Практическая работа № 4 Изучение закрепления краски

Цель и содержание задания: Получить общее представление о различных типах закрепления красок. Изучается закрепление краски в результате испарения растворителя, а также влияние сиккативов на процесс окислительной полимеризации.

Тема: Изучение пленкообразования при испарении растворителя

Цель и содержание работы: Получить представление о механизме пленкообразования связующих, содержащих смолу, которая растворена в летучем растворителе, позна­комиться с ассортиментом смол и растворителей.

По индивидуальным заданиям приготавливают раствор смолы в летучем растворителе и изучают кинетику испарения растворителя в процессе образования пленки на бумаге. При теоретической проработке студент должен уяснить роль летучего растворителя и хорошо представлять, в каких технологических процессах используются летучие растворители.

Методика и порядок выполнения работы:

Связующее готовят, отвешивая на технических весах смолу и растворитель, затем производят растворение смолы в данном растворителе и весовым методом на торсионных весах изучают кинетику испарения растворителя из раствора.

Поэтому данная работа выполняется в два этапа. На первом этапе приготовляется раствор смолы, т.е. модель связующего. Для приготовления модели связующего студент получает индивидуальное задание (таблица 4.1).

Таблица 4.1 Задание для приготовления модели испаряющегося

Краска (образцы)	Тип краски	Растворитель	Масса, г.
			Краска	Растворителя

На этом этапе изучается кинетика испарения растворителя из модели связующего. Предварительно закрепив коромысло торзионных весов (рисунок 4.1) поворотом рычага. 1 в левое крайнее положение, на крючок коромысла 2 подвешивают листок фильтровальной бумаги б размером 4x6 см, затем освобождают рычаг 1 и взвешивают бумагу с помощью рукоятки 3, движением которой совмещают стрелку прибора 4 с риской на шкале циферблата 5. По шкале определяют массу бумаги М_б (мг).

Рисунок 4.1 Схема торзионных весов

Свободно свисающий край листка бумаги (шириною около 1 см) отгибают под утлом 90° к поверхности листка и с помощью стеклянной палочки наносят несколько капель приготовленного связующего (приблизительно 40-50 мг) на листок бумаги (загнутый край листка препятствует стеканию связующего с бумаги) и, как можно быстрее, производят взвешивание, по окончании которого включают секундомер. Таким образом определяют в начале процесса испарения (при нулевом времени) массу фильтровальной бумаги со связующим М. Последующее взвешивание связующего и фильтровальной бумаги производят через каждые 15-30 с, фиксируя время, прошедшее с начала процесса испарения, и соответствующую массу образца М_с. Полученные результаты тут же, по ходу работы, заносят в таблице 4.2.

Таблица 4.2 Изменение массы модели связующего и концентрации в нем смолы по мере испарения растворителя

Показатели	Время испарения растворителя τ, мин.
Масса связующего с фильтровальной бумагой М, мг Масса фильтровальной бумаги Мб, мг Масса связующего Мс, мг Концентрация смолы в связующем ССМ, %	0	0,5	1	1,5	и т.д.

В случае быстро летучего растворителя наблюдения продолжают до прекращения испарения, что подтверждается достижением постоянной массы. Если же растворитель мало летучий, то работу продолжают, пока скорость испарения станет весьма малой. В обоих случаях вопрос о прекращении опыта решается с преподавателем. По окончании взвешивания закрепляют коромысло весов (правое крайнее положение закрепительного рычага) и снимают бумагу с крючка коромысла.

Приборы, инструменты, материалы

Набор испытуемых смол и растворителей, ступки с пестиками, технические весы с разновесами, пробирки, стеклянные стаканчики и палочки, фильтровальная бумага, ножницы, торзионные весы, секундомер, водяная баня.

Указания по технике безопасности

Смолу необходимо растворять осторожно, не выплескивая растворитель через край пробирки. Вблизи рабочего места не должно быть от­крытого огня.

Содержание отчета

В таблицу 4.1 вносятся данные задания: наименование смолы, растворителя и данные концентрации смолы в растворе. Результаты взвешивания записывают в таблицу 4.2, и тут же по ходу работы производят расчеты, т.е. определяют массу связующего в каждый момент времени М_с (мг) по формуле:

а концентрацию смолы в каждый момент времени (%) - по формуле:

где

- концентрация смолы в начальный момент времени (по заданию);

- масса связующего в начальный момент времени, мг;

- масса связующего в момент времени τ, мг.

По полученным данным строится график зависимости концентрации смолы от продолжительности испарения:

В случае работы с быстролетучим растворителем процесс испарения растворителя заканчивается получением постоянной и высокой концент­рации смолы (последние точки графика находятся на одной прямой). При работе с медленнолетучим: растворителем уменьшение скорости ис­парения будет характеризоваться весьма малым углом наклона графика в последние моменты измерения.

По полученным результатам рассчитывают условную скорость испарения как изменение концентрации растворителя со временем на началь­ном участке:

За начальный участок принимается отрезок времени от τ=0 до τ=0,5 м, поэтому

Для сравнительной характеристики различных растворителей результаты работы группы сводят в таблица 4.3.

Таблица 4.3 Сравнительная характеристика летучести растворителей

Растворители смол	Температура кипения	Теплота испарения	Условная скорость испарения