Строение и химический состав

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 31Следующая ⇒

Кожаные и меховые изделия изготавливаются из шкур животных. Для изготовления меховых изделий используется большое количество различных видов сырья, которое относится к следующим основным группам: меховое сырье (меховая и шубная овчина, каракуль, смушка, мерлушка, козлик, шкурки кролика, кошки, собаки и пр.); пушнина (шкурки норки, соболя, белки, куницы, лисицы, нутрии и пр.); шкуры морского зверя (морского котика, тюленя). Кожаные изделия, преимущественно, производятся из шкур крупного рогатого скота, свиных и овечьих шкур, в меньших объемах ¾ из рептилий.

Шкура животного состоит из волосяного покрова, эпидермиса, дермы и подкожной клетчатки (мездры).

Волосяной покров представляет собой совокупность большого количества нитевидных роговых образований (волос), имеющих у разных животных различные форму, цвет, расположение на шкуре и строение. Зарождение волос происходит в слое дермы, в специальном углублении, которое носит название волосяной сумки. Глубина залегания волосяной сумки зависит от вида животного. По вертикали волос делится на стержень (наружный слой), корень (участок в волосяной сумке) и луковицу (утолщенная часть корня). Строение и химический состав стержня соответствует шерстяному волокну (см. с. 45–50).

Эпидермис ¾ это наружный слой шкуры, непосредственно расположенный под волосяным покровом. Различают два основных слоя эпидермиса ¾ ростковый (или мальпигиев) и наружный (или роговой), состоящие из клеток разнообразной формы. Толщина слоя эпидермиса относительно толщины шкуры незначительна (~3 %). При выделке меха эпидермис, особенно мальпигиев слой, сохраняется, так как разрушение этого слоя приведет к нарушению прочности связи волоса с дермой; при выделке кожи эпидермис удаляется.

Дерма, основной слой шкуры, т.е. собственно кожа, расположен непосредственно под эпидермисом. Дерма образована сложным переплетением волокон белкового происхождения ¾ коллагеновых, эластиновых и ретикулиновых. Основную массу (~98 %) составляют коллагеновые волокна.

Подкожная клетчатка представляет собой клетки рыхлой соединительной ткани из коллагеновых и эластиновых волокон, между которыми расположено значительное количество кровеносных сосудов и жировых включений. В процессе выделки шкур подкожно-жировой слой удаляется, и, следовательно, выделанная меховая шкура состоит из волосяного покрова, эпидермиса и дермы, а кожевенный полуфабрикат после подготовительных операций и выделки, практически состоит только из дермы.

Таким образом, условия проведения процессов отделки и крашения мехового и кожевенного полуфабрикатов определяются химическими свойствами фибриллярных белков, составляющих основу выделанных шкур. Наиболее распространенными белками в шкуре животного являются кератин, коллаген, эластин и ретикулин.

Свойства фибриллярных полипептидов и кератина достаточно подробно рассмотрены в разделе 2.1.3.

Коллаген в отличие от кератина характеризуется низким содержанием серосодержащих аминокислот, большим количеством гидроксипролина (~21 % от всех аминокислот, составляющих полипептидную цепь коллагена) и значительным содержанием глицина.

Коллаген, как и любой белок, является амфотерным электролитом. В разбавленных растворах кислот и щелочей коллаген набухает, нейтральные соли действуют на него разрыхляюще.

При нагревании в воде по достижении определенной температуры коллаген деформируется ¾ съеживается и изгибается. Это явление носит название сваривания, а температура, при которой оно происходит, называется температурой сваривания. Для разных типов меховых и кожевенных полуфабрикатов характерна своя температура сваривания, но, в основном, она находится в интервале 65–80 °С. В связи с этим все технологические процессы, связанные с производством меховых и кожаных изделий, должны осуществляться при температуре на 25–30 °С ниже температуры сваривания.

При длительном воздействии кипящей воды коллаген переходит в раствор. Характерной особенностью полученного раствора является его способность к застудневанию с образованием желатина или клея.

Эластин в шкуре содержится в небольшом количестве; он устойчив к действию горячей воды и не образует клея.

Ретикулины являются основной составной частью ретикулиновых волокон. Они обладают высокой устойчивостью к горячей воде и растворам кислот и щелочей.

Кроме фибриллярных белков в шкуре животного имеются глобулярные белки (альбумины, глобулины), минеральные вещества (хлориды, сульфаты, карбонаты натрия, калия, магния, кальция, железа), а также жиры и жироподобные вещества. Большинство этих веществ удаляются при подготовке шкуры к крашению.

Подготовка мехового и кожевенного

Полуфабрикатов к крашению

Крашение в меховом и кожевенном производствах относится к отделочным операциям. Крашению предшествует комплекс сложных подготовительных операций и выделки шкур.

К подготовительным операциям относятся отмока, мездрение, стрижка или удаление волосяного покрова и обезжиривание.

Отмока является первым процессом в технологии производства меховых и кожаных изделий и представляет собой обработку сырья в водных растворах, содержащих антисептики, которые способствуют уничтожению бактерий, и обострители, ускоряющие обводнение, т.е. восполнение воды, потерянной при консервации и хранении шкуры. В качестве таких веществ применяют гексафторсиликат натрия (Na₂SiF₆), формалин (40 %–й раствор формальдегида ¾ СН₂О), гидросульфит натрия (NaHSO₃), хлориды цинка и натрия (ZnCl₂ и NaCl).

В процессе отмоки сырье приобретает необходимую степень обводнения; из него удаляется грязь, консервирующие вещества, растворимые белки (альбумины, глобулины).

Отмока проводится при температуре 30–40 °С в течение 12–24 часов в зависимости от вида сырья и условий его консервирования.

Второй подготовительной операцией является обезжиривание, целью которой является удаление жировых веществ, как с волосяного покрова, так и с кожевой ткани. Это необходимо для того, чтобы обеспечить проникание рабочих растворов при последующих операциях и исключить образование порока (жировая гарь), возникающего в результате окисления жиров, сопровождающегося выделением большого количества тепла.

Обезжиривание проводят путем эмульгирования (эмульсионный метод) и обработки органическими растворителями. Процесс обезжиривания проводят таким образом, чтобы остаточное содержание жира составляло около 2 % от массы абсолютно сухого волоса. Чрезмерное удаление жира из волоса увеличивает его хрупкость, ломкость, истираемость и, следовательно, уменьшает носкость.

Заключительными подготовительными операциями являются механические операции стрижки и мездрения. Целью первой является укорочение и выравнивание волосяного покрова, а второй ¾ удаление подкожно-жирового слоя.

Цикл операций выделки включает пикелевание, квашение, мягчение, дубление и жирование. Первые три операции обеспечивают получение мягкой пластичной кожи.

Операция пикелевание заключается в обработке меховых шкур раствором, содержащим уксусную или серную кислоту и хлорид натрия. В процессе обработки шкур пикельным раствором происходит разделение волокон дермы на более мелкие структурные элементы, в результате чего кожевая ткань становится более пластичной. Кроме этого она приобретает слабокислую реакцию и тем самым подготавливается к нормальному проведению последующего процесса дубления. Процесс пикелевания проводят при температуре 25–35 °С в течение 6–14 час.

Операции квашения (обработки шкур хлебными квасами) и мягчение (обработка ферментными препаратами) в зависимости от сырья могут проводится перед пикелеванием, взамен его или в дополнение.

По химической сущности процесс квашения аналогичен пикелеванию; только в этом случае воздействие на коллагеновые волокна оказывают органические кислоты (молочная, масляная, муравьиная, уксусная), образующиеся в квасильном растворе в результате разложения крахмала под действием ферментов, содержащихся в шкуре животного. Качество кожевой ткани при квашении получается лучше, чем при пикелевании, но длительность производственного цикла, расход дорогостоящего пищевого продукта (муки), трудности при контроле параметров процесса обусловливают ограниченность его применения.

Для достижения лучшего эффекта часто используют дополнительную операцию при подготовке шкур ¾ мягчение ферментами, действующими на углеводы, входящие в кожевую ткань.

Установлено, что для большинства видов сырья лучшей схемой при подготовке является следующая: отмока ¾ обезжиривание ¾ предпикелевание ¾ мягчение ферментами ¾ пикелевание ¾ дубление ¾ жирование. В этом случае все операции могут быть проведены без выгрузки полуфабриката, на одном оборудовании.

Целью дубления является закрепление полученного при пикелевании разделения коллагеновых волокон, придание кожевой ткани стойкости к действию тепла, влаги, химических реагентов и ферментов.

В качестве органических дубителей применяют растительные таниды (экстракт ивы, мимозы) различные синтетические дубители, формальдегид и непредельные жиры. Из дубителей неорганического происхождения используются соединения хрома, алюминия, циркония.

Наибольшее распространение из всех видов дубления имеет хромовое. Дубящим действием при этом обладают основные соли трехвалентного хрома в молекулах, которых наряду с кислотным остатком содержатся гидроксильные группы. Дубильные рабочие растворы готовят из дихромата калия (или реже натрия), серной кислоты и технической патоки, содержащей глюкозу (реже глицерина). Последние используются в качестве слабых восстановителей. В основе получения дубильных растворов лежит реакция восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного:

(46)

4К₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ + C₆H₁₂O₆ =

= 8CrOHSO₄ + 8KOH + 6H₂O + 6CO₂

Готовый дубильный раствор контролируют на содержание оксида хрома (Сr₂O₃) и основность, которая должна находиться на уровне 40 %.

В последнее время на предприятиях широко используют сухой хромовый дубитель, который выпускается в виде основной сернокислой соли с заданной основностью. Его преимуществами являются стандартность продукции, стабильность проведения процесса дубления, высвобождение площадей, улучшение санитарно-гигиенических условий труда и снижение трудоемкости работ, что в целом обеспечивает значительную экономическую эффективность.

Часто в меховом и кожевенном производствах применяют комбинированные методы дубления, преимущественно хромалюминиевый. При этом в меховой промышленности осуществляют дубление при одновременном присутствии в водных растворах солей хрома и алюминия, а при производстве кожи производят додубливание ее соединениями алюминия после хромового дубления. В том и другом случае кожевая ткань приобретает повышенные пластические свойства, большую мягкость и наполненность приобретает способность легче и прочнее окрашиваться анионными красителями.

Реже используют циркониевое или хромциркониевое дубление. В качестве дубящих соединений в этих способах используют сульфатоцирконат натрия.

Очень высокое качество продукции обеспечивает формальдегидное дубление, но применение этого метода ограничено из–за токсичности формальдегида. Формальдегидное дубление применяется лишь в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую температуру сваривания и устойчивость полуфабриката к действию щелочей и окислителей.

Процесс дубления осуществляют при температуре не выше 45 °С в течение 6–12 часов во вращающихся аппаратах или при энергичном перемешивании.

Последней в цикле подготовительных к отделке операций является жирование. При жировании в кожевую ткань водят жирующие вещества, в результате чего происходит обволакивание отдельных волокон и пучков коллагена тонкой жировой пленкой. Благодаря этому не происходит склеивание волокон, облегчается скольжение их относительно друг друга, повышая тем самым пластические свойства кожевой ткани, ее мягкость и прочность. Для жирования применяются следующие жирующие вещества: животные жиры, растительные масла, продукты их переработки, продукты минерального происхождения (продукты перегонки нефти) и синтетические жиры. Применение тех или иных жирующих веществ обусловлено видом перерабатываемого сырья и дальнейшим его использованием.

Особенно тщательно подходят к выбору жирующих веществ при жировании мехового полуфабриката, так как при жировании кожевой ткани может загрязняться волосяной покров. Наиболее удобно использование готовых жирующих паст, состоящих из жирующего вещества, эмульгатора и, иногда, пластификатора.

Для жирования применяют намазной и окуночный методы. При намазном жировании жирующую эмульсию наносят на поверхность кожевой ткани вручную щеткой или с помощью намазной машины. Намазные машины позволяют проводить жирование непрерывным способом. Например, намазная машина МЖ–260–ПС, снабженная цилиндрической волосяной щеткой, расположенной над конвейером, позволяет проводить жирование до 11000 шкурок кролика за смену.

Окуночное жирование осуществляется в барабанах или баркасах при малых жидкостных коэффициентах в течение 40― 60 мин. Недостатками окуночного метода жирования является повышенный расход (почти в 2 раза) жирующих материалов и большая вероятность загрязнения волосяного покрова. Этот способ более предпочтителен в кожевенной промышленности.

После жирования меховые и кожевенные полуфабрикаты направляются на отделочные операции, основными из которых являются крашение, откатка, отделочные операции кожевой ткани (разводка, тяжка, шлифование, тиснение и пр.), отделочные операции волосяного покрова (чесание, колочение, стрижка, эпилирование).

Отделочные операции, осуществляемые после крашения, существенным образом влияют на качество готовых меховых и кожаных изделий, кроме некоторых специфических, таких как люстрирование, но не определяют выбор класса красителей и условия крашения, и в данном учебном пособии не рассматриваются.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какое строение имеет шкура животных?

2. Что из себя представляет дерма? Каков ее белковый состав?

3. Какие подготовительные операции предшествуют процессам крашения меха и кожи? Их назначение.

4. С какой целью проводят операцию дубления? Какие вещества используются в качестве дубителей?

5. Какие способы жирования используются в настоящее время в кожевенной и меховой промышленности?

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочным материалом называют композицию, которая, будучи равномерно нанесена на поверхность окрашиваемого изделия, в результате сложных физических и химических превращений формируется в сплошное полимерное покрытие с определенными свойствами.

Главным компонентом любого лакокрасочного материала, определяющим свойства получаемого покрытия, является пленкообразующее вещество. К природным пленкообразующим относятся растительные масла, подвергнутые специальной обработке, смолы естественного происхождения (янтарь, канифоль, копалы и др.), битумы и асфальты, белковые вещества (казеин, костный клей), специально обработанная целлюлоза. Группа синтетических пленкообразующих веществ, используемых в производстве лакокрасочных материалов, гораздо шире и разнообразнее. Это алкидные, эпоксидные, карбамидо– и меламиноформальдегидные, фенолоформальдегидные, перхлорвиниловые и другие смолы.

Необходимыми компонентами лакокрасочных материалов являются растворители и разбавители.

Растворители ¾ это органические летучие жидкости, применяемые для перевода пленкообразователей в состояние, пригодное к нанесению на окрашиваемую поверхность, и для регулирования вязкости лакокрасочного материала. В качестве растворителей для пленкообразующих веществ в зависимости от их природы используют уайт–спирит, ксилол, скипидар, ацетон, н–бутиловый и изобутиловый спирты, этилцеллозольв. Растворителями природных пленкообразующих веществ (казеина, декстрина) служит вода.

Разбавители ¾ не обладают растворяющей способностью, однако, в сочетании с растворителями способны регулировать вязкостные свойства систем в значительных пределах.

Для получения цветных покрытий в лакокрасочные материалы вводят неорганические и органические пигменты и наполнители.

Кроме основных компонентов ¾ пленкообразующего, пигмента, растворителя (разбавителя) ¾ в лакокрасочных композициях часто применяются различные целевые добавки: сиккативы, отвердители, ускорители.

Сиккативами называют соединения металлов (в основном свинца, марганца, кобальта, кальция, железа) с органическими кислотами. Соли нафтеновых органических кислот называют нафтенатами, кислот льняного масла ¾ линолеатами, смоляных кислот канифоли ¾ резинатами и т. д. Эти соли растворимы в органических растворителях. Сиккативы применяют для ускорения высыхания лакокрасочных материалов, т.е. для сокращения продолжительности пленкообразования.

В зависимости от типа сиккатива процесс пленкообразования начинается либо с формирования поверхностной пленки (кобальтовые сиккативы), либо у подложки, а затем распространяется по всей толщине пленки (марганцевые и свинцовые сиккативы).

Скорость высыхания пленок масляных лакокрасочных материалов пропорциональна количеству вводимого сиккатива лишь до определенного предела. Если сиккатив вводится в количестве, превышающем оптимальное, скорость высыхания снова снижается.

Следует учитывать, что действие сиккативов не прекращается и после высыхания пленки. Введение сиккатива в избытке может привести к преждевременному старению покрытий.

Отвердитель ¾ химическое вещество, добавляемое к некоторым полимерным материалам (а также лакокрасочным материалам на их основе) для получения неплавкого нерастворимого продукта. Отвердители, как правило, вводят в материал непосредственно перед его употреблением.

Ускоритель ¾ химическое соединение, вводимое для повышения скорости отверждения некоторых материалов.

Все лакокрасочные материалы можно разделить на 2 вида: прозрачные (лаки) и укрывистые (грунтовки, шпатлевки, эмали и краски).

Лаками называют большую группу материалов, представляющих собой растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях или воде. После высыхания они образуют твердую прозрачную пленку.

Лаки используют для получения прозрачных покрытий, когда нужно защитить и одновременно сохранить (либо особо подчеркнуть) структуру окрашиваемой поверхности, главным образом ценных пород древесины. В этом случае лаки наносят непосредственно на подготовленную поверхность изделия. Часто лаки наносят в качестве последнего слоя в системе многослойного покрытия для придания ему хорошего внешнего вида или повышения эксплуатационных свойств. Чаще всего лаки бесцветны, но иногда их подцвечивают путем введения органических красителей, растворимых в соответствующих растворителях.

Битумные лаки. Для получения битумных лаков применяют битумы специальных марок с высокой температурой размягчения. С целью улучшения свойств лаков при их изготовлении к битумам добавляют различные смолы, масла. Битумные лаки при высыхании образуют черные пленки, обладающие водостойкостью и стойкостью к некоторым химическим реагентам, однако их антикоррозийные свойства в атмосферных условиях недостаточно высоки. Наиболее широко битумные материалы применяются для временной защиты металла, так как они значительно дешевле других материалов.

Масляные лаки ¾ растворы в органических растворителях продуктов взаимодействия растительных масел с природными или синтетическими смолами, например масляно-канифольные лаки. Как правило, лаки дают твердые прозрачные пленки желтоватого цвета. Вследствие низкой атмосферостойкости покрытий масляные лаки применяются для лакирования изделий, эксплуатируемых внутри помещений, например для придания блеска изношенным покрытиям деревянных полов.

Спиртовые лаки и политуры. При растворении в спирте некоторых природных смол ¾ шеллака, сандарака (добывается путем подсочки некоторых тропических деревьев) получают лаки концентрацией 30–45 % или политуры концентрацией 15–25 %. Благодаря большой скорости испарения спирта и малой скорости растворения смол можно наносить большое число слоев без разрушения предшествующих. Спиртовые лаки и политуры дают покрытие с хорошими механической прочностью и адгезией к различным поверхностям, высоким блеском; покрытия хорошо полируются, но характеризуются низкой водостойкостью.

Масляные и спиртовые лаки в настоящее время выпускаются в незначительных количествах, так как для их изготовления требуется дефицитное и дорогостоящее природное сырье. В основном они находят применение для специальных целей, в частности при изготовлении музыкальных инструментов.

Алкидные лаки представляют собой растворы в органических растворителях синтетических алкидных (пентафталевых или глифталевых) смол. Пленки алкидных лаков твердые, прозрачные, слабо окрашенные; обладают хорошей адгезией к самым различным поверхностям, водостойки. Применяются как для внутренних, так и для наружных окрасочных работ. При изготовлении алкидных смол применяются растительные масла, оказывающие значительное влияние на свойства конечного продукта, но по химическому составу и строению, а также по свойствам алкидные лаки отличаются от масляных. По свойствам алкидные лаки существенно превосходят масляные.

Алкидно–карбамидные лаки. Лак представляет собой раствор в органических растворителях композиции алкидной смолы с аминоформальдегидной (карбамидомеламиноформальдегидной). Такие лаки высыхают на воздухе при нормальной температуре только при введении кислотных отвердителей, которые добавляют в заданном количестве непосредственно перед употреблением.

Алкидно – карбамидные лаки образуют достаточно быстро высыхающие на воздухе пленки, отличающиеся повышенной твердостью, хорошими водо- и износостойкостью. Они применяются для лакирования паркетных полов, мебели и различных изделий из дерева эксплуатируемых внутри помещений.

Нитратцеллюлозные лаки. Н итролаки получают путем растворения нитрата целлюлозы (лакового коллоксилина) в смеси активных органических растворителей. Для направленного регулирования свойств лаков в композицию вводятся различные смолы (алкидные, аминоформальдегидные и др.).

Нитролаки образуют твердые прозрачные практически бесцветные быстросохнущие пленки. Другие свойства в зависимости от применения могут варьироваться в довольно широких пределах. Чаще всего нитролаки применяют для лакирования изделий из дерева. В ряде случаев их используют для лакирования изделий из металла, нанося в качестве последнего слоя в многослойной лакокрасочной композиции. Изделия, окрашенные нитролаками, преимущественно используются для работы внутри помещений, хотя могут быть получены и покрытия, способные противостоять атмосферным воздействиям.

Полиэфирные лаки. Практически все знакомы с покрытиями, которые получаются при использовании полиэфирных лаков в производстве мебели (в быту ее называют “полированной”). Полиэфирные лаки являются многокомпонентными материалами, и при их нанесении требуется особая точность. Покрытия на основе этих лаков практически не дают усадки, так как растворитель (как правило, стирол) не улетучивается в процессе отверждения покрытия, а полимеризуется с растворенной смолой. Полиэфирные лаки при высыхании образуют твердые пленки большой толщины, стойкие к воздействию различных реагентов и воды. На их основе выпускаются также высококачественные шпатлевки для автомобилей.

Полиуретановые и алкидноуретановые лаки. Особенностью пленок полиуретановых лаков являются их исключительно высокие механическая прочность и износостойкость. В настоящее время представляющие большую художественную ценность паркетные полы в залах музеев и дворцов покрыты именно этими лаками. Производятся полиуретановые мебельные лаки и лаки для музыкальных инструментов. Полиуретановые лаки ¾ довольно дорогостоящие материалы, но высокие эксплуатационные свойства и длительный срок службы изделий компенсируют их высокую стоимость.

Эпоксидные лаки. В быту они часто используются для получения шпатлевок, склеивания, изготовления сувениров и для других целей. Эпоксидные лаки представляют собой растворы эпоксидных смол в органических растворителях. Обычно перед употреблением к ним добавляют отвердитель, количество которого зависит от типа смолы и отвердителя, условий отверждения и приводится в инструкциях по применению. Получаемые пленки обладают высокими водо- и щелочестойкостью, механической прочностью, адгезией к различным материалам, однако недостаточно атмосферостойки.

Нефтеполимерные лаки ¾ группа лаков, способных заменить масляно–смоляные лаки, превосходя их по стойкости к действию моющих средств и различных реагентов, существенно дешевле масляно–смоляных.

Эти лаки получают в виде композиций растворов нефтеполимерных смол в органических растворителях с различными модифицирующими добавками. Осуществляемая в настоящее время комплексная переработка нефтей дает возможность получать нефтеполимерные смолы для изготовления лакокрасочных материалов в больших количествах, поэтому ассортимент материалов с применением этих смол существенно расширится.

Олифы ¾ пленкообразователи, получаемые на основе растительных масел, прошедших специальную обработку (окисление или длительный прогрев при высоких температурах), с добавлением сиккативов и растворителей.

Олифы высыхают на воздухе, образуя мягкие эластичные пленки с невысокими механическими и защитными свойствами.

В течение многих лет эти пленкообразователи занимали ведущее место среди материалов бытового и строительного назначения. Их применяют для грунтования и олифовки древесных и других пористых поверхностей перед их окраской. Большое количество олифы в настоящее время расходуется на изготовление масляных красок.

В некоторых случаях пленкообразователи могут использовать не только в виде растворов, но и в твердом состоянии. Это порошковые краски, применяемые в промышленности, сухие краски и шпатлевки, перед применением их растворяют в воде или органических растворителях.

Пигменты и наполнители. При введении в лаки пигментов и наполнителей получают пигментированные укрывистые лакокрасочные материалы. Роль этих веществ в композициях очень важна. С одной стороны, пигменты дают возможность получить все множество цветов и оттенков эмалей и красок. С другой стороны, многие пигменты ¾ это химически активные вещества, способные участвовать в образовании пленки, делать ее прочнее, долговечнее. Чрезвычайно важна роль пигментов и в повышении антикоррозийных свойств лакокрасочных материалов.

Наполнитель ¾ это целевая добавка. Так, при введении в систему талька, частички которого имеют плоскую форму, материал не только упрочняется, но и повышается его атмосферостойкость. Молотая слюда улучшает термостойкость, препятствует растрескиванию пленки при высоких температурах. В зависимости от назначения материала состав пигментной части изменяется как качественно, так и количественно. Существует несколько видов пигментированных материалов: это грунтовки, шпатлевки и покрывные эмали, краски.

Грунтовки предназначаются для нанесения первого слоя покрытия, поэтому к ним предъявляются высокие требования. Они должны обеспечивать хорошее сцепление пленки (адгезию) с окрашиваемой поверхностью и с покрывными материалами, наносимыми по грунтовке (межслойная адгезия). Кроме того, грунтовки должны надежно защищать поверхность изделий и иметь высокую коррозийную стойкость. Для этого в состав грунтовки вводят специальные пигменты. Существует несколько типов грунтовок (изолирующие, пассивирующие, протекторные, фосфатирующие и грунтовки–преобразователи ржавчины).

Шпатлевки ¾ высоконаполненные материалы, представляющие собой вязкую пастообразную массу, состоящую из смеси пигментов с наполнителями в пленкообразующем веществе. Шпатлевки предназначены для заполнения неровностей и углублений, сглаживания окрашиваемой поверхности. Как правило, шпатлевку наносят на предварительно загрунтованную поверхность, реже ¾ на металл. Для того, чтобы шпатлевки хорошо просыхали по всей толщине, не давали усадки и легко шлифовались, содержание наполнителей в шпатлевке должно быть высоким. Промышленностью выпускаются (ошибочно называемые масляными), нитратцеллюлозные, эпоксидные, полиэфирные и другие шпатлевки.

Эмали и краски предназначаются для получения верхних слоев покрытия, к которым предъявляются высокие и разнообразные требования по декоративности и стойкости к воздействию внешних факторов. Употребляемые термины “краска” и “эмаль” достаточно близки, но не тождественны.

Краска ¾ это суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в масле, олифе, эмульсии, латексе или другом пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную окрашенную однородную пленку. Ранее этот термин применялся преимущественно к композициям на основе высыхающих масел и олиф. Он сохранился применительно к лакокрасочным материалам строительного назначения (клеевые, вододисперсионные, силикатные и

др.), материалам для неметаллических подложек (художественные краски, краски для кожи). Этот термин применяется и для порошковых составов (сухие краски, порошковые краски для металла).

Эмалями называют суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в лаках, образующие после высыхания непрозрачную твердую пленку c различной фактурой (глянцевые, матовые, “муаровые” и др.) и декоративностью.

По физико-механическим характеристикам пленок (твердости, эластичности) и защитным свойствам эмали превосходят масляные и вододисперсионные краски. Эмали, содержащие, как правило, большое количество пленкообразователя (синтетического лака) и малое количество наполнителя, обладают повышенной декоративностью.

Очень часто различие между красками и эмалями ошибочно сводят к блеску: эмали блестят, краски же ¾ матовые. Такая упрощенная трактовка терминов встречается, к сожалению, и в литературе по лакам и краскам для быта.

Ассортимент лаков ¾ синтетических пленкообразователей ¾ чрезвычайно разнообразен. Сведения о некоторых из них, применяемых в качестве самостоятельных покрывных материалов, приведены выше. Но число лаков, используемых для производства эмалей, учитывая их разнообразные сочетания для получения заданных свойств, во много раз больше.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что из себя представляют в общем понимании лакокрасочные материалы?

2. Каков компонентный состав лакокрасочных материалов?

3. Какие материалы называют лаками? Их основные виды и свойства.

4. Чем отличаются лаки от пигментированных лакокрасочных материалов?

5. Для чего вводят наполнители в грунтовки, шпатлевки, эмали и краски? Что используется в качестве наполнителей?

6. Что из себя представляют эмали и краски? Чем они отличаются друг от друга?

Пластмассы

Пластмассы представляют собой сложные по составу системы, построенные на полимерной основе. Свойства систем определяются видом, количеством и соотношением компонентов. В подавляющем большинстве случаев полимер объединяет компоненты в единое целое и поэтому называется связующим. В качестве связующего могут использоваться все разновидности полимеров, то есть термопластичные и термореактивные полимеры, олигомеры и соолигомеры, сополимеры и высокополимеры.

Связующее определяет основные термодеформационные и технологические свойства пластмасс. Кроме полимера в состав пластической массы могут входить различные компоненты, содержание которых может изменяться в широких пределах (см. табл. 7).

Таблица 7

Вид компонента	Содержание, %
Наполнитель	0–95, 0
Пластификатор	0–45, 0
Отвердитель (для реактопластов)	до 10, 0
Смазка	до 2, 0
Реологические добавки	до 3, 0
Стабилизаторы и ингибиторы	0, 1–5, 0
Антистатики	до 3, 0
Антисептики	до 1, 0
Пигменты или красители	до 2, 0

Кроме перечисленных компонентов в состав пластмасс могут входить разнообразные специальные добавки, определяющие или уси-ливающие то или иное свойство, например, такими добавками могут быть различные ПАВ, влияющие на гидрофильность или гидрофобность пластмасс, добавки, регулирующие коэффициент трения, адгезию полимеров к конкретным субстратам, повышающие их огнестойкость и многое другое.

Наполнители выполняют различные функции и обеспечивают в зависимости от вида и назначения тех или иных пластмасс следующие свойства:

– повышают прочность, в том числе армирование;

– регулируют термодеформационность;

– придают полимерному материалу специфические свойства (плотность или пористость, электропроводность, магнитовосприимчивость, теплопроводность или теплоемкость, фрикционность или антифрикционность и др.);

– регулируют технологические характеристики при производстве и формовании;

– придают декоративные свойства;

– снижают стоимость за счет использования дешевых разновидностей наполнителей.

В качестве наполнителей используются самые различные вещества органического и неорганического происхождения в виде дисперсных систем (древесная мука, порошкообразные синтетические полимеры, например фторопласты, сажа, мел, каолин, диоксид кремния, слюда, порошки металлов и их сплавов), волокнистых материалов (стекловолокно, углеродные волокна, хлопковое, полиамидное, полиакрилонитрильное волокно, нетканые материалы в виде картона, бумаги, войлока и др.).

Пластификаторами называют низкомолекулярные органические вещества, которые будучи введенными в полимер на стадии его приготовления, уменьшают взаимодействие между соседними макромолекулами. Пластификатор должен соответствовать следующим условиям:

– термодинамическая совместимость с полимером, обеспечивающая образование истинного раствора пластификатора в полимере;

– нелетучесть;

– нетоксичность;

– химическая стойкость;

– термостойкость.

В качестве пластификаторов чаще всего используют дибутилфталат, диоктилфталат, трифенилфосфат, трикрезилфосфат, ди (2–этил, гексил) адипинат.

Уменьшая межмолекулярное взаимодействие, пластификатор изменяет и ряд физических свойств пластмасс, прежде всего деформируемость, а также температуры размягчения и плавления.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒