На ряду с основными свойствами лакокрасочных материалов, не менее существенны следующие  параметры: смачиваемость, полярность, наличие поверхностно-активных веществ на совместимость пигментов и наполнителей со связующим в процессе получения пигментированных лакокрасочных материалов. Пигменты и наполнители подразделяются на гидрофильные, например железный сурик, цинковые белила, барит (бланфикс)  и гидрофобные, например сажа, графит милорм.

Присоединение карбоксильной группы поверхностноактивных веществ к поверхности гидрофильного пигмента ведет к образованию адсорбированного слоя, создающего на поверхности частиц пигмента как бы новую оболочку, внутренняя поверхность которой прочно связана с пигментом, а наружная вследствие межмолекулярного притяжения связана с молекулами связующего.

Таким образом, адсорбционная оболочка создает прочную связь между частицами пигмента и связующим, т. е. обусловливает смачивание пигмента связующим.

Роль адсорбционной оболочки не ограничивается этим. Молекулы адсорбционного слоя, прочно прикрепленные своей полярной группой к поверхности твердого пигмента или наполнителя, неполярной длинной цепочкой простираются в связующее, образуя сравнительно толстые сольватные оболочки, связанные с адсорбционным слоем.

Образование сольватных оболочек вокруг частиц пигмента возможно и при неполярных или малополярных связующих.

По мере приближения к поверхности пигмента возрастает структурная прочность сольватных оболочек. Поэтому с повышением концентрации пигмента в связующем вследствие уменьшения расстояния между частицами пигмента должна возрастать вязкость суспензии

Более полярное связующее, например полимеризованное масло, имея вязкость в 50 раз большую, чем сырое льняное масло, при одинаковой объемной концентрации пигмента образует менее вязкие суспензии.

В случае лакокрасочных покрытий прилипание происходит на площади, которая зависит от структуры поверхности металла, а также от наличия загрязнений, изолирующих поверхность металла от контакта с лакокрасочным материалом и от смачивания.

Степень прилипания характеризуют силой, необходимой для отрыва покрытия, отнесенной к 1 см2 поверхности. Эту силу называют удельным прилипанием, или давлением прилипания. Под работой прилипания подразумевается усилие, необходимое для постепенного отрыва покрытия; эта работа зависит от скорости отрыва пленки под действием приложенной силы и от размера пленки, отделяемой от поверхности.

Если адгезия меньше когезии и пленка эластична, то адгезию можно определить, непосредственно измеряя работу отрыва пленки от покрытой поверхности. На пластинку  наносится краска, после высыхания которой к концу полученной пленки  прикладывается нагрузка, стремящаяся оторвать пленку от пластинки. Отрыв эластичных пленок происходит только тогда, когда угол между пленкой и пластинкой достигнет определенного значения.

При отставании пленки от пластинки под действием груза потеря потенциальной энергии последнего соответствует работе отрыва при данной скорости процесса.

Вычисляемая величина  в основном соответствует истинной работе отрыва, так как поправки на деформацию пленки имеют весьма малое значение. Большое влияние на данную величину  оказывают такие факторы, как скорость отрыва и толщина пленки. С ростом толщины пленки и ее упругости эта величина  уменьшается. У тонких пленок релаксация возникающих напряжений происходит быстро. Поэтому пластичные пленки прилипают лучше эластичных. У весьма упругих пленок, у которых релаксация происходит медленно, обычно наблюдается низкая адгезия.

Высокопластичные пленки, отличающиеся низкой когезией, по своему поведению на поверхности твердого тела приближаются к вязким жидкостям.

При отрыве пленки от поверхности, как первая, так и вторая оказываются наэлектризованными противоположными зарядами. Электростатические явления играют большую роль в случае покрытий металла химически инертными пленкообразователями, например непрекращающимися линейными полимерами; наоборот, в случае химически активных пленкосбразователей, превращаемых при высыхании и химически взаимодействующих с поверхностью металла, роль этих явлений невелика.

В технологии покрытий основное значение имеют пленки, адгезия которых к металлу выше когезии внутри пленки. Будучи нанесены на поверхность в относительно низкомолекулярном состоянии, они в пограничном с металлом слое легко ориентируются и сорбируются на поверхности металла или вступают с ним в химическое взаимодействие, обеспечивая отличную адгезию. Если этот процесс сопровождается дальнейшей полимеризацией пленкообразователя (в пленке), и особенно его переходом в трехмерный полимер, то достигается высокая адгезия и прочность пленки (когезия). Это и наблюдается, например, при применении растительных масел, фенолоальдегидных резольных смол, при горячей вулканизации каучука на поверхности металла и т. д.

Адсорбционные силы адгезии имеют также существенное значение при окраске пластиката, линолеума, павинола и других твердых полимерных материалов, а также резины.

Сцепление пленок, состоящих из разных полимеров, может также происходить за счет их взаимной диффузии.

Похожие записи: