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! |
Мы поможем в написании ваших работ!