Вопросы для подготовки к экзамену ЛКМ
.pdf
oПротивокоррозионные покрытия: защита приборов, металлоконструкций.
Формы выпуска:
oЛаки (растворители: смеси сложных эфиров и ароматических углеводородов).
oВоднодисперсионные системы и органодисперсии (НАД).
oПорошковые краски для толстослойных покрытий.
Типы материалов:
oТермопластичные (полиакрилаты) и термореактивные (сшитые сополимеры).
35. Термопластичные и термореактивные полиакрилаты
Термопластичные |
термореактивные |
||
|
Состав: |
|
Особенности: |
o |
Гомополимеры и сополимеры акриловых |
o |
Содержат функциональные группы (акриламид, |
|
мономеров (напр., полиметилметакрилат, |
|
метакриловая кислота, оксиэтилметакрилат), |
|
полибутилметакрилат). |
|
обеспечивающие отверждение при 120–170°C. |
o |
Модификаторы: меламиноформальдегидные |
|
Типы: |
|
олигомеры. |
o |
Метилольные производные: сополимеры |
o |
Пластификаторы: сложные эфиры фталевой, |
|
акриламида с акрилатами, обработанные |
|
адипиновой кислот, трифенилфосфат. |
|
формальдегидом. |
Примеры сополимеров:
oБМК-5: метилметакрилат, этилакрилат, 2- этилгексилакрилат + 5% метакриловой
|
кислоты. |
o |
Карбоксилсодержащие: сополимеры с малеиновым |
|
|
МА-50: метакрилат и винилхлорид (50:50). |
|||
o |
|
ангидридом, стиролом ( этилакрилат + стирол + |
||
|
Свойства: |
|
||
|
малеиновый ангидрид). |
|||
|
Регулируемая гибкость/жесткость цепи (в |
|
||
o |
|
Свойства: |
||
|
зависимости от мономеров). |
|||
|
o |
Образование пространственных сеток при нагреве |
||
|
Хорошая адгезия к цветным металлам |
|||
o |
|
(взаимодействие карбоксильных групп → |
||
|
(алюминий, магний). |
|
||
|
|
ангидриды). |
||
|
Получение: лаковая или эмульсионная |
|
||
o |
Высокая химическая и механическая стойкость. |
|||
|
полимеризация. |
|||
|
|
Применение: |
||
|
Применение: |
|||
o |
Автомобильные эмали (холодная сушка или |
|||
|
Противокоррозионные покрытия для авиа- |
|||
o |
|
термоотверждение). |
||
|
и автомобилестроения. |
|
||
|
o |
Покрытия для приборов, устойчивые к агрессивным |
||
|
Воднодисперсионные краски для |
|||
o |
|
средам. |
||
|
внутренних работ. |
|
||
|
|
|
Полиакрилонитрил:
o Растворимость: только в апротонных растворителях (диметилформамид).
oСополимеры с бутадиеном: эластомеры для резиновой промышленности, модификаторы ПВХ.
o Покрытия: свето-, термо- и химстойкие аэро- и органодисперсионные краски.
36. Поливинилацетат и сополимеры винилацетата: получение, свойства и применение
поли получение вини лаце тат
свойства
+
Высокая адгезия, блеск, долговечность. Стойкость к моющим средствам.
-
Гидрофильность → впитывает влагу.
Выпотевание пластификаторов (дибутилфталат, трикрезилфосфат) → хрупкость.
применение
Стандартный ПВА:
Воднодисперсионные краски для внутренних работ (окраска бетона, кирпича, дерева).
Сополимеры (с дибутилмалеинатом, этиленом, 2-этилгексилакрилатом):
Эластичность без пластификаторов.
Водо-, щелоче- и УФ-стойкость → фасадные краски для наружных работ.
1.Сополимер винилхлорида с винилацетатом превосходит по пластичности поливинилхлорид и по теплостойкости поливинилацетат и обычно содержит 5— 15% (в отдельных случаях до 40%) винилацетата.
Сополимеризацию винилхлорида с винилацетатом проводят в растворе, эмульсионным или суспензионным способом.
2.Сополимер винилхлорида с винилацетатом, содержащий 85—87% винилхлорида, более термопластичен, чем раздельно поливинилхлорид и поливинилацетат. В отличие от поливинилацетата он негорюч, обладает большими эластичностью, прочностью, влагостойкостью, имеет хорошие диэлектрические свойства.
3.Сополимеры винилхлорида с винилацетатом обладают достаточной химической стойкостью и легко перерабатываются в изделия при 140—160 °С. Они применяются для производства различных лаков, грампластинок, плиток для полов, покрытий по бумаге, картону и тканям, для изоляции проводов. Дисперсии сополимера широко используются для получения паст, которые имеют разнообразное применение. Высокомолекулярные сополимеры применяются для получения синтетического волокна.
37. Пленкообразующие вещества на основе полиамидов
Получение: |
|
1. Если |
1. Поликонденсация – сырье: диамины и дикарбоновые кислоты/ |
|
использовать |
аминокислоты |
|
алифатические |
|
|
соединения |
|
|
(соединения, не |
|
|
содержащие в |
|
|
своей структуре |
|
|
ароматических |
|
|
фрагментов) |
|
|
происходит |
|
|
увеличение |
2. Полимеризации – сырье: лактамы |
|
длины |
|
алкильного |
|
|
|
|
|
|
радикала (х, у), |
|
|
снижается |
|
|
температура |
|
|
плавления, |
|
|
повышается |
|
|
эластичность, |
|
морозостойкость |
|
|
и водостойкость. |
|
|
2. |
Ароматические |
|
|
соединения |
|
|
обеспечивают |
|
|
высокую |
|
|
термостойкость |
|
|
полимеров |
Высокомолекулярные полиамиды в ЛКМ
Плохая растворимость, кристалличность ухудшает пленкообразующие свойства = используют ограниченно
Немодифицированные полиамиды = пленкообразователи порошковых красок; покрытия
формируются при 170–200°C с закалкой в воде (предотвращает крупнокристаллическую текстуру).
Используются для износостойких покрытий из-за невысокой водостойкости
Высокомолекулярные полиамиды в модифицированном виде используются как пленкообразователи лаковых систем
Модификация: полиамид+формальдегид=метилолполиамид → аморфный, растворим в водно-спиртовых смесях.
Самоотверждаются при 150°C (или ниже с кислотами).
Применяются для временных покрытий (декалькомания).
Низкомолекулярные полиамиды (олигоамиды, версамиды):
Мол. масса 2000–5000, разветвленное строение, растворимы в бензоле, ацетоне, спиртах.
полиамины (этилендиамин) + метиловые эфиры жирных кислот высыхающих масел (льняное) или димеризованных жирных кислот.
димеризованная жирная к-та C12 + этилендиамин
Полученные олигоамиды - твердые продукты:
растворимы в бензоле, ацетоне, спиртах
модификация эфирами канифоли, пластифицируют дибутилфталатом
используют как пленкообразователи по черным и цветным металлам
38. Поливинилхлорид и его производные: получение, свойства и применение
Поливинилхлорид
получение суспензионный метод:
Инициирование 
передача цепи на полимер 
свойства |
термопластичный полимер с tстеклования 70—80 °С и tвязкого течения 150— |
|
|
|
200 °С. Степень полимеризации 400 - 1500. |
|
|
белый порошок |
|
значительная полидисперсность, возрастающая с увеличением |
|
|
|
степени превращения |
|
нерастворим в мономере (винилхлориде), в воде, спирте, бензине и |
|
|
|
многих других растворителях. При t он растворяется в хлорированных |
|
|
углеводородах, ацетоне |
применение |
электроизоляция проводов и кабелей, производства листов, труб |
|
|
пиротехника |
|
|
для производства хлорированного поливинилхлорида |
|
|
|
Винипласт – жесткий ПВХ |
получение |
термическая пластикация смеси ПВХ со стабилизаторами и |
|
|
смазывающими веществами (пигмент и без него) путем вальцевания и |
|
|
экструзии |
|
свойства |
твердый конструкционный материал |
|
применение |
используется в качестве антикоррозионного и электроизоляционного |
|
|
материала, для футеровки химической аппаратуры, изготовления |
|
|
сепараторов, электролизных ванн, листового винипласта, изоляции |
|
|
проводов и для других целей. |
|
|
|
Пластикат – мягкий ПВХ |
получение |
на основе пластифицированного поливинилхлорида |
|
|
пластификаторы – фталаты |
|
|
Стабилизаторы - стеараты кальция |
|
|
Пленочный пластикат получают вальцеванием и экструзией |
|
свойства |
мягкая при обычных температурах пластмасса |
|
|
|
высокая эластичность |
|
|
атмосферостойкость |
|
|
влагонепроницаемость |
|
|
негорючесть |
|
стойкость к действию бензина и масел |
|
|
|
высокие диэлектрические показатели |
применение |
для кабельной изоляции, для изготовления труб, пленки |
|
39. Фторсодержащие пленкообразователи: получение, свойства и применение
получе |
|
Производство политетрафторэтилена |
Методы нанесения: |
|
ние |
|
включает в себя три стадии: |
Используют |
|
|
|
1. получают дифторхлорметан заменой |
органодисперсионные (на |
|
|
|
атомов хлора на фтор в присутствии |
основе спиртоксилоля) или |
|
|
|
соединений сурьмы (реакция Свартса) |
|
|
|
|
|
|
|
между трихлорметаном (хлороформом) |
|
аэродисперсионные |
|
|
|||
|
|
|
|
|
и безводным фтористым водородом; |
|
|
композиции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
получают тетрафторэтилен пиролизом |
|
Покрытия формируются при |
|
|
|||
|
|
|
|
|
дифторхлорметана; |
|
|
|
330–340°C за счёт сплавления |
|
||
|
|
|
|
3. |
полимеризация тетрафторэтилена |
|
|
частиц. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Особенности переработки: |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нерастворимость фторопласта-4 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и близость температур |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
размягчения (~300°C) и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разложения (~360°C) делают |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
традиционные методы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(растворение, литьё) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
неприменимыми. |
|
|
|
свойст |
1. |
Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям (кроме расплавленных щелочных |
||||||||||
ва |
|
|
|
металлов и атомарного фтора). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Превышает по стойкости благородные металлы |
|
|
|
|||||
|
|
|
3. |
Высокая кристалличность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Низкая адгезия → требуется предварительное грунтование поверхности |
|
|
||||||
|
|
|
5. |
не смачивается водой, жирами, органическими растворителями |
|
|
||||||
|
|
|
6. |
мягкий и текучий материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
примен |
Защитные покрытия химической аппаратуры, надводных частей судов, самолётов, |
|||||||||||
ение |
автомобильных деталей. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Огнестойкие материалы: |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Негорючесть (высокое содержание фтора) → использование в огнезащитных |
|||||||||
|
|
|
красках. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Для объектов с экстремальными условиями (высокие температуры, агрессивные |
|||||||||
|
|
|
среды). |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
40. Полиолефиновые пленкообразователи и их производные: свойства и |
|
|
||||||
|
|
|
|
применение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полиэтилен — простейший полиолефин, |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
получаемый из этилена (сырьё — нефтяные и |
Полипропилен |
— синтезируется полимеризацией |
|
||||||||
|
попутные газы). Основные типы: |
|
||||||||||
|
пропилена (сырьё: газы |
крекинга нефти |
или |
|
||||||||
|
|
ПЭВД (высокого давления, низкой плотности), |
|
|||||||||
|
нефтепродукты). |
|
|
|
||||||||
|
|
ПЭНД (низкого давления, высокой плотности), |
|
|
|
|||||||
|
Структура и свойства: |
|
|
|
||||||||
|
|
ПЭСД (среднего давления). |
|
|
|
|||||||
|
|
Типы: |
атактический, изотактический (степень |
|
||||||||
|
Производство: выпускается в виде гранул/порошка, |
|
||||||||||
|
|
кристалличности влияет на свойства). |
|
|
||||||||
|
перерабатывается экструзией, литьём. Аморфный |
|
|
|
||||||||
|
Недостатки как пленкообразователя: |
|
|
|||||||||
|
ПЭВД применяется как пленкообразователь в |
|
|
|||||||||
|
|
Высокая кристалличность → хрупкость, низкая |
|
|||||||||
|
покрытиях из порошков и органодисперсий. |
|
||||||||||
|
|
адгезия |
(внутренние |
напряжения |
при |
|
||||||
|
Свойства: |
|
|
|
||||||||
|
|
|
кристаллизации). |
|
|
|
||||||
|
|
Хорошие диэлектрики, |
|
|
|
|
||||||
|
Уступает полиэтилену по атмосферостойкости. |
|
||||||||||
|
|
Низкое водопоглощение (0,01–0,02%), |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Химическая стойкость (кислоты, щёлочи). |
Труднорастворим → высоковязкие растворы даже |
|||
Недостатки ПЭВД: |
при низкой концентрации. |
|
|||
Низкая стойкость к окислению, термо- и |
Применение: |
|
|
|
|
|
фотостарению из-за третичных атомов углерода. |
Ограниченно используется в порошковых |
|||
Непригоден для атмосферостойких покрытий |
красках. Для улучшения свойств покрытий |
||||
|
даже со стабилизаторами. |
требуется «закаливание» (быстрое охлаждение |
|||
Почти не применяются: |
после оплавления). |
|
|||
|
Лаки: низкое содержание пленкообразователя |
полипропилен |
применяется в узкоспециализированных |
||
|
(3–5%), высокая вязкость, необходимость |
областях (упаковка, детали техники), но его |
|||
|
нагрева для растворения (от 60°C). |
использование |
в |
покрытиях |
затруднено из-за |
Порошковые покрытия: слабая адгезия к |
технологических ограничений. |
|
|||
|
металлам — требуются спецгрунты. |
|
|
|
|
полиэтилен востребован в специфичных областях |
|
|
|
|
|
(упаковка, изоляция), но ограничен в лакокрасочных |
|
|
|
|
|
покрытиях из-за технологических сложностей. |
|
|
|
|
|
Полиизобутилен — |
продукт полимеризации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
изобутилена. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Структура и характеристики: |
|
1. Синтез и структура: |
|
|
|
|
||||||
|
Строение: нерегулярное. |
|
|
|
|
|
||||||
|
Молекулярная масса: |
|
Получают ионной полимеризацией (с натрием) |
|||||||||
|
|
o 5·10 – 5·10 → эластомер, |
|
|
или |
|
радикальной |
полимеризацией |
(в |
|||
|
|
o ниже 5·10 → вязкая жидкость. |
|
растворах/эмульсиях). |
|
|
|
|
||||
Свойства: |
|
|
|
Молекулярная масса (М): |
|
|
|
|||||
|
Химическая |
стойкость: |
аналогична |
|
o М = 800–1500 (жидкие каучуки). |
|
|
|||||
|
полиэтилену. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Структурные особенности: |
|
|
|
|||||
|
Недостатки: |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
o Наличие двойных связей в макромолекулах |
|||||||||
|
o Окислительная деструкция при температуре |
|
||||||||||
|
|
→ |
способность |
к |
окислительной |
|||||||
|
|
>110°C, на солнечном свету в присутствии |
|
|||||||||
|
|
|
полимеризации (отверждение кислородом |
|||||||||
|
|
кислорода. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
воздуха). |
|
|
|
|
|||
|
Преимущества: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
2. Свойства: |
|
|
|
|
||||||
|
o |
Высокая морозостойкость, |
|
|
|
|
|
|||||
|
o Лучшая растворимость в органических Преимущества: |
|
|
|
|
|||||||
|
|
растворителях |
(бензин, |
бензол, |
|
o |
Хорошая |
растворимость |
|
в |
||
|
|
хлорированные углеводороды) по сравнению |
|
|
алифатических/ароматических |
|
|
|||||
|
|
с полиэтиленом и полипропиленом. |
|
|
углеводородах. |
|
|
|
|
|||
Применение: |
|
|
|
o |
Совместимость |
с |
|
другими |
||||
|
Ограниченно как пленкообразователь. |
|
|
пленкообразователями. |
|
|
|
|||||
|
Основные направления: |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
o Высокая эластичность, адгезия к металлам, |
||||||||||
|
o |
Герметики, |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
водо- и химстойкость. |
|
|
|
||||
|
o |
Гуммирование химической |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
o |
Могут заменять |
растительные |
масла |
в |
|||||
|
|
аппаратуры (защита от коррозии). |
|
|||||||||
|
|
|
|
лакокрасочных материалах. |
|
|
|
|||||
полиизобутилен востребован в узких областях |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
благодаря химической стойкости и эластичности, но |
Недостатки: |
|
|
|
|
|||||||
его использование ограничено из-за низкой |
|
o Низкая атмосферостойкость и быстрое |
||||||||||
термостабильности. |
|
|
|
|
старение (из-за большого числа двойных |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
связей). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Модификация: |
|
|
|
|
|||
Методы аналогичны модификации растительных масел:
o Оксидирование, |
эпоксидирование, |
малеинизация. |
|
Результат:
o Получение водоразбавляемых материалов,
покрытий с повышенной адгезией, специализированных свойств.
4. Применение:
Лаки и эмали для:
o Защиты подземных сооружений,
трубопроводов.
o Окраски внутренних стен помещений.
Олифы на основе каучуков и масел:
o По свойствам близки к натуральной олифе,
но превосходят её в защитных
характеристиках.
Жидкие бутадиеновые каучуки — перспективные материалы для защитных покрытий и лакокрасочных систем, но их применение ограничено из-за низкой устойчивости к УФ и атмосферным воздействиям. Модификации позволяют расширить сферу использования.
41. Поливинилацетали: получение, свойства и применение
получение
поли
вини
лаце
тат
свойства
+
Высокая адгезия, блеск, долговечность. Стойкость к моющим средствам.
-
Гидрофильность → впитывает влагу.
Выпотевание пластификаторов (дибутилфталат, трикрезилфосфат) → хрупкость.
применение
Стандартный ПВА:
Воднодисперсионные краски для внутренних работ (окраска бетона, кирпича, дерева).
Сополимеры (с дибутилмалеинатом, этиленом, 2-этилгексилакрилатом):
Эластичность без пластификаторов.
Водо-, щелоче- и УФ-стойкость → фасадные краски для наружных работ.
поли
вини
ловы
й
спир
т
Свойства:
Кристаллический полимер, растворим в воде при >70°C, нерастворим в низкомолекулярных спиртах.
Термостойкость:
o Размягчается при 140°C (не плавится).
oДегидратация и потемнение при >160°C.
Химическая стойкость: устойчив к жирам, маслам, углеводородам, хлорированным растворителям.
Применение:
Загуститель и стабилизатор в воднодисперсионных красках.
Пленкообразователь в водорастворимых красках и сухих красках (разбавляемых водой перед использованием).
поли
вини
лаце
тали
Линейные поливинилацетали:
Хорошо растворяются в спиртах, кетонах, эфирах.
Свойства покрытий: высокая адгезия к металлам, прозрачность, свето- и щелочестойкость.
Основные типы поливинилацеталей: 1. Поливинилформаль (формвар):
o Свойства: повышенная термо- и износостойкость, растворяется в хлоруглеводородах.
oПрименение:
Электроизоляционные лаки (например, «метальвин» — смесь с резольным олигомером).
Сушка покрытий при 400°C (высокие электроизоляционные свойства).
2. Поливинилэтилаль (эльвар):
oПрименение: заменитель шеллака в лаках, изоляция проводов.
3. Поливинилбутираль (бутвар):
oСвойства:
Лучшая растворимость среди ацеталей.
Высокая адгезия к металлам (включая цветные).
Совместимость с феноло-, мочевиноформальдегидами, нитратом целлюлозы.
oПрименение:
Термоотверждаемые эмали (бензо- и маслостойкие).
Фосфатирующие грунтовки для черных и цветных металлов.
Порошковые краски: малокомпонентные, с простой технологией нанесения.
42.Классификация пигментов.
По назначению:
пигменты общего назначения для пигментирования широкого круга ЛКМ общего назначения (грунтовки, краски, эмали, шпатлевки) для покрытий и машиностроении, строительстве и других отраслях;противокоррозионные пигменты для
пигментирования ЛКМ для противокоррозионной защиты металлов;пигменты и наполнители для ЛКМ специального НАЗНАЧЕНИЯ (для термостойких, электропроводных огнестойких, термочувствительных и т.п. покрытий);пигменты для художественньых красок.
43. Органические пигменты. Особенности свойств органических пигментов. Разновидности органических пигментов, классификация.
1.органические пигменты - яркие и насыщенные оттенки даже при низких концентрациях.
2.существует широкий спектр органических пигментов, охватывающий практически весь видимый спектр цветов.
3.органические пигменты обладают хорошей устойчивостью к свету, теплу, химическим веществам и атмосферным воздействиям.
4.органические пигменты легко диспергируются в различных средах, что обеспечивает равномерное распределение цвета.
5.некоторые органические пигменты могут быть токсичными
Органические пигменты можно классифицировать по различным признакам: 1. По химическому составу:
o Азопигменты. o Пенопигменты.
o Фталоцианиновые пигменты.