Полимеры как стабилизаторы битумных эмульсий



В главе 2.2 были рассмотрены принципы модификации водной фазы и отмечено, что при одновременной модификации дисперси­онной среды и дисперсной фазы битумных эмульсий были получе­ны превосходные результаты по улучшению практически всех эксплуатационных характеристик как самих эмульсий, так и ос­татка их распада. Кроме того, модификация "парными" полимера­ми, при которой достигается синергетический эффект, позволяет получать очень устойчивые битумные эмульсии, которые без за­метного ухудшения основных свойств можно хранить до 1 года и Гюлее. Это связано с явлением стерической стабилизации, которое подробно рассмотрено в [39]. В этой работе изложены основы для решения задачи регулирования устойчивости коллоидных диспер­сий, дается анализ стабилизации различных дисперсных систем полимерами. Ниже рассматривается механизм стабилизации кол­лоидных систем присоединенными макромолекулами.

Стабилизация коллоидных частиц полимерами объясняется одновременным действием электростатического и полимерного вкладов. Неионные макромолекулы типа полиоксиэтилена могут обеспечит стабильность только благодаря своей полимерной при­роде. Чтобы различать защиту с помощью неионных полимеров от а» щиты в более широком плане, Геллер и Пью предложили термин "стерическая стабилизация" [40], который по сути обозначает про­цесс адсорбции (или в более широком смысле - взаимодействия на Поверхности частиц дисперсной фазы) стабилизирующих макро­молекул полимеров.

Эмпирически установлено, что лучшими стерическими стаби­лизаторами являются амфипатические блок- или привитые сопо­лимеры, один из компонентов которых должен представлять собой гомополимер, нерастворимый в дисперсионной среде, в то время как другой фрагмент должен быть в ней растворим. Наилучшие стерические стабилизаторы имеют дифильный характер молекул и различают их по схеме ГЛБ'", которая предназначена для оценки относительной растворимости полимеров в водной и неводной дис­персионной среде. Полимер, нерастворимый в дисперсионной среде, будет присоединяться к коллоидной частице по механизму физической адсорбции (так называемый якорный фрагмент) и служить для присоединения растворимого фрагмента блоксополимера к поверхности частицы. Роль растворимого фрагмента макромолекулы заключается в стабилизации частицы. Для обеспечения стабильности требуется, чтобы между стабилизирующими фрагмен­тами существовало взаимное отталкивание. При сближении на. стабилизирующие фрагменты начинают действовать напряжения' сжатия и поэтому такие фрагменты стремятся выйти из области напряженного состояния. Этого можно достичь либо путем десорб­ции макромолекулы с поверхности элемента дисперсной фазы, ли­бо благодаря боковому перемещению по поверхности частицы от зоны напряжения. Так как при хорошей связи якорных фрагментов с поверхностью первая возможность отпадает, то для предотв­ращения бокового перемещения необходимо, чтобы поверхность частицы была полностью покрыта. Это означает, что боковому перемещению стабилизирующего фрагмента будут препятствовать его фрагменты соседи и приближающаяся частица будет отталкиваться. Рис. 16 иллюстрирует механизм стерической стабилизации с помощью дифильного сополимера"".

 

 

Рисунок 2. Сферическая стабилизация коллоидной частицы.

 

Подобный этому механизм, очевидно, имеет место и при совместной модификации фаз битумной эмульсии. Главное отличие состоит в том, что при рассмотренной выше сферической стабилизации якорный фрагмент, нерастворимый в дисперсионной среде, и растворимый в среде стабилизирующий фрагмент являются двумя мастями одной дифильной макромолекулы. При совместной моди­фикации эмульсий нерастворимый в среде полимер является мо­дификатором битума, а растворимый модифицирует воду. Следует отметить, что главной целью совместной модификации является собственно не сама стабилизация битумных эмульсий (при использовании правильно подобранного эмульгатора получаются доста­точно устойчивые во времени эмульсии), а улучшение характери­стик эмульсий применительно к процессам их использования, в частности, некоторое повышение вязкости системы для поверхно­стной обработки, а также повышения адгезии пленки вяжущего при разрушении эмульсии на поверхности. Это, в конечном счете, влечет за собой повышение качества конструктивных слоев до­рожной одежды, изготовленных с использованием подобных эмульсий, а также заметное увеличение их срока службы.

 


Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 670; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!