Mnogi potrošniki se sprašujejo, katere negorljive plošče izbrati notranja dekoracija. In tukaj na pomoč prihaja internet, ki ga v njem ne boste našli, vendar se bomo osredotočili na negorljive plošče. Zdaj se je na trgu pojavil material, kot je stekleno-magnezitna plošča ali na kratko LSU. Mnoga podjetja ponujajo že dekorirane plošče (barvane z akrilno barvo, HPL plastiko visok pritisk, polimerni premaz, PVC folija itd.). A osredotočimo se na dva izmed njih primerjalne značilnosti in zaključki.
AKRILNI PREMAZ
negorljivo okrasne plošče Optiplit akril
Izdelano z nanosom na sprednjo stran steklena magnezitna plošča(SML Premium Standard) dekorativni premaz od akrilna barva na vodni osnovi.
V primeru požara te plošče ne samo da ne gorijo, ampak tudi sam premaz ne oddaja vonjav in dima. Tem panelom je zasluženo dodeljen razred vnetljivosti NG negorljivo, poleg tega pa popolnoma ustrezajo higienske zahteve.
Primer fotografije negorljive plošče OPTIPLIT po neposredni izpostavljenosti ognju z gorilnikom. Vse testirane vzorce smo sežigali eno minuto.
POLIMERNI PREMAZ
"Negorljive dekorativne plošče z prevlečen s polimerom"
Izdelani so z nanosom dekorativnega premaza akrilne barve na vodni osnovi in polimera na sprednjo stran steklomagnezitne plošče.
V primeru požara te plošče ne gorijo, vendar sama prevleka oddaja zelo oster dim in slab vonj. Te plošče ne izpolnjujejo razreda vnetljivosti NG kot negorljive in zato ne izpolnjujejo higienskih zahtev.
Poliakrilati so polimeri na osnovi estrov akrilne in metakrilne kisline. splošna formula [-CH 2 -CH(COOR)-] p, odporne na kisik in svetlobo, ki se pogosto uporabljajo v domači in tuji restavratorski praksi, tako v obliki raztopin kot disperzij.
5.1. Polibutil metakrilat (PBMA). TU 6-01-1227-80
Polibutil metakrilat je butil ester metakrilne kisline s splošno formulo [-CH 2 -C (CH 3) (COOS 4 H 9) -] n; je trden kristalni polimer, m.m. 100 tisoč, gostota 1,05 g / cm 3, zmehčišče 20 ° C, lomni količnik 1,483, topen v estrih, aromatski ogljikovodiki, beli špirit, pinen.
AT kemična industrija na osnovi tega polimera se proizvaja široka paleta lepil in lakov za tehnične namene, nekatera se uporabljajo tudi za restavratorske namene, npr. ciakrin(cianoakrilat). Najpogosteje uporabljene znamke pri restavriranju so: PBMA - HB in AST-TT.
Za material je značilna visoka oprijemljivost na različne podlage; povečana bio-, svetlobna, vremenska odpornost; po staranju ohrani popolno topnost, tj. je reverzibilen material.
Ta material je bil prvič uporabljen v Ermitažu za obdelavo arheoloških predmetov v procesu terenskega konzerviranja in je v arzenalu restavratorjev že več kot trideset let.
Kot smo že omenili, prvih poskusov z uporabo tega materiala za utrjevanje barvnega sloja stenske poslikave s tempero ne moremo šteti za uspešne. Izkušnje so pokazale, da PBMA na lakirani površini tvori sijajni film, za katerega je značilna nizka toplotna odpornost, lepljivost in visoka sposobnost zadrževanja umazanije. Pri uporabi tega materiala za utrjevanje barvnega sloja stenske poslikave je treba upoštevati njegovo nizko paroprepustnost in sposobnost "povleka" na površino, zaradi česar ne zagotavlja utrditve v volumnu avtorskega dela. material.
Problem zategovanja smo rešili s hkratno uporabo mešanice topil in usedlin, na primer izopropilnega alkohola, metil etil ketona in belega špirita, pri čemer slednji obori PBMA v glavnini materiala, ki ga utrjujemo.
Za povečanje elastičnosti je V. P. Bury predlagal uporabo kombinacije raztopin PBMA in SVED-33 za utrjevanje stenske oljne slike.
Področja uporabe:
Za lepljenje fragmentov stenske slike;
Za pritrditev fragmentov slik, odstranjenih s sten, na novo podlago;
Za krepitev poslikave na lesu;
Za lepljenje barvnega sloja stenske oljne slike na temeljni premaz in mavčno podlago.
Za terensko konservacijo arheoloških predmetov;
Za restavriranje predmetov uporabne umetnosti iz lesa, keramike, porcelana itd.
Lascaux Restauro proizvaja material Akrilkrezin P55OTV, ki je raztopina polibutil metakrilata v topilu.
5.2. Kopolimer butil metakrilata z metakrilno kislino (BMK-5) OST 12-60-259 in OST 6-01-26-75, TU 6-02-115-91. [- CH 2 - CH (OSOS 4 H 9) -] m [-CH 2 -CH (COOH) -] n,
nekaj pomanjkljivosti PBMA izognili z zamenjavo s kopolimerom z metakrilno kislino v razmerju 93:7 znamke BMK-5, za katerega je značilna večja površinska trdota in večja toplotna odpornost, poleg tega pa ima več nizka temperatura stekleni prehod, zato so njeni filmi manj lepljivi in manj zadržujejo umazanijo.
Za utrjevanje poslikav na osnovi lesa (5% raztopina BMK-5 v mešanici ksilena, acetona in etil acetata v razmerju 1:1:1 zagotovljena globina impregnacije do 10 mm);
Za krepitev uničenega lesa;
Za utrjevanje barvne plasti polikromirane skulpture (3% raztopina v mešanici topil alkohol-aceton v razmerju 1:1);
Za restavriranje pozlačenih rezbarij.
5.3. Paraloid B-72
V tuji restavratorski praksi je najbolj znan in razširjen material na osnovi akrilatov paraloid b72, ki je kopolimer metilakrilata z etil metakrilatom z razmerjem monomerov 30:70, se v ZDA ta material proizvaja pod imenom AkriloidB72.
Paraloid B-72 se proizvaja v obliki prozornih granul, topnih v ksilenu in IPS, uporablja se za utrjevanje barvnih slojev vseh vrst poslikav, za impregnacijo lesa, kot vezivo v kompozicijah za nadomestilo izgub, za lepljenje dupliciranih platnov, kot lepilo pri restavriranju tekstilij in as zaščitni premazi na kovinskih izdelkih.
5.4. Akrilne disperzije
Akrilne disperzije, ki skupaj z PVA disperzije, osnova tujega nabora restavratorskih lepil, so sintetična polimerna lepila, pri katerih je disperzijsko sredstvo voda z različnimi vrstami emulgatorjev, kot disperzna faza pa se uporabljajo kopolimeri na osnovi estrov akrilne in metakrilne kisline. V domači praksi so lepila tega razreda spojin še vedno omejena.
Zgodovinsko gledano so bili prvi poskusi z uporabo akrilnih disperzij narejeni v zgodnjih 60-ih, ko je VNIIR razvil tehniko podvajanja robov slik na novo platno z disperzijskim lepilom. VA-2EGA(kopolimer vinil acetata z 2-etilheksil akrilatom), čeprav je glede na kemijsko strukturo ta disperzija bolj verjetno vinil acetat kot akril. Vsebnost akrilnih skupin v stranski verigi ni presegla 15%, to lepilo je tvorilo elastičen lepilni šiv, zagotavljalo visoko oprijemljivost avtorskih in kopirnih platen, zanj je bila značilna visoka vlažnost, svetloba in biostabilnost, ki je lastna akrilnim polimerom.
Zaradi prekinitve VA-2EGA, trenutno se za ta namen uporabljajo druge polimerne disperzije, ki jih proizvajajo v industrijsko merilo tako v Rusiji kot v tujini.
Domača industrija proizvaja široko paleto akrila disperzijska lepila za potrebe usnjarske, obutvene, papirne, pohištvene industrije; Akrilne disperzije se uporabljajo kot tesnilna lepila, za oplemenitenje tekstila, pri izdelavi samolepilnih folij, laminiranih papirjev in pralnih tapet. Spodaj so blagovne znamke in industrijske uporabe nekaterih domačih lepil, ki so bila izbrana in priporočena za namene obnove:
. AK-202- tesnilna lepila, barve na vodni osnovi, ozadje, odporno na vlago;
. AK-211— lepila-tesnila, proizvodnja pohištva, protikorozijski premazi, barve na vodni osnovi;
. AK-224- lepila za usnjarsko in obutveno industrijo;
. AK-231- za proizvodnjo umetnega usnja;
. AK-243- material za dodelavo tekstilij;
. ABV-16- material za proizvodnjo premaznega papirja in lepenke.
V začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja je GosNIIR izvajal dela na izbiri disperzij za restavratorske namene. Pri izbiri smo izbrali materiale, ki so po kemijski zgradbi in koloidno-fizikalnih lastnostih podobni tistim, ki se uporabljajo v tujini. V tuji restavratorski praksi obstaja široka paleta akrilnih disperzijskih lepil, ki jih dobavljajo različna tuja podjetja in se uporabljajo za izvajanje različnih operacij - razmnoževanje slik na novo platno, utrjevanje barvne plasti stenskega in štafelajnega slikarstva, restavriranje predmetov uporabne umetnosti iz organskih materialov. . Blagovne znamke tujih disperzij in njihova področja uporabe so prikazana v tabeli 4.
Tabela 1 Koloidno-fizikalne lastnosti disperzijskih lepil domače proizvodnje
| Stopnja disperzije | Velikost delcev, mm | Koncentracija disperzije, % |
| ABV-16 | 0,15 | 48 |
| AK-251 | 0,09 | 49,5 |
| AK-231 | 0,3 | 40 |
| SVED-50 | 0,5 | 53 |
| PVA-m | 0,05-1 | 50 |
V tujini se proizvajata predvsem dve skupini akrilnih disperzij - kopolimeri butilakrilata z metil metakrilatom (blagovne znamke Plextol, Rohamere itd.) in kopolimeri etil metakrilata z metil akrilatom (Primal, Rhoplex). Domače disperzije AK-211 in AK-202 po kemijski strukturi in koloidno-fizikalnih lastnostih so analogi tujih lepil PlextolD498 in D36O, Lascaux 36OHV in 498HV. Tuje disperzije izdelujemo v enostavni in zgoščeni različici (indeks HV), zgoščevanje pa s toluenom. (Lascaux akrilno lepilo 498-2OX), ali metakrilno kislino.
Za razliko od vinilacetatnih disperzij je za akrilne disperzije značilna večja odpornost na svetlobo, vremenske vplive in vlago, medtem ko jih znatno prekašajo v biostabilnosti, za akrilne disperzijske filme pa je značilna visoka elastičnost, relativni raztezek za različne znamke se giblje od 500 do 1000 %.
Vse disperzije imajo začetno koncentracijo približno 50 %. Delovne koncentracije se gibljejo od 15 do 50 %, odvisno od naloge obnove. Z večanjem koncentracije se povečujeta oprijemljivost in debelina lepilne linije. Na primer, v primeru utrjevanja trdega luščenja sloja oljne barve stenske poslikave ali lepljenja gessa pozlačenega rezbarstva ikonostasa na podlago je priporočljiva uporaba lepil v koncentraciji vsaj 25 %, medtem ko je v pri lepljenju tankega luščenja, na primer barvnega sloja slik, naslikanih na oljne temeljne premaze, lahko nalogo rešimo z lepili 12-15 % koncentracije, disperzije razredčimo do želene koncentracije z destilirano ali prekuhano vodo.
Kot je navedeno zgoraj, lahko viskoznost lepila z zgoščevanjem povečamo brez spreminjanja koncentracije. To dosežemo tako, da vodni disperziji dodamo topilo (na primer toluen) ali vodno raztopino polimetakrilne kisline in nekaj kapljic amoniaka.
Pri restavriranju štafelajne oljne slike se akrilna disperzijska lepila uporabljajo za naslednje operacije:
Podvajanje slik na novi podlagi;
Utrjevanje sloja barve, če ima odprte mehurje ali luščenje;
Podvojite robove na novo platno.
Oglejmo si podrobneje lepljenje platen s pomočjo disperzije AK-243. Kot je razvidno iz tabele 2, vse tri disperzije zagotavljajo dober oprijem, tako v primeru dimenzioniranega platna kot v primeru opranega, brez lepljenja, vendar se po staranju v hidrostatu oprijemna trdnost platna z AK-211 disperzija se zmanjša za 16 %. Poleg tega se je izkazalo, da samo disperzija AK-243 ne povzroča krčenja platna, zato so jo priporočali za dupliciranje robov slik na novo platno.
tabela 2 Odpornost na razslojevanje vzorcev modelnega platna, lepljenih z disperzijskimi lepili
Za filme, ki nastanejo iz disperzij po izhlapevanju vode, so značilne visoke vrednosti trdnosti in relativnega raztezka. To določa visoko kohezijsko trdnost lepilnega spoja in njegovo visoko elastičnost. Tabela 3 prikazuje fizikalne in mehanske lastnosti disperzijske folije, ki se priporočajo kot obnovitveni materiali.
Raziskava globine prodiranja disperzij v vzorce modelnega ometa je pokazala, da pri obdelavi takih vzorcev z disperzijami v začetnih koncentracijah na površini ometa nastane film, pri razredčenju disperzij na 10 % pa je globina prodiranja manjša od 0,5 mm.
Tabela 3 Fizikalno-mehanske in deformacijske lastnosti filmov, oblikovanih iz disperzijskih lepil pred/po staranju v hidrostatu pri temperaturi 60°C in relativna vlažnost 100%
| Stopnja disperzije | Natezni modul, MPa | ||||||
| M 100 | M 200 | M 300 | M 400 | M 500 | Prelomna napetost, MPa | Relativna razširitev, % | |
| AK-251 | 0,48/0,22 | 0,95/0,42 | 1,4/0,67 | - | - | 4,6/4,9 | 650/500 |
| AK-231 | 1,48 | 2,7 | 4,5 | 2,6 | - | 8,5 | 400 |
| AK-211 | 0,85/0,77 | 1,3/1,35 | 2,4/1,94 | 3,8/3,1 | - | 5,6/5,6 | 420/400 |
| ABV-16 | 0,26/0,24 | 0,27/0,28 | 0,3/0,34 | 0,33/0,4 | 0,38/0,66 | 2,4/2,7 | 1000/1400 |
Tabela 4 Oznake disperzij tujih podjetij
| Stopnja disperzije | Proizvodno podjetje | Kemična sestava | Področja uporabe |
| Lascaux akrilno lepilo 360HV | Lascaux Restauro (Švica) | Kopolimer butilakrilata in metil metakrilata, zgoščen s polimetakrilno kislino (velikost delcev 0,06-0,08 µm) | Podvajanje platen; lepljenje papirja, kartona, tekstila |
| Plextol D360 | Rohm & Haas (Nemčija) | Enako | Enako |
| Rohamer D360 | (ZDA) | Enako | Enako |
| Lascaux akrilno lepilo 498HV | Lascaux Restauro (Švica) | Kopolimer butilakrilata z metil metakrilatom, zgoščenim s polimetakrilno kislino (velikost delcev 0,1-0,2 µm) | Lepljenje platna na karton, les, mavec in cement |
| Rohamer D498 | Rohm & Haas (Nemčija) | Kopolimer butilakrilata z metil metakrilatom, nezgoščen | Polaganje trde plasti craquelure črnila in pretisnih omotov |
| Plextol B500 | Rohm & Haas (Nemčija) | Kopolimer butilakrilata z metakrilno kislino (velikost delcev 0,1 µm) | Enako |
| Rohamer D500 | (ZDA) | Enako | Enako |
| Primal AC-643 | (ZDA) | Kopolimer etil akrilata z metil akrilatom | Utrjevanje barvne plasti stenskih poslikav in slik na platnu, utrjevanje uničenih zemljin |
| RhoplexAC-643 | Rohm & Haas (Nemčija) | Enako | Enako |
| Lascaux Hydro Primer 750 | Lascaux Restauro (Švica) | 30% disperzija z velikostjo delcev 0,06 µm, brez topil in mehčalcev pH 8-9 | Enako |
Pri delu z akrilnimi disperzijami je treba upoštevati naslednja pravila:
Lepilo nanesemo na obe površini, ki ju lepimo s čopičem ali z brizgo;
Delovne koncentracije, nižje od 10 %, ne zagotavljajo zanesljive trdnosti vezi na nobeni podlagi. Izbira koncentracije narekuje narava uničenja: za lepljenje trdega luščenja na podlago, ki zaostaja za tlemi barvne plasti s tlemi, za podvajanje grobih grobozrnatih platen ali robov takih platen lahko koncentracija doseže začetni (40-50%). Izbira števila impregnacij je odvisna od istih razlogov;
Če imajo površine, ki jih je treba lepiti, porozno strukturo, jih je treba takoj po nanosu lepila spraviti v stik, sicer se voda vpije v podlago in posušenih polimernih filmov ni mogoče zlepiti; v primeru, da površine, ki jih lepimo, ne vpijejo vode, jih je treba spraviti v stik šele po izpostavljenosti, dokler se ne pojavi lepljivost;
Kraj lepljenja se lika s toplim likalnikom (55-60 ° C), dokler voda popolnoma ne izhlapi, hlajenje se izvaja pod pritiskom.
Puščanje je treba takoj odstraniti z palčko, navlaženo z vodo. V primerih, ko je prodiranje vode globoko v podlage, ki jih lepimo, nesprejemljive, na primer globoko v platno, je treba podlago premazati z raztopino nekega polimera (Paraloid B-72) v nevodnem topilu (ksilen oz. alkohola) pred nanosom disperzije.
V skladu s temi pravili so možnosti materiala uresničene v največji možni meri.
Področja uporabe lepil razreda akrilne disperzije
štafelajna oljna slika- podvajanje slik na novo podlago (Plextol P5OO, Plextol D36O, akrilno lepilo Lascaux 498-20x);
utrjevanje barvnega sloja in lepljenje na podlago, mehko in trdo luščenje, nabrekanje, razslojevanje in druge vrste uničenja (AK-211, ABV-16, Prymal AC-643, Hydro-Prymer 75O, Plextol D498 in D36O); kontaktno odstranjevanje površinskih kontaminantov s hrbtne strani platna s filmom, oblikovanim iz disperzije s konstantno lepljivostjo znamke AK-215.
Predmeti uporabne umetnosti– lepljenje fragmentov muzejskih predmetov iz porcelana in keramike (AK-231), arheološke keramike (AK-256, AK-259, zgoščeno z amoniakom), kot vezivni sestavki za obnavljanje izgubljenih drobcev, tesnjenje razpok in odrezkov, za kontaktno odstranjevanje kontaminantov s površine keramike, marmorja, apnenca, mavca.
Izrezljan pozlačen dekor in polikromirana skulptura- lepljenje gessa na leseno podlago, pozlata na gips, barvni sloj in pozlata na podlago (AK-211, ABV-16, Lascaux akrilno lepilo 498, Plextol P55O).
stenska oljna slika- lepljenje barvne plasti na podlago in mavčno podlago (ABV-16, AK-211, AK-251).
Dvajseto stoletje je brez pretiravanja postalo stoletje plastike. Proizvodnja poceni in uporabnega materiala se je razmahnila po drugi svetovni vojni in od takrat naprej le še pridobivala.
Do leta 2015 je bilo na svetu proizvedenih več kot 320 milijard ton sintetičnih polimerov (brez vlaken).
Za dolgo časa ljudje niso razmišljali, kaj se bo zgodilo z plastični izdelki po uporabi. Pozornost temu problemu začeli posvečati šele v Zadnja leta, poročila Pogovor.
Spomnimo se, da so polimeri splošno ime za snovi z dolgimi molekulami (makromolekulami), sestavljenimi iz verig monomerov. Število takih "povezav" je lahko tudi do pol milijona. Imajo veliko moč in vzdržljivost.
Najpogostejši termoplast, ki lahko pri segrevanju preide v viskozno stanje in se nato ponovno strdi v nova oblika. Ta postopek se lahko večkrat ponovi.
Eden od pionirjev sodobne industrije polimerov je bil Wallace Carothers, ki je v tridesetih letih 20. stoletja odkril metodo za proizvodnjo najlona in sodeloval pri ustvarjanju neoprena. Najlon je postal zelo priljubljen v komercialnih dejavnostih - zlasti je nadomestil redko in drago svilo pri proizvodnji nogavic.
Po drugi svetovni vojni so v razmerah pomanjkanja številnih materialov sintetični polimeri postali pravo odrešenje. Tako se je po japonski invaziji na jugovzhodno Azijo dobava gume za avtomobilske gume, in ustvarjen je bil njegov sintetični ekvivalent. Nekatere materiale, kot je teflon, so odkrili po naključju.
Trenutno v proizvodnji sintetičnih polimerov po vsem svetu prevladujejo poliolefini: polipropilen ter polietilen visoke in nizke gostote. Izdelati jih je mogoče z razmeroma poceni zemeljski plin. Poliolefini so odporni na vodo, zrak, maščobe, čistilna topila. Poleg tega so najlažji sintetični polimeri, proizvedeni v velikem obsegu: njihova gostota je tako nizka, da ne potonejo v vodi.
Toda ti materiali imajo tudi resne pomanjkljivosti, na katere človeštvo ni takoj pomislilo. Velika trdnost jim omogoča, da se ne razgradijo desetletja, če ne stotine let. Ko so v morski vodi, se razgradijo na mikrodelce in vstopijo v želodec rib, morskih ptic, želv, tjulnjev in planktona, nato pa v človeško telo.
Strokovnjaki so izračunali, da lahko povprečna porcija školjk vsebuje približno 90 delcev mikroplastike, morska sol - do 600 delcev na kilogram, ena kozica - 5-7 delcev.
Hkrati se človeštvu ne mudi opustiti plastike. predstavljajo 35-45% vseh polimernih izdelkov. Gradbeni materiali, kot naprimer pvc cevi- dvajset odstotkov. Poliuretani se pogosto uporabljajo za izolacijske premaze.
Avtomobilska industrija uporablja vedno več termoplastov predvsem za zmanjšanje teže vozil.
Po mnenju strokovnjakov EU je 16 % teže povprečnega avtomobila sestavljeno iz plastičnih delov, zlasti notranjih delov.
V tekstilni industriji se porabi več kot 70 milijonov ton termoplastov na leto, predvsem pri izdelavi oblačil in preprog. Več kot 90 %, večinoma polietilen tereftalata, se proizvede v Aziji.
Sintetična vlakna izločajo bombaž in volno, ki zahtevata obsežna kmetijska zemljišča.
Tako kot embalažnih materialov tudi tekstila ni enostavno reciklirati. Vsak prebivalec Združenih držav v povprečju proizvede več kot 90 funtov (približno 40 kg) tekstilnih odpadkov na leto.
Po podatkih Greenpeacea so ljudje leta 2016 kupili 60 % več kosov oblačil letno kot pred 15 leti, obdržali pa manj.
Poliakrilati so polimeri in kopolimeri akrilne in metakrilne kisline ter njuni derivati.
Kot filmotvorni kopolimeri akrilnih monomerov z različnimi nenasičenimi spojinami se uporabljajo.
Monomeri:
akrilna kislina
metakrilna kislina
in njihove izpeljanke splošne formule
Vključno z estri, amidi, nitrili, na primer:
metil metakrilat
butil metakrilat
akrilamid
akrilonitril
Uporabljajo se tudi estri metakrilne (akrilne) kisline, v alkilnem substituentu R¢ katerih so funkcionalne skupine (hidroksilne, epoksi): glikol monoakrilni etri, glicidilni estri akrilne kisline, npr.
hidroksietil akrilat
glicidil metakrilat
Od monomerov drugih vrst se stiren pogosteje uporablja pri sintezi poliakrilatov:
in vinil-n-butil eter:
Shematično lahko poliakrilni kopolimer predstavimo z naslednjo formulo:
Enote derivatov akrilne kisline v sestavi kopolimera dajejo elastičnost filmu, ta učinek pa se poveča s povečanjem dolžine alkilnega radikala.
Derivati metakrilne kisline dajejo kopolimeru trdoto in togost. Ko se dolžina R poveča od C1 do C14 in njegova razvejanost, se alkil akrilat pretvori v plastifikacijski komonomer.
Tudi neakrilne komponente spremenijo lastnosti oblikovalca filma v širokem razponu. Torej, stiren mu daje togost, vinil butil eter - elastičnost. Z izbiro komponent in prilagajanjem njihovega razmerja je mogoče dobiti kopolimere, ki ustrezajo različnim zahtevam.
Poliakrilate, ki se uporabljajo kot materiali, ki tvorijo film, običajno delimo v dve skupini - termoplastične in termoreaktivne.
Termoplastični poliakrilati so produkti kopolimerizacije monomerov, ki ne vsebujejo drugih funkcionalnih skupin, razen dvojnih vezi. To so kopolimeri metil metakrilata z metil - in butilakrilatom, butil metakrilatom itd. Tvorbo premazov na osnovi termoplastičnih poliakrilatov ne spremljajo kemične transformacije in poteka hitro pri sobni temperaturi, vendar se nastali laki premazi zmehčajo pri povišanih temperaturah.
Duroplastne poliakrilate pridobivamo s kopolimerizacijo dveh ali več komonomerov, od katerih ima vsaj eden poleg dvojne vezi še kakšno funkcionalno skupino. Strjevanje takšnih materialov nastane kot posledica kemičnih transformacij, v katere je vključena ta funkcionalna skupina, na primer z uvedbo trdilcev.
Glede na vrsto takih funkcionalnih skupin so termoreaktivni poliakrilati razdeljeni na:
Poliakrilate z N-metilolnimi skupinami pripravimo z uporabo akrila ali metakrilamida kot komonomera. Tako se pridobivajo na primer kopolimeri teh amidov z butil metakrilatom, akrilonitrilom, stirenom itd.
Pri naknadni obdelavi kopolimerov s formaldehidom nastanejo N-metilol derivati amidov. Za povečanje stabilnosti teh kopolimerov so nekateri od njih zaestreni z n-butil alkoholom. Shematično lahko nastanek poliakrilatov z N-metilolnimi skupinami in njihovih zaestrenih derivatov predstavimo takole:
Tukaj je M komonomer.
Metilolirane kopolimere akril- in metakrilamida pri 160-170 °C je mogoče strjevati z običajnimi kondenzacijskimi reakcijami derivatov N-metilola ali njihovih estrov. Za strjevanje teh polimerov se lahko uporabljajo tudi trdilci - fenol-, urea-, melamin-formaldehidni in epoksi oligomeri, poliizocianati in heksametoksimetilmelamin.
Masni delež amidnih enot v kopolimeru ne sme presegati 30%, sicer se krhkost prevlek močno poveča.
Poliakrilate z epoksi skupinami dobimo s polimerizacijo zmesi monomerov, od katerih eden vsebuje epoksi skupino (glicidil akrilat, glicidil metakrilat). Ti kopolimeri se strjujejo z vsemi običajnimi epoksi oligomernimi trdilci. Vendar je njihova uporaba omejena zaradi pomanjkanja glicidil etrov.
Sestava poliakrilatov, ki vsebujejo hidroksil, vključuje hidroksietil ali hidroksipropil metakrilate. Utrjujejo se s poliizocianati, pa tudi z oligomeri melamina in urea-formaldehida.
Kopolimere, ki vsebujejo karboksil, dobimo z vnosom v sestavo akrilnega kopolimera od 3 do 25% monobazičnih nenasičenih karboksilnih kislin, kot sta akrilna ali metakrilna. Uporabljajo se tudi dibazične nenasičene kisline ali njihovi anhidridi (na primer maleinska). Kopolimeri, ki vsebujejo do 5 % nenasičenih kislin, se včasih uporabljajo kot termoplasti. Majhna količina polarnih karboksilnih skupin daje premazom na njihovi osnovi večjo oprijemljivost.
Premazi na osnovi kopolimerov akrilne serije so optično prozorni, z visokim sijajem, kemično odpornostjo, odpornostjo proti staranju. Premazi na osnovi termoplastičnih poliakrilatov imajo visoko vremensko in svetlobno odpornost. So brezbarvni, dobro brušeni in polirani, dolgo časa ohranjajo svoj lesk.
Duroplastni poliakrilati tvorijo filme z visoko mehansko trdnostjo, ki se ohranja pri povišanih temperaturah, visoki odpornosti na vodo in atmosfero, benzo in kemikalije, visoko oprijemljivostjo na kovine ter dobrimi dekorativnimi lastnostmi.
Za premaze na osnovi poliakrilatov z metilolnimi skupinami je značilna posebno visoka oprijemljivost na različne kovine in temeljne premaze, zelo visoka mehanska trdnost in visoka vodoodpornost. Poliakrilati z epoksi skupinami imajo izjemne protikorozijske lastnosti.
Na osnovi poliakrilatov se pridobivajo različne barve in laki:
Tako termoplastični kot termoreaktivni poliakrilati se uporabljajo kot sredstvo za tvorbo filma pri izdelavi lakov. Topila: estri, ketoni, aromatski ogljikovodiki. Poliakrilate za lake pridobivamo s polimerizacijo monomerov v suspenziji ali v topilu. Raztopine se neposredno uporabljajo v obliki lakov.
Laki na osnovi poliakrilatov se uporabljajo v avtomobilski industriji, za barvanje valjane kovine, aluminija gradbene konstrukcije, tako dobro, kot gospodinjski aparati (pralni stroji, hladilniki).
Nevodne disperzije poliakrilate z velikostjo delcev 0,1-30 μm lahko dobimo npr. s kopolimerizacijo akrilnih monomerov s stabilizatorjem v hlapnih organskih topilih, ki ne topijo kopolimerov (alifatski ogljikovodiki). Akrilni monomeri s substituenti, ki imajo visoko afiniteto do tekočine, ki deluje kot reakcijski medij, kot je lavril metakrilat, se uporabljajo kot stabilizatorji.
Glavni obseg vodne disperzije akrilati - avtomobilska industrija. Uporabljajo se tudi za pridobivanje visokokakovostnih premazov z dobrim oprijemom na različne podlage - blago, papir, les, beton, opeko itd. Poleg tega se uporabljajo v gradbenih barvah (zaradi majhne penetracije v podlago in visoke tiksotropnosti) .
Vodne disperzije(lateksi) se pridobivajo z emulzijsko polimerizacijo v prisotnosti vodotopnih iniciatorjev in površinsko aktivnih snovi (emulgatorjev). Na njihovi osnovi se proizvajajo emulzijske barve za zaščito izdelkov iz železa in barvnih kovin ter za zunanjo in notranjo dekoracijo.
Vodotopni poliakrilati
sintetiziran s kopolimerizacijo več monomerov, od katerih imata vsaj dva različne polarne reaktivne skupine, ki zagotavljajo topnost polimera v vodi in njegovo utrjevanje na substratu.
Prejeti so:
Za pridobivanje se uporabljajo vodotopni poliakrilati barvni materiali uporabljamo z elektroforezo. Nastali filmi imajo boljši oprijem na podlago kot poliakrilatni premazi, naneseni z drugimi metodami.
Za pridobitev praškasti materiali uporabljajo se le duroplastni poliakrilati s karboksilnimi, hidroksilnimi in epoksi skupinami. Pri praškastih materialih se kopolimeri uporabljajo v kombinaciji s trdilci. Poliakrilatni praškasti materiali se nanašajo z elektrostatičnim brizganjem in se uporabljajo za barvanje avtomobilskih karoserij, gospodinjskih električnih aparatov itd.
Na sl. 57 je diagram proizvodnje akrilnega kopolimera s postopkom emulzije.
V reaktorju 6, opremljenem s parno-vodnim plaščem, pripravimo vodno fazo, sestavljeno iz vode, segrete na 50°C, in emulgatorja ter ob močnem mešanju mešanico monomerov, očiščenih iz inhibitorja, in predhodno pripravljene raztopine. vodotopnega iniciatorja (na primer amonijevega persulfata). Kopolimerizacija poteka v toku dušika pri 75-80°C. Na koncu sinteze se kopolimerna emulzija ob neprekinjenem mešanju prenese v aparat 9, ki vsebuje 10% raztopino natrijevega klorida, segreto na 60-70 °C; v tem primeru pride do uničenja kopolimerne emulzije. Nato reakcijsko mešanico, predhodno ohlajeno na 30°C, dovajamo v vodoravno pralno centrifugo 10 z vijačnim odvajanjem usedline, v kateri polimer iztisnemo iz vodne faze in speremo z vodo. Sušenje stisnjenega in opranega polimera se izvede v sušilniku z zvrtinčeno plastjo 12, po katerem se končni kopolimer pošlje skozi sprejemni lijak 13 za pakiranje.
riž. 57. Tehnološki sistem Postopek izdelave poliakrilata z emulzijsko metodo:
1, 2, 7 - meritve teže; 3 - volumetrična mera; 4, 8 - kondenzatorji; 5 – števec tekočine; 6, 9 - reaktorji; 10 – centrifuga za pranje; 11 - polž;
12 - sušilnik "zvrtinčena postelja"; 13 - sprejemni lijak
Shema za proizvodnjo akrilnega kopolimera v topilu je prikazana na sl. 58.
Sinteza kopolimera po tej shemi poteka v reaktorju 10, opremljenem s plaščem za segrevanje z vodno paro. Vanj naložimo topilo (skozi števec tekočine 6) in iz merilne naprave 5 naložimo vnaprej pripravljeno mešanico monomerov, ki vsebuje zahtevano količino organsko topnega iniciatorja. Zmes monomerov z dodatkom iniciatorja pripravimo v aparaturi 7, v katero dovajamo vse potrebne sestavine iz utežilnih naprav 1 in 2 ter volumninskih merilnih naprav 3. Kopolimerizacija poteka pri 60–90°C (odvisno od vrsto začetnih monomerov in iniciatorja) v toku inertnega plina. Nastala raztopina kopolimera (lak) se vlije v vmesni vsebnik 11, od koder se najprej pošlje v čiščenje s filtracijo, nato pa v pakiranje.
riž. 58. Tehnološka shema proizvodnega procesa poliakrilata v topilu:
1, 2, 5 – mere teže; 3 - volumetrična mera; 4, 8 - kondenzatorji; 6 - števec tekočine; 7 - mešalnik; 9 - centrifugalna črpalka; 10 - reaktor; 11-vmesna zmogljivost; 12, 14 - zobniške črpalke; 13 - ploščni filter
Akrilne smole se pogosto uporabljajo zaradi svojih odličnih lastnosti, kot so prosojnost, trdnost, kemična odpornost in odpornost na vremenske vplive. Ti vključujejo polimere, ki vsebujejo akrilne in metakrilne estre v strukturi skupaj z drugimi nenasičenimi vinilnimi spojinami. Lahko so tako termoplastični kot termoreaktivni, po prejemu slednjega pa so v formulacijo vključeni monomeri z dodatnimi funkcionalnimi skupinami, ki so sposobni nadaljnjih reakcij s tvorbo zamreževanj po tvorbi začetnega polimera. Velik pomen kopolimerizacija vinilnih in akrilnih monomerov ima, saj so v tem primeru veliko večje možnosti kot pri polikondenzaciji za nadzor strukture polimera in mu dajejo posebne lastnosti. V različnih publikacijah so vprašanja pridobivanja in uporabe akrilnih polimerov v premazih precej podrobno obravnavana.
Glede na lastnosti, ki jih monomeri dajejo končnemu polimeru ali kopolimeru, se njihova. lahko razvrstimo kot "trde", "mehke" ali "reaktivne". Trdni monomeri so na primer metil metakrilat, stiren, vinilacetat. Akrilati so "mehkejši" od metakrilatov; "mehki" monomeri vključujejo: etil akrilat, 2-etilheksil akrilat, pa tudi dolgoverižne metakrilate. Reaktivni monomeri imajo lahko hidroksilne skupine, kot je hidroksietil akrilat. Akrilamid in zlasti glicidil metakrilat imata zadostno reaktivnost. Kislinski monomeri so tudi reaktivni; metakrilna kislina se pogosto dodaja v majhnih količinah, saj lahko kisle skupine izboljšajo disperzijo pigmentov in katalizirajo utrjevanje kopolimera.
Metil metakrilat kot trden monomer daje odpornost na bencin, UV sevanje in zagotavlja ohranitev sijaja. Zato se uporablja v kopolimerih za zaključne premaze, zlasti pri ličenju avtomobilov. Butil metakrilat, mehkejši monomer, ki daje zelo dobro odpornost na vlago hladno strjenim materialom, vendar je njegov učinek plastificiranja omejen. Omogoča dober oprijem med nanosi, odpornost na topila, odlično UV odpornost in ohranitev sijaja. Etil akrilat ima dobre plastifikacijske lastnosti, vendar so hlapi monomera zelo strupeni in imajo neprijeten vonj. Njegovi kopolimeri so precej odporni na UV sevanje in dobro ohranjajo sijaj.
V praksi so polimeri za akrilne prevleke redko homopolimeri, ampak so kopolimeri trdih in mehkih monomerov. Trdota polimera je označena s temperaturo posteklenitve (in za določen kopolimer se lahko njegova Tg izračuna iz enačbe l/TG= W(/TG + W-z/TG-i itd., kjer je TGi, TG -i so K, a Wi, W2 - njihovi masni deleži Za duroplastne polimere ta izračunani Tg ne bo Tg končnega filma, saj bo zamreženje povzročilo nadaljnje povečanje Tg, kar je treba upoštevati.
Čeprav lahko s kopolimerizacijo dobimo polimere različnih struktur (naključne, alternirajoče, blok ali cepljene), se za prevleke v veliki večini primerov uporabljajo naključni kopolimeri, njihovo statistično naravo pa določa tudi dejstvo, da so pojavi taktičnosti in kristalizacije, ki so tako pomembni za nasipne lastnosti polimerov, v teh premaznih polimerih praktično ne obstajajo, najpogostejši strukturni učinki v teh polimerih pa so ločevanje faz in učinki domene, ki so naključni ali vnaprej načrtovani.
