26. Механізм процесу диспергування.

Процесс диспергирования характеризуется протеканием несколь­ких процессов. Первый из них заключается в разрушении пигментных агрегатов^ в пастах,представляющих собой скопление первичных частиц пигмента, соединенных между собой в результате действия различных сил ( молекулярных, электростатических и др.) точечны­ми, линейными и плоскими контактами. На первой стадии процесса агрегаты разрушаются преимущественно по менее прочным связям, характерным для точечных и линейных контактов, и относительная скорость дезагрегации, как правило, довольно высока. Одновременно происходит смачивание вновь открывающихся поверхностей контакта

пигментных: частиц и адсорбция пленкообразователей на этих поверхно­стях

На второй стадии процесса происходит разрушение агрегатов по более прочным связям, характерным для плоских контактов. При этом получаются первичные агрегаты и некоторое количество мелких, но боле устойчивых агрегатов. Скорость дезагрегации ниже, чем на первой стадии, к тому же диспергирование замедляется из-за вторичных про­цессов агрегации высокодисперсных частиц, обладающих большим запасом поверхностной энергии. Протекающие при этом адсорбционные процессы способствуют стабилизации суспензии. Обе стадии по времени наклады­ваются друг на друга, поэтому и переход процесса из первой стадии во вторую является условным.

Многие свойства пигментированных систем в процессе диспергирова ния претерпевают значительные изменения. Прежде всего увеличение дисперсности сопровождается ростом запаса поверхностной энергии систем, что непосредственно связано с ее устойчивостью. При диспер­гировании, а также при дальнейшей переработке и хранении меняются реологические свойства пигментных систем, причем эти, изменения не­редко имеют весьма сложный характер и определяются свойствами как пигментов и наполнителей, так и жидкой фазы, дисперсность влияет также практически на все оптические показатели пигмента и пигменти­рованной системы: меняются цветовой тон и чистота цвета, интенсив­ность и укрывистость.

От конечной дисперсности пигментированного материала зависят защитные и физико-механические свойства лакокрасочных покрытий. Увеличение дисперсности в процессе диспергирования снижает паро- и водопроницаемость покрытий. Однако необходимо учитывать, что с ростом дисперсности повышается фотоактивность пигментов, проявляющих это свойство, например, оксида цинка и диоксида титана. Направление- изменение дисперсности пигментов и наполнителей позволяет регулиро­вать физико-механические свойства покрытий, в том числе внутренние напряжения, от которых в значительной степени зависит долговечность покрытий.

Знание закономерностей изменения различных свойств пигментиро­ванных систем в процессе диспергирования необходимо как для прогно­зирования конечных свойств пигментированного материала и сформован­ного из него покрытия, так и для обоснованного составления рецептур, выбора физико-химических условий и режимов диспергирования.

27. Механізм руйнування композицій.

Механизм разрушения композиций. Характер разрушения той или иной системы определяется развитием дефектов, возникающих в струк­туре под действием напряжений. Процесс развития дефектов, вызывающих разрушение структур, как правило, происходит в две стадии: возник­новение и медленный или прерывистый рост трещин и пор до их критиче­ского размера, а затем быстрый рост и слияние трещин критического размера, приводящее к полному разрушению. Следовательно, эффект упрочнения наполнителями сводится к замедлению образования в мате­риале трещин критического размера. Разрушение композиций, упрочненных наполнителями, происходит либо вследствие разрушения отдельных компонентов композиции, либо вследствие расслаивания по поверхностям раздела между арматурой и матрицей. Поскольку трещины, как правило, зарождаются в дефектах структуры, роль дефектов в процессе разруше­ния материала чрезвычайно велика, и при изготовлении композиционно­го материала особенно важно обеспечить его минимальную дефектность путем прочного сцепления арматуры с матрицей. Не менее важно при разработке прочных композиций обеспечить эффективное механическое взаимодействие между наполнителем (упрочнителем) и связующим (мат­рицей ).

Правильное представление о механизме разрушения композиции в целом, а также представление о разрушении каждого из составляющих, ее компонентов, является неотъемлемой частью теоретических основ создания композиционных материалов.

Механика разрушения композиций основана на представлении Гриффитса о распространении трещин и рассматривает реакцию дефект­ного материала на приложение силы, приводящее к распространению трещин. Скорость распространения трещин зависит от нормального напряжения и от таких свойств материала, как вязкость и трещиноватость. Трещина распространяется с большей скоростью, если усилие, вызывающее ее развитие, равно или большей вязкости разрушения материала.

Существуют несколько путей развития трещин, вызывающих разруше­ние материала: раскрытие трещины, поперечный и продольный сдвиги (рис.5 ).

Рис.5. Виды разрушения: I - раскрытие; 2 - поперечный и 3 - продольный сдвиги трещины.