Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИИ ВОДНЫХ СРЕД В ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Павлов И.А.

Для окраски машин широкое распространение получила эмаль АС-182 на основе раствора сополимера алкидной смолы ГФ-091 с бутил- и метилметакрилатом [1].

Перемещение частиц при диффузии веществ в полимерах связывают с наличием в них свободного объема [2], при этом размеры частиц играют существенную роль, поэтому важным является рассмотрение теории Дебая-Хюккеля [3], в соответствии с которой ионная атмосфера в растворах электролитов имеет конечные размеры. Однако четкой зависимости проницаемости полимеров от размеров диффундирующих частиц не получено.

Учитывая сложность системы "полимер- среда" исследования проводить с помощью имитационной модели и установить степень влияния размера ионной атмосферы (радиуса Дебая) на количество сорбируемой воды в покрытии, нанесенном на стальную подложку.

Образцы - стальные (Ст.3) пластины (размеры 50х50х2 мм) с нанесенной пленкой  эмали АС-182 толщиной а мкм. Продолжительность опытов - 480 ч, первые замеры - по истечении 48 ч. Использована модель имитационного типа в виде полинома первой степени [4].

Имитация воздействия иона NHа проведена бесконечно разбавленным водным раствором NH4 OH (концентрация 0,05 г/л); влияние ионов COf , SOf  и Cl-  имитировано водными растворами солей Na2 CO3  (8 г/л), Na2 SO4 (3,5 г/л) и Na Cl (1,75 г/л). В результате реализации полного факторного эксперимента получено следующее уравнение регрессии:

Y = 5,11Х9 + 0,83Х1 - 1,05Х2 - 1,06Х3 + 0,54Х4 - 1,28Х1 Х2 - 0,86Х1 Х3 - 0,93Х2 Х3 +0,35Х1 Х4 + 0,60Х2 Х4 + 0,31Х3 Х4 + 0,51Х1 Х2 Х4 + 0,60Х1 Х3 Х4 - 0,42Х2 Х3 Х4 - 0,62Х1 Х2 Х3 Х4 .       

Из уравнения следует, что коэффициенты при Х1  и Х4 положительны, т.е. линейное воздействие ионов NHf  и Cl- способствует увеличению количества сорбированной жидкости, по истечении 48 ч оно превышает 15%; а коэффициенты при Х2 и Х3  - отрицательны, что свидетельствует о торможении анионами СОf  и SOf  процесса диффузии жидкости в покрытие.

Влияние катиона NHf  легко подавляется при участии анионов СОf  и SOf , которые сохраняют свою блокирующую способность (коэффициенты при Х1 Х2 , Х1 Х3 , Х2 Х3  отрицательны). Активность ионов Cl-  (здесь активность трактуется как  сравнение, а не как термодинамический параметр раствора, введенный Льюисом [3]) сохраняется и в присутствии ионов NHf , СОf , SO f (коэффициенты при Х1 Х4 , Х2 Х4 , Х3 Х4  имеют положительные значения).

Коэффициент при Х1 Х2 Х3  отсутствует, как статистически незначимый. Проникающую способность ионы Cl-  сохраняют и в случае воздействия с ионами NHf  и СОf , а также с ионами NHf  и SOf , о чем свидетельствуют положительные значения коэффициентов при Х1 Х2 Х 4 и Х1 Х3 Х4 . Активность иона Cl-  ослаблена при наличии анионов СОf , SOf , а также ионов NHf , СОf , SOf  ( коэффициенты при Х2 Х3 Х4  и Х1 Х2 Х3 Х4  отрицательны), пленка эмали проявляет гидрофобные свойства: процент поглощенной воды при этом ниже по сравнению с контрольным опытом и равен 3,2 и 2,4.

Зависимость массы сорбируемой жидкости в покрытии от размера (rD ) ионной атмосферы имеет тенденцию роста: если при rD = 5,7 f водопоглощение (С) составляет 3,4%, то при дебаевском радиусе, равном 6,5f ,  величина С = 4,8%. Однако при увеличении rD  до 9,9 f отмечается некоторое снижение массы диффундирующей жидкости (С = 3,9%), при дальнейшем увеличении r  наблюдаются следующие значения количества переносимой в покрытие жидкости: при rD  = 11,7f   С=4,7% и rD = 18,4 f С=5,6%.

Прослеживается положительная связь между радиусом r  и количеством диффундирующей жидкости С (коэффициент корреляции rD = 0,78).

Литература

  1. Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И., Жигалова К.А. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. - М.: Химия, 1987. - 224 с.
  2. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. - М.: Химия, 1974. - 272 с.
  3. Измайлов Н.А. Электрохимия растворов. Изд. 3-е, испр. - М.: Химия, 1976. - 488 с.
  4. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. - М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

Библиографическая ссылка

Павлов И.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИИ ВОДНЫХ СРЕД В ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 4. – С. 56-57;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=12488 (дата обращения: 19.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074