Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Аналитический обзор 10
1.1 Общая характеристика полимерных композитов, содержащих наноразмерные наполнители 10
1.2 Химический состав и структура частиц слоистых силикатов 14
1.3 Структура полимерных композитов, наполненных частицами слоистых силикатов 19
1.4 Водно-дисперсионные ПНКМ, содержащие частицы слоистых силикатов
1.4.1 Влияние наночастиц слоистых силикатов на реологию водно-дисперсионных полимерных систем 28
1.4.2 Влияние наночастиц слоистых силикатов на механические свойства пленок на основе водно-дисперсионных полимерных систем 30
1.4.3 Влияние наночастиц слоистых силикатов на проницаемость покрытий на основе водно-дисперсионных полимерных систем 33
1.5 Выводы из литературного обзора и постановка задач исследования 37
ГЛАВА 2 Экспериментальная часть 39
2.1 Объекты исследования 39
2.2 Методы исследования свойств
2.2.1 Методика определения вязкости 45
2.2.2 Методы получения лакокрасочных покрытий для испытаний 46
2.2.3 Определение толщины лакокрасочных покрытий 47
2.2.4 Методика получения свободных пленок
2.2.5 Методики оценки деформационно-прочностных свойств пленок... 47
2.2.6 Определение твердости покрытий 48
2.2.7 Определение прочности покрытий при ударе 49
2.2.8 Определение прочности при изгибе 49
2.2.9 Потенциостатический метод оценки защитных свойств покрытий настали 2.2.10 Определение прочности покрытий к истиранию 52
2.2.11 Метод сканирующей электронной микроскопии 52
2.2.12 Методика измерения водопоглощения 52
2.2.13 Определение адгезии покрытий 53
ГЛАВА 3 Результаты и их обсуждение 54
3.1.1 Изучение реологии латексных систем, содержащих слоистые силикаты 54
3.1.2 Изучение влияния поверхностно-активных и диспергирующих добавок на реологическое поведение латексов, наполненных слоистыми силикатами 58
3.1.3 Изучение влияния коалесцирующих, загущающих добавок и регуляторов рН на реологические характеристики латексных систем в присутствии Laponite SL 25
3.2 Изучение физико-механических свойств и структуры пленок на основе акрилатных латексов, наполненных слоистыми силикатами 70
3.3 Разработка рекомендаций по технологии получения грунтовки противокоррозионного назначения 85
Заключение 92
Список литературы
- Влияние наночастиц слоистых силикатов на реологию водно-дисперсионных полимерных систем
- Влияние наночастиц слоистых силикатов на проницаемость покрытий на основе водно-дисперсионных полимерных систем
- Методы получения лакокрасочных покрытий для испытаний
- Изучение влияния коалесцирующих, загущающих добавок и регуляторов рН на реологические характеристики латексных систем в присутствии Laponite SL 25
Влияние наночастиц слоистых силикатов на реологию водно-дисперсионных полимерных систем
В последнее десятилетие очень активно развивается прикладное направление технологии получения полимерных материалов, наполненных наноразмерными минеральными наполнителями [3].
Полимерные нанокомпозиционные материалы (ПНКМ) - класс многофункциональных гетерофазных материалов (наноматериалов), разработанный с использованием достижений нанотехнологии - области знаний о процессах и явлениях, протекающих в системах, включающих элементы (нанофазы), измеряемые нанометрами. Материалы, включающие структурные элементы с нанометрическими характеристическими размерами, имеют свойства, обусловленные проявлением наномасштабных факторов.
Технология получения ПНКМ зависит от типа наночастиц, которые вводят в полимер. При этом специфические свойства наночастиц создают определенные сложности для совмещения их с полимерами. Так, высокая поверхностная энергия наночастиц приводит к их агрегированию, слипанию, а из-за химической активности они при взаимодействии с другими веществами могут утрачивать свои уникальные свойства.
ПНКМ получают различными технологическими способами путем совмещения нанодисперсных наполнителей различной химической природы (углеродных, керамических, металлических) с термопластичными или термореактивными связующими, выполняющими роль матриц в ПНКМ. В настоящее время разработаны ПНКМ на основе полипропилена, алифатических и ароматических полиамидов, полиэфиримидов, полиимидов, полисульфонов, полистирола, поликарбоната, полиметилметакрилата, полиакрилонитрила, полиэтиленгликоля, полиуретанов, поливинилденфторида, полибутадиена, жидкокристаллических термотропныхполиэфиров, эпоксидных связующих.
В традиционных ПКМ фаза наполнителя имеет микронные размеры (например, диаметр минеральных и углеродных волокнистых филаментов - 7 -15 мкм), в ПНКМ размеры нанофаз составляют менее 100 нм. К объектам с наноразмерами обычно относят коллоидные частицы (3-100 нм), наночастицы (1-100 нм), кластеры (1нм), молекулы (0,5 нм). Свойства наночастиц и наноструктур определяются не законами классической ньютоновской физики, а квантово-механическими статистическими законами наномира. В зависимости от размеров элементов, образующих наноструктуры различного химического состава и квантового характера наносостояния, рассматривают три типа наноструктур (с использованием терминов квантовой механики): квантовые ямы - структуры, состоящие из элементов с размерами в одном измерении, лежащими в нанометровом диапазоне, а в двух других - имеющих большие размеры; квантовые нити, проволоки - структуры с размерами в двух измерениях, лежащими в нанометровом диапазоне, а в третьем измерении - имеющие большие размеры; квантовые точки - структуры с размерами в трех измерениях, лежащими в нанометровом диапазоне.
Термин "квантовый" используют для того, чтобы подчеркнуть, что в области нанометровых масштабов имеет место изменение прежде всего электронных свойств квантово-механической природы. Квантовые эффекты, изменяющие свойства гетерофазных материалов с наноразмерными компонентами, проявляются в композициях с компонентами различной химической природы - углеродными, неорганическими (металлическими, керамическими), органическими.
Наночастицы демонстрируют разнообразные структурные образования: нульмерные (квантовые точки размером до 5 нм), одномерные (квантовые нити, нанотрубки, нановолокна, "усы", линейные полимеры), двухмерные (квантовые ямы, графен, пленки Ленгмюра-Блоджетта толщиной в один или несколько атомов, адсорбированных на поверхности, сверхрешетки, нанопористые пленки, биомембраны), трехмерные (0-D-, 1-D-, 2-D- и З-Б-структуры, фуллерены, фуллероиды, астралены, пластины наноглины, дендромеры, ЗО-фотонные кристаллы, мицеллы, биоорганические полимеры, композиционные наноматериалы), фрактальные ("снежинки") и всевозможные их комбинации.
Наночастицы представляют собой образования (кластеры) из связанных атомов или молекул с размерами менее 100 нм. Индивидуальные наночастицы обычно состоят не более чем из 106 атомов, свойства которых отличаются от таких же атомов, образующих макрообъемные вещества. Свойства наночастиц определяются свойствами атомов и молекул на их поверхности, высоким отношением площади поверхности частицы к ее объему. При размерах наноструктурных единиц меньше длин волн видимого света некоторые материалы становятся прозрачными, диэлектрики проводниками, резко повышаются химическая активность, упругопрочностные и сорбционные свойства. Одним из критериев, отличающим наночастицы, является отношение количества атомов, находящихся на их поверхности, к общему количеству атомов в наночастице. Например, в углеродной наночастице диаметром 1,5 нм, содержащей около десяти атомов, все они находятся на поверхности. При этом величина удельной поверхности может превышать 600 м2/ г, а нескомпенсированность валентных возможностей атомов, находящихся на поверхности, приводит к высоким значениям поверхностной энергии.
Нанотехнологии базируются на том, что частицы размером менее 100 нм придают сделанным из них материалам новые свойства и поведение, а нанообъекты демонстрируют новое физическое и химическое поведение, зависящее от размера частиц (размерные эффекты). 100-нанометровая граница раздела между микро- и наносистемами достаточно условна, являясь характеристическим размером, отмечающим начало проявления свойств, не присущих системам с микро- и макроразмерами. Скачкообразное изменение свойств материалов с нанофазами размером 0,2-300 нм (особенно при размерах нанофазы менее 10 нм) определяется высоким отношением величины поверхности нанофазы к ее объему. Наноструктурированные материалы имеют по сравнению с микроструктурированными новые свойства и необычные характеристики, так как с каждым свойством вещества связана так называемая характеристическая (или критическая) длина. Основные физические и химические свойства меняются, когда размеры твердых тел становятся сравнимыми с характеристическими длинами, большинство из которых лежит в нанометровом диапазоне. Это проявляется в изменении механических, сегнетоэлектрических, ферромагнитных и других свойств. Электросопротивление вещества возникает в результате рассеяния электронов проводимости на колеблющихся атомах или примесях. Оно характеризуется длиной свободного пробега (средним расстоянием, пролетаемым электроном между двумя отклонениями от прямолинейной траектории). Зависимость электронных свойств от размера приводит к существенным изменениям колебательных характеристик, определяющих оптические свойства.
Влияние наночастиц слоистых силикатов на проницаемость покрытий на основе водно-дисперсионных полимерных систем
Вязкость определяли с помощью ротационного вискозиметра погружного типа «Полимер "РПЭ-1М"». Испытания проводили на паре цилиндров Т1-В1, при температуре 20С, поддерживаемой термостатом.
26 граммов испытуемого ЛКМ наливали в неподвижный полый цилиндр. Подвижный цилиндр находится внутри подвижного, ЛКМ находится между цилиндрами, на уровне подвижного цилиндра. При включении прибора подвижный цилиндр начинает вращаться, после его полного оборота индикатор прибора показывает значение вязкости (мПа с). Скорость сдвига устанавливали с помощью ручки на левом боку прибора. Истинное значение фиксировали после трех оборотов цилиндра или через 30 секунд, при больших скоростях сдвига. На основании полученных данных строили реологические кривые.
Лакокрасочный материал наносили на различные субстраты (стекло, металл) в соответствии с ГОСТ 8832-76.
Металлические пластины размером 50 100 1,5 мм промывали водой с моющим средством, высушивали, подвергали абразивной обработке на механических щетках и обезжиривали ацетоном.
Стеклянные пластинки тщательно промывали в теплой мыльной воде, а затем в чистой воде, после чего протирали мягкой ветошью или высушивали. Сухие пластинки протирали спиртом и сушат.
Покрытие для испытания получают нанесением слоя лакокрасочного материала на подготовленную окрашиваемую поверхность и последующей сушкой этого слоя. Покрытие формируется по режиму сушки, определенному для каждого образца.
Лакокрасочный материал наносят аппликатором или кистью. При нанесении лакокрасочного материала аппликатором стеклянную пластинку помещают на горизонтальную поверхность так, чтобы она не двигалась. Аппликатор помещают на край пластинки; высота щели при этом должна обеспечивать необходимую толщину слоя лакокрасочного материала. Перед щелью наливают 2-5 мл испытуемого материала на стекло и перемещают аппликатор по пластинке с равномерной скоростью 5-10м/с, распределяя испытуемый материал непрерывным слоем на пластинке. Избыточное количество материала сливают с пластинки на бумагу, которую затем убирают. При использовании кисти лакокрасочный материал наносят тонким равномерным слоем без пропусков и подтеков вдоль и поперек окрашиваемой пластинки. При этом кисть предварительно смачивают в испытуемом материале и слегка отжимают.
Измерение толщины пленок и покрытий на металлических субстратах проводилось с помощью электромагнитного толщиномера ROBITON фирмы MEGA-CHECK FN и прибора измерения геометрических параметров многофункционального «Константа К5» производства ЗАО «Константа».
Свободные пленки получали по ГОСТ 14243-78. Для получения свободных пленок используют полиэтилентерефталатную пленку. На полиэтилентерефталатную пленку, закрепленную на горизонтальной поверхности и обезжиренную ацетоном, наносят лакокрасочный материал наливом. После высыхания с края пленки при помощи лезвия бритвы или скальпеля отслаивают подложку от покрытия и отделяют всю пленку.
Испытания проводили на разрывной машине РМИ-5 по ГОСТ 29309-92. Получали свободную пленку, разрезали ее скальпелем на полоски прямоугольной формы 10 100 мм.
Для определения деформационно-прочностных свойств образец свободной пленки помещали в зажимы разрывной машины таким образом, чтобы расстояние между зажимами составляло 4,5 см. После включения прибора следили за тем, на какое расстояние опустится нижний зажим при растяжении пленки. Относительное удлинение рассчитывали по формуле: A,-A) где Sp - относительное удлинение образца при разрыве, %; р - длина образца при разрыве, м; 0 - начальная длина образца, м.
Одновременно следили за показаниями прибора по нагрузке. Предел прочности при растяжении р (МПа) рассчитывали по формуле:
Прочность пленки при ударе определяли в соответствии с ГОСТ 4765-73 на приборе «У-1». Сущность метода заключается в определении высоты, с которой свободно падает на окрашенную металлическую пластину груз в 1 кг, не вызывая при этом механического разрушения лакокрасочного покрытия [96].
Испытания проводили в соответствии с ГОСТ 6806-83 на приборе ШГ-2. Метод заключается в накладывании испытываемой жестяной пластины с покрытием на стержень и плавном изгибе в течение 1 - 2 с на 180 вокруг стержня при плотном к нему прижатии. Пределом прочности при изгибе считается минимальное значение радиуса кривизны поверхности, при котором покрытие, нанесенное на сгибаемую вокруг этой поверхности пластину, не трескается на ней.
Для проведения работы использовали потенциостат П-5848 и специально сконструированную ячейку, которая представляла собой специальную трубку с шлифованным фланцем, приклеенную к металлической пластине с покрытием или без него (рисунок 9). Для закрепления стеклянной трубки к металлической пластине использовали пластилин, наносимый на шлифованную поверхность фланца трубки. Рисунок 9 - Схема электрохимической ячейки
Для оценки электро-химических параметров коррозионного процесса на потенциостате измеряли ряд характеристических величин и графических зависимостей, которые получали при поляризации стального рабочего электрода в 3% растворе NaCl.
Определение стационарного потенциала -фст проводили путём подключения ячеек к измерителю потенциала на блоке БВВ-1.
Для снятия анодной поляризационной кривой устанавливали перо самописца на средней линии диаграммной бумаги, для чего использовалась рукоятка «смещение записи» на блоке БУ.
Устанавливали на источнике начального напряжения значение фст +40 мВ, с которого проводили поляризацию рабочего электрода. Далее устанавливали скорость развёртки потециала - 0,4 мВ/с и подавали напряжение на ячейку. При этом стрелка потенциометра смещалась в катодную область и через некоторое время значение тока стабилизировалось. После стабилизации тока (в пределах 10-15 мВ) начинали анодную поляризацию рабочего электрода с помощью автоматической развёртки потенциала до значения фст-40 мВ.
Обработку поляризационной кривой, изображённой на рисунке 8 проводили при следующих положениях регуляторов и масштабирующих переключателей прибора: выход на регистратор - 0,25, диапазон тока - 0,05, БЗН: множитель скорости - 1,0, амплитуда - 1,0, потенциометр мм/час. 10 -1800.
Методы получения лакокрасочных покрытий для испытаний
В предшествующем разделе работы путем изучения реологических свойств латексных систем, наполненных слоистыми силикатами, было установлено, что при определенных условиях использование выпускной формы водной суспензии слоистого силиката, содержащей эксфолиированные частицы слоистого силиката, суспензии слоистого силиката, полученного путем диспергирования в диссольвере в присутствии поверхностно-активных и диспергирующих добавок имеет место значительное возрастание вязкости систем при небольшой дозировке наполнителей. Это свидетельствует о высокой дисперсности частиц наполнителя, обусловленной их эксфолиацией в латексных системах.
Путем оценки структуры пленок с помощью растровой электронной микроскопии (рисунок 23) установлено, что высокая дисперсность частиц наполнителя сохраняется и в высушенной пленке. Как видно, размер частиц и агрегатов частиц колеблется в интервале 20-300нм.
Были изучены физико-механические свойства пленок, сформированных из латексов А7ФР и М75КФ, наполненных эксфолиированными слоистыми силикатами и обычным силикатным наполнителем - бентонитом. Количество наполнителей варьировалось в интервале 0-15 мае. % к массе сухого полимера.
Технология получения композиций включала приготовление 20%-ой суспензии с последующей обработкой в диссольвере в течение 20 минут, постепенное введение полученной суспензии в латексную систему при перемешивании. Деформационно-прочностные свойства пленок толщиной около 200 мкм, высушенных на воздухе, оценивали путем снятия деформационных кривых и последующего расчета модуля упругости (Е), предела прочности при растяжении (ор) и относительного удлинения при разрыве (єр). Для сравнения оценивали также деформационно-прочностные свойства пленок, наполненных немодифицированным бентонитом [104].
В качестве примера на рисунке 24 приведены деформационные кривые пленок на основе латексов А7ФР и М75КФ, наполненных различными слоистыми силикатами. Кривые были получены путем усреднения пяти экспериментальных кривых.
Деформационные кривые пленок, сформированных из композиций на основе латекса А7ФР, содержащих различное количество наполнителей (а) и деформационные кривые пленок, сформированных из композиций на основе латекса М75КФ, содержащих различное количество Laponite (б) Как видно на рис. 24а, деформационная прочность пленок, содержащих слоистые силикаты, намного превышает прочность латексных пленок и пленок, наполненных обычным наполнителем.
С использованием деформационных кривых были рассчитаны деформационно-прочностные показатели (модуль упругости, прочность при разрыве, относительное удлинение при разрыве) для пленок, сформированных из различных латексов, а также построены зависимости этих показателей от объемного содержания слоистых силикатов, которые приведены на рисунках 25-27. го
Как видно, наиболее значительное возрастание деформационно-прочностных показателей (особенно модуля упругости) происходит при ф 0,05. Вероятно, такое неравномерное изменение показателя при увеличении степени наполнения обусловлено особенностями формирования структуры пленок из латексного пленкообразователя, находящегося в высокоэластическом состоянии. Упорядоченность и плотность структуры в этом случае определяется действием двух факторов: ориентирующим и усиливающим действием поверхности дисперсных частиц и повышением микродефектности полимерной матрицы вследствие затрудненного и неполного смачивания поверхности частиц наполнителя относительно малоподвижными молекулами пленкообразователя.
Вероятно, при небольшой дозировке преобладает действие второго фактора, а при ф 0,05 решающую роль играет ориентирующее и усиливающее действие наноразмерного наполнителя. Оценивали также твердость покрытий, сформированных из композиций на основе латекса А7ФР, содержащего различное количество Laponite SL 25, на маятниковом приборе ТМЛ 2121.
Результаты оценки твердости показали, что при увеличении содержания слоистого силиката в покрытии показатель твердости пропорционально повышается. Это является следствием образования цепочечных структур пластинками слоистых силикатов, принимающих на себя деформацию сжатия, которую испытывает полимерный композит при определении твердости.
Проводили оценку водопоглощения пленок, полученных из композиций на основе латексов А7ФР и М75КФ с различным содержанием трех типов модификаторов, результаты которой приведены на рисунках 29 а, б. a)
Водопоглощение пленок, сформированных из композиций на основе латекса А7ФР с различным объемным содержанием трех типов наполнителей, (а) и пленок, сформированных из композиций на основе латекса М75КФ с различным объемным содержанием Laponite SL 25, при выдержке в воде (б). На основе полученных данных были построены зависимости водопоглощения через 3 суток выдержки в воде от объемного содержания наполнителей (рисунок 30):
Как видно, пленки, наполненные наноразмерными частицами слоистых силикатов, имеют значительно меньшее водопоглощение по сравнению с пленками, содержащими обычный силикатный наполнитель. При этом минимальное значение водопоглощения соответствует наибольшему возрастанию деформационно-прочностных характеристик.
Наличие максимума на кривых обусловлено преобладающим влиянием разрыхления структуры при небольших дозировках наполнителей и уплотняющего влияния нанодисперсных частиц, приводящее к уменьшению водопоглощения при дозировках наполнения более 0,02 об. ч. Полученные экспериментальные данные, в частности, зависимость модуля упругости от степени наполнения были проанализированы с применением известных аналитических зависимостей. При этом наиболее удовлетворительно совпадают экспериментальные и расчетные значения при использовании уравнения Халпина-Цайя [65]: в котором модуль упругости композита (Е) определяется объемной степенью наполнения (ф), модулем упругости полимерной матрицы (Е0), фактором формы а и модулем упругости наполнителя (Ен), который, в отличие от прочих уравнений, присутствует здесь в качестве регулирующей величины. В частности, с использованием этого уравнения было рассчитано значение модуля упругости Е пленок при следующих значениях величин: Е0 = 0,2 МПа, Ен = 50000МПа [105], ф=0,05, a=2/3(l/d)=133 при 1 = 200 нм и d = 1нм (средний размер частиц эксфолиированного монтмориллонита). Полученное расчетное значение модуля Ерасч=1,6 МПа достаточно хорошо совпадает с экспериментальным значением Еэксп=2 МПа [106].
Таким образом, можно заключить, что значительное возрастание деформационно-прочностных показателей латексных пленок, снижение водопоглощения при относительно небольшом содержании слоистых силикатов связано с сильным энергетическим воздействием твердой поверхности частиц наполнителя, обусловленным их наноразмерностью, на прилежащие слои полимера. Считается, что первичные пластинки слоистых силикатов представляют собой один из типов наноструктур, состоящих из элементов с размерами в одном измерении, лежащими в нанометровом диапазоне (в данном случае, толщина), а в двух других - имеющих большие размеры. Такие частицы обладают высоким отношением величины поверхности нанофазы к ее объему, что приводит к повышенным значениям поверхностной энергии, а также к изменению основных физических и
Изучение влияния коалесцирующих, загущающих добавок и регуляторов рН на реологические характеристики латексных систем в присутствии Laponite SL 25
В результате экспериментов в разделе 3.2 было установлено, что присутствие 0,05-0,1 об. ч. слоистых силикатов в латексах акрилатных сополимеров марок А7ФР и М75КФ приводит к значительному возрастанию плотности структуры, повышению деформационно-прочностных и изолирующих свойств покрытий. Используемые при этом латексы имеют МТП в пределах 15-18 С, что давало возможность получать относительно бездефектные пленки и покрытия при комнатной температуре без применения коалесцентов. Это обеспечило более высокий уровень «чистоты» экспериментов (воспроизведения и достоверности), так как из практики известно, что остаточные коалесценты значительно влияют на свойства латексных пленок и покрытий, что приводит к искажению результатов и, соответственно, снижению достоверности выводов работы.
В данном разделе работы ставилась задача разработки рекомендаций практического использования результатов работы с ориентацией на разработку рецептур лакокрасочных материалов с использованием латексов акрилатных сополимеров, предназначенных для этой цели. С этой целью была проведена оценка влияния присутствия слоистых алюмосиликатов на деформационно-прочностные свойства и водопоглощение пленок на основе ряда различных промышленных латексов, используемых в рецептурах ВД ЛКМ преимущественно противокоррозионного назначения. В этом случае оценивали свойства покрытий, полученных из композиций, содержащих коалесцирующие системы.
Наполненные составы готовили путем введения в латекс при непрерывном помешивании рекомендуемый(ые) коалесцент(ы), а через сутки вводили смесь 25%-ой суспензии Laponite SL 25 и дистиллированной воды при соотношении 1:1. Содержание слоистого силиката во всех случаях составляло 0,05 об. ч.
Деформационно-прочностные показатели и водопоглощение (W) пленок, полученных из композиций на основе различных латексов, наполненных Laponite SL 25 представлены в таблице 15.
Как видно из таблицы присутствие 0,05 об. ч. Laponite SL 25 в пленках на основе латексов Alberdingk АС 2403 VP, Maincoat 1100, Revacryl 5467 во всех случаях приводит к значительному снижению водопоглощения, повышению модуля упругости и разрывного усилия при естественном уменьшении относительного удлинения при разрыве, что подтверждает ранее сделанное заключение о значительной оптимизации свойств пленок, наполненных наноразмерными частицами слоистых силикатов.
С учетом полученных данных, одним из направлений технического использования обнаруженных эффектов является введение слоистых силикатов в водно-дисперсионные составы противокоррозионного назначения.
Слоистый силикат вводили в рецептуры противокоррозионных грунтовок, заимствованные из технического описания фирм, поставляющих латексы на российский рынок. Основными рецептурно-технологическими изменениями были: замена части обычного наполнителя, микроталька, на слоистый силикат; обработка суспензии слоистого силиката в диссольвере при последовательном введении аминоспирта, поверхностно-активных и диспергирующих добавок в пигментную пасту; исключение загустителя из рецептуры грунтовки, т. к. наноразмерный слоистый силикат выполняет функцию загустителя.
Латекс Orgal К 6459 Е 43,8 Защитно-изолирующие свойства покрытий оценивали потенциодинамическим методом, путем снятия поляризационных кривых зависимости тока от приложенного напряжения, изменяющегося по заданной программе в электрохимической ячейке, одним из электродов, которой была стальная пластинка окрашенная испытуемым материалом, а также путем визуальной оценки площади покрытия (толщина 20-3Омкм), пораженной коррозионными изменениями (сыпь, пузыри, точки и пятна коррозии) через сутки выдержки в воде и 3%-ом растворе NaCl (SK, % от всей поверхности образца).
На рисунке 33 приведены потенцио динамические кривые при поляризации электродов в различные промежутки времени от начала экспозиции покрытия в 3%-ом растворе NaCl.
Зависимость тока от приложенного к ячейке потенциала при его развертке в автоматическом режиме для покрытий, содержащих Cloisite Na+ кривые (6-10) и его не содержащих (кривые 1-5) через 1 ч. (кривые 1,6), 2ч (кривые 2,7), 4ч. (кривые 3,8), 5,5ч (кривые 4,9), 18ч. (кривые 5,10) выдержки в 3%-ом растворе NaCl Как видно, в случае покрытий, содержащих слоистый силикат характерно наличие интервала изменения AU, при котором значение тока не изменяется, (кривые 6-10) причем, это сохраняется в относительно длительном временном интервале, что свидетельствует о высокой изолирующей способности покрытия. В случае пленок, не содержащих слоистый силикат, изменение потенциала сразу приводит к изменению тока (кривые 1-5).
Высокое защитное действие покрытий, содержащих слоистый силикат, подтверждается данными визуального наблюдения внешнего вида покрытий толщиной 50-70мкм, сформированных из различных композиций, через 5 суток выдержки в 3%-ом растворе NaCl (рисунке 34).
Оценивали также адгезионную прочность, износостойкость и водостойкость покрытий, сформированных из данных композиции по сравнению с покрытиями, не содержащими слоистый силикат (таблица 17).
Разработаны рекомендации по технологии получения грунтовки противокоррозионного назначения на основе латекса акрилатных сополимеров, включающие обработку водной суспензии слоистого силиката в диссольвере при последовательном введении аминоспирта, поверхностно-активных и диспергирующих добавок, введение ее в состав композиций, исключение из рецептуры грунтовки загустителей. Проведены сравнительные испытания покрытий на основе разработанной грунтовки, показавшие их преимущества по сравнению с серийными материалами аналогичного назначения.
