют установить концентрацию пленкообраэователя, отвечающую началу образования структуры в растворе. Молекулы алкидного олигомера, обладая большим числом групп различной полярности, проявляют лучшую смачивающую способность по отношению к пигментам по сравнению с неполярным растворителем. Однако с ростом концентрации олигомера 122 в растворах усиливается межмолекулярное взаимодействие цепей, что подтверждается возрастанием вязкости. В результате образуются устойчивые ассоциаты, проявляющие себя как самостоятельные структурные единицы. Они непрочно связываются с поверхностью пигментных частиц, не смачивая ее, поскольку для образования сплошного плотно упакованного слоя молекул олигомера на твердой поверхности необходимо высвобождение отдельных молекул и изменение конформации цепей, что связано с затратой энергии на разрушение существующих в растворе структур. Поэтому с образованием ассоциа- топ в растворе количество газов, десорбированных с поверхности пигмента, уменьшается.
Увеличение температуры приводит к разрушению ассоциатов и повышению подвижности отдельных молекул олигомера, в результате чего количество десорбированного газа возрастает. Из данных рис. следует, что с ростом концентрации в растворе олигомеров различной химической природы наблюдается снмбатная зависимость между изменением электропроводности и смачивающей способности растворов.
С повышением температуры максимумы проводимости и объема десорбированных газов смещаются в область более высоких концентраций, и спад после максимума становится более пологим. Вследствие значительной подвижности отдельных молекул их ассоциирование начинается при более высоких концентрациях, а образовавшиеся ассоциаты, по-видимому, менее прочны.
Приведенные данные дают возможность заключить, что по максимуму концентрационной зависимости электропроводности можно выбрать содержание олигомера в растворе, обеспечивающее лучшее смачивание твердой поверхности, в частности пигментов и наполнителей.