Плотность неорганических пигментов
Неорганические и органические.
Неорганические пигменты
В лакокрасочной промышленности наиболее широкое распространение получили именно неорганические пигменты.
Роль неорганических пигментов в лакокрасочной промышленности
Неорганические пигменты вводятся в лакокрасочные материалы не только для того, чтоб придать им оптические и декоративные свойства.
При помощи пигментов можно отрегулировать важные изоляционные, деформационно-прочностные, противокоррозионные показатели и т.п.
Кроме того, можно получать специальные покрытия, т.е. с определенными свойствами, например, противообрастающие, теплостойкие, электроизолирующие, антифрикционные, светящиеся в темноте, огнеупорные и т.д.
В большей степени свойства пигментированных лакокрасочных материалов зависят от пленкообразующего вещества и самих пигментов.
А структурные особенности покрытий определяются физико-химическим взаимодействием поверхности частиц пигментов с полимерной фазой лакокрасочного материала.
Введение в лакокрасочную систему пигментов может оказывать очень сильное влияние на нее и на процесс формирования защитно-декоративного покрытия. Например, ускорять отверждение лакокрасочного материала или замедлять его. В первом и во втором случае структура трехмерной сетки полимера, которая образуется, меняется.
При введении в лакокрасочную систему пигментов меняются и все деформационно-прочностные характеристики покрытия: прочность при разрыве, модуль упругости, износостойкость и т.д. Данные показатели могут как снижаться, так и повышаться.
|
|
|
От структуры лакокрасочного материала во многом зависят и защитные свойства покрытия, следовательно, при введении пигментов они меняются. От структуры пленкообразователя возле пигментных частиц зависит водопоглощение и водопроницаемость покрытия. Если структура разрыхлена – облегчается доступ воды к поверхности окрашенного изделия, т.е. лакокрасочное покрытие обладает низкими защитными свойствами и повышенной водопроницаемостью. Если же образуются уплотненные слои пленкообразователя - покрытие будет отличаться повышенными защитными свойствами.
Интересный факт: пигментированные покрытия зачастую отличаются повышенными защитными свойствами, по сравнению с непигментированными, т.к. коррозионно-активные агенты, во время диффузии к защищаемой поверхности, проходят путь длиннее.
При введении в лакокрасочную систему пигментов немного возрастает и адгезионная прочность покрытия (из-за повышения деформационно-прочностных свойств). Также подавляются анодные процессы, протекающие на основном металле.
|
|
|
Можно сделать вывод, что свойства лакокрасочного материала и готового защитного покрытия определяются их составными частями, в частности пигментами.
Классификация неорганических пигментов
Неорганические пигменты можно классифицировать по различным показателям:
· цвету,
· назначению,
· способам производства,
· химическому составу.
Но ни одну из этих классификаций нельзя назвать оптимальной, т.к. в одну группу попадают пигменты с различными свойствами.
Чаще всего используется двойная классификация неорганических пигментов, т.е. по двум признакам: химическому составу и цвету.
Классификация неорганических пигментов по химическому составу:
- соли (комплексные соли, алюмосиликаты, карбонаты, фосфаты и т.п.);
- элементы (цинковая пыль, технический углерод, алюминиевая пудра и т.п.);
- оксиды (оксиды цинка, свинца, титана, хрома и т.п.).
По цвету неорганические пигменты подразделяются на две большие группы:
· хроматические (все цветные неорганические пигменты) и
· ахроматические (серые, белые и черные пигменты).
В свою очередь, хроматические пигменты делятся также на группы: зеленые, коричневые, синие, фиолетовые и красные, оранжевые, желтые.
|
|
|
Основные свойства неорганических пигментов
Химические свойства неорганических пигментов
Химические свойства неорганических пигментов полностью определяются их составом.
Например, карбонат свинца (или свинцовые белила) довольно легко разрушаются даже при воздействии слабой кислоты.
Диоксид титана (белый) обладает исключительной устойчивостью во многих агрессивных средах. Он только разрушается в подогретой концентрированной серной кислоте.
Оксид цинка (тоже белый пигмент) имеет амфотерные свойства.
Синий пигмент ультрамарин в своем составе содержит сульфиды натрия, поэтому в кислотах неустойчив.
Также синий пигмент железная лазурь достаточно легко разрушается при воздействии слабых щелочных растворов. В ее состав входит комплекс ферроцианида железа.
В состав большинства пигментов входит несколько элементов, т.е. они не являются химически чистыми. Исследования показывают, что почти все свойства пигментов определяются их структурными особенностями, а не химическим составом. Химический состав только определяет возможность формирования той или иной структуры.
Зачастую при производстве пигментов используются технические продукты с определенной макро- и микроструктурой, переменного состава, а не чистые химические соединения.
|
|
|
На свойства пигментов большое влияние оказывают примеси, которые зачастую специально вводятся в состав. Примеси необходимы для того, чтоб придать пигментам некоторых специфических свойств.
В качестве таких добавок могут выступать
· модификаторы поверхности пигмента или
· поверхностно-активные вещества и т.п.
В качестве модификаторов могут использоваться неорганические соединения, разные полимеры, ПАВ. Например, оксиды цинка, кальция, магния, кремния, фосфаты кремния и алюминия, гидроксид алюминия, фталат титана и т.д.
Для того, чтоб пигменты легко диспергировались в пленкообразующих веществах, а полученная дисперсия (эмаль, краска и т.п.) была стабильной, к пигментам добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ).
При синтезе пигмента могут вводиться специальные добавки, которые, например, будут обеспечивать в определенной кристаллической системе его кристаллизацию.
Кристаллическое строение неорганических пигментов
Кристалличность – это самое важное свойство пигмента, ведь каждая маленькая частичка представляет собой кристалл определенной геометрической формы. Форма и характеристики кристалла определяют свойства пигмента. Анизотропия – самый характерный признак кристаллического состояния. Это различие свойств в разных направлениях. Анизотропными являются оптические, тепловые, магнитные, электрические свойства кристалла, а также прочностные и скорость его роста.
Также важными особенностями кристаллического состояния являются изоморфизм и полиморфизм. Полиморфизм – это когда одно и то же вещество может существовать в нескольких кристаллических формах. Полиморфные модификации одного же пигмента различаются физическими свойствами (плотностью, твердостью, цветом и т.д.). Обозначаются модификации кристаллов буквами греческого алфавита (α-ZnS, β-ZnS). Пигменты чаще обозначаются исторически сложившимися названиями, например сфалерит и вюртцит.
Плотность неорганических пигментов
Как и твердость, плотность неорганических пигментов определяется их кристаллической структурой. Чем плотнее прилегают друг к другу структурные единицы кристалла пигмента, тем больше плотность. Плотность различных пигментов может сильно отличаться.
Свинцовый сурик – один из наиболее «тяжелых» неорганических пигментов. Его плотность около 8600 кг/м3.
Самым «легким» считается лазурь. Ее плотность около 1850 – 1920 кг/м3.
Узнать плотность пигмента можно при помощи двух методов: волюмометрического и пикнометрического. Суть волюмометрического метода: при введении пигмента в закрытую систему измеряют изменение объема газа (он уменьшается). А пикнометрический метод заключается в измерении объема жидкости (уайт-спирит, керосин и т.п.), которая вытесняется из системы вводимым пигментом.
Измерение плотности неорганического пигмента необходимо для того, чтоб подсчитать массу будущего лакокрасочного покрытия. А насыпную плотность определяют для того, чтоб рассчитать, сколько пигмент занимает места (необходимо для расчетов транспортировочной тары и емкостей для хранения). Насыпная плотность показывает массу единицы объема пигмента при встряхивании или свободном насыпании. Существует еще один показатель – насыпной объем. Он показывает объем единицы массы пигмента при встряхивании или свободном насыпании. Насыпной объем и насыпная плотность зависят от дисперсности частиц и их формы. Чаще всего физическая плотность пигмента, больше чем его насыпная плотность. Вот, например, насыпная плотность свинцовых кронов 700 – 1000 кг/м3, а физическая плотность – 5100 – 6100 кг/м3.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 161; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!