33. Қатты беттің жалпы қасиеттері,беттің макро- және микрорельефі мен беттің гидрофильділігі және гидрофобтылығының шарты.

ҚАТТЫ БЕТТІҢ ЖАЛПЫ ҚАСИЕТТЕРІ

Кез келген қатты дененің беті оның кристалды немесе аморфты болатынына тәуелсіз, өзінің ішкі құрылымының спецификасын көрсетеді.

Беттің тазалығы. Барлық қатты дененің бетінде сорбциялық қабілетіне қарай әр түрлі кірленулері және қоспалары болады. (ауадан адсорбцияласқан газдар және ылғалдылар және т.б.). Металдардың типті кірленуі оксидтер болып келеді. Оксидті үлдірлер кәдімгі жағдайда барлық металдарда болады, алтын, платина және күмістен басқа. Темірде 1,5—15 нм, алюминийде 5— 20 нм қалыңдықты оксидті үлдірлер түзеді. Өңдеу және металды сақтау шарттарына тәуелді оксидтердің қалыңдығы және химиялық құрамы әр түрлі болады. Мысалы, темірге үш қабатты оксидті үлдір тән: FеО/Fе₃O₄/Fе₂O₃, мысқа — екі қабатты С₂О/СuО тән.

Оксидті қабаттары бар барлық металдардың серігі — физио- және хемосорбцияланған су. Металдың адсорбциялық белсенділігіне және ауаның ылғалдылығына тәуелді су мөлшері бірнеше ондаған моноқабатты бола алады. Адсорбцияланған су молекуласының байланыс энергиясы подложка бетінен қашықтаған сайын төмендейді; ең берік байланысқаны бірінші моноқабат. Көптеген металдардың физиосорбцияланған су десорбциясының температуралық аумағы 50—230°С, хемосорбцияланған 250—430°С құрайды. Сонымен, металл пластинкаға сыр бояу материалын жаққанда металмен емес, оның бетіндегі оттегімен және адсорбцияласқан сумен әрекеттеседі.

Осындай қасиетті шынылар да көрсетеді. Шыны беті әдетте кремнеземмен байытылған, онда силанол топтары болады —Si—ОН, олар сутегі донорлары болып келеді, яғни беткі қабатқа металдардыкі сияқты су хемосорбцияласады. Адсорбцияласқан су қабаттары ондаған нанометрге жетеді және су вакуумда 400-500°С қыздырғанда қиындықпен жойылады.

Беттің макро- және микрорельефтері. Микрорельеф, немесе атомды-молекулярлы кедір бұдырлығы, беттің кристалды және заттың құрылымымен негізделеді.

Беттің рельефі көбінесе сыр бояу материалының шығынын анықтайды. Мысалы ағаш бұйымдарына бояудың шығын коэффициенті металға қарағанда 2—3 есе жоғары болады. Беттің гидрофильділігі және гидрофобтылығы — қатты денелердің суға ынықтығын сипаттайтын қасиет.

Ребиндердің ойынша металлдар өздерінің молекулалық құрылымына байланысты гидрофобты. Бірақ оксидтердің және сорбцияласқан газдардың болуы ол беттердің гидрофильділігін көрсетеді.

Ағаш полярлы сұйықтықтарға ынтықты және суда ісінеді. Тері гидрофильді, бірақ майлы кірленулер оған гидрофобты қасиет береді.

Қолданылатын сыр бояу материалына тәуелді қажетті бет таңдау керек: сулы бояуларға— гидрофильді, гидрофобты үлдіртүзгіш негізінділерге — гидрофобты. Бетті гидрофильдеу мұқият майсыздандырудан, тотықтырудан (пластмасс болса), конверсиялық жабындылар жағудан (металл жағдайында) кейін жетуге болады; бетті гидрофобтау БАЗ, аппреттермен, полярсыз сұйықтықтар қатысында бетті тегістеумен (шлифтеу, металдар үшін) жетуге болады.

34. Сыр бояу материалдарын зерттеу әдістеріне түсінік беріп, оларды құрыңыз.

Сыр бояу матриалдары мен жабындылырын және оларды алуға қолданылатын шикізат пен жартылай өнімдерді зерттеудің көптеген әдістері бар. Олардың негізгілеріне келесілер жатады:

1. Физика – химиялық (түсі, жылтырлық дәрежесі, мөлдірлігі, тығыздығы, май сиымдылығы, ұшқыштығы, сыну көрсеткіші, жарыққа тұрақтылығы т.б)

2. Физика–механикалық (үлдірдің қаттылығы, майысуға беріктілігі, соққығы төзімділігі, адгезиялануы, үлдірдің эластикалылығы т.б)

3. Химиялық (қышқыл және йод саны, сабындану саны, рН, күлділігі) құрамы (бастапқы зат мөлшері, ұшқыш және ұшқыш емес заттар мөлшері, суда еритін тұздар мөлшері, ароматты заттар т.б) химиялық тұрақтылығы т.б)

4. Электрлік (үлдірдің электрлік тұрақтылығы, меншікті көлемді электрлік қарсыласуы, диэлектрлік шығынның тангенс бұрышы)

5. Атмосфераға тұрақтылығы (әр түрлі климаттық аймақтағы жабындының қызмет ету мерзімі, суыққа, желге, шытынауға тұрақтылығы)

6. Малярлы техникалық (үйкелу дәрежесі, жағылуы, жабындының шлифовка немесе полировкаға қаблеттілігі)

7. Жылдамдатылған климаттық сынақтар (резерометрлерде, гидростаттарда т.б)

Жылдамдатылған климаттық сынақтардан басқа, сыр бояу материалдары мен жабындыларын зерттеудің барлық әдістерінде стандарттар бар.

Сондай зерттеулердің ішінде газ сұйық хромотография әдісі кең қолданыс тапты. Бұл әдіс арқылы дайын өнім мен шикізатқа сандық және сапалық анализ жүргізіледі. Мысалы: майлармен еріткіштердің құрамын анықтау, әр түрлі мономерлер мен шайырлардың құрамындағы негізгі зат пен қоспалардың мөлшерін анықтауда кең қолданыс тапты. Әсіресе бұл әдіс қоспаларды бөлу үшін қолданылады.

Электрохимиялық зерттеу әдістерінің ішінен мономер, шайыр, пигмент және ағынды сулардың құрамын сандық және сапалық зерттеу үшін полярография әдісі қолданылады. Бұл әдістің артықшылықтарына бір үлгіде, оларды бөлусіз бірнеше заттарды анықтай алу мүмкіншілігі, анықтау тездігі мен анықтаудың нақталығы жатады. Электрохимиялық зерттеудің тағы да басқа әдістері қолданылады: кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрия, жоғары жиілікті титрлеу т.б.

Одан басқа сыр бояу материалдары мен жабындыларын зерттеу үшін оптикалық әдістер де қолданылады, полярометрия, рефрактометрия, колориметрия, нефелометрия және электронды микроскопия әдістері, рентгенді спектроскопия әдісі, масс-спектометрия, электронды магнитті резонанс, ядерлі магнитті резонанс әдістері де қолданылады.

Сыр бояу материалдарының қасиеттерін қарастырған кезде олардың токсинділігі мен өрт қауіптілігі жайында да айтқан жөн. Сыр бояу материалдарының токсинділігі олардың құрамындағы органикалық еріткіштерге (ацетон, метилэтилкетонциклогексанон, ксилол, толуол, этилацетат, бутилацетат т.б) байланысты болып келеді. Одан басқа сыр бояу материалдарының құрамында басқа да токсинді комплекстр болады – қалайы мен хром қосылыстары, формальдегид, фталь ангедриді, фенол, стирол, гексаметилендиамин т.б. Сыр бояу материалдарының өрт қауіптілігі тұтану температурасымен, от алу мен өздігінен от алу температураларымен сипатталады.