Огляд водних дисперсій полімерів. Технологічна схема одержання воднодисперсійних фарб із застосуванням краскотерних машин і кульових млинів, страница 7

2)  часткове порушення кінетичної стійкості, пов'язане з виникненням більш-менш довгостроково існуючих агрегатів часток - флокул;

3)  тісний контакт часток, складаючих агрегати, що приводить до зниження вільної поверхневої енергії й втраті агрегативної стійкості.

Перші два процеси можуть носити повністю оборотний характер: необоротність з'являється лише на третій стадії астабілізациії дисперсної системи. Однак у цьому останньому випадку фарба, що загустіла або навіть частково розшарувалася, може бути повернута у вихідний стан шляхом підвищення, ефективності стабілізуючої системи (збільшенням ступеня іонізації іонних ПАР, добавкою більших кількостей ПАР й т.і.); частки плівкоутворювача в такій фарбі будуть являти собою агрегати первинних часток.

                   

а                                                              б

Рис. 1.1 -  Коагуляційні (а) і конденсаційні (б) контакти між частками у фіксованій системі (гелі).

Специфіка цих явищ у вододисперсійних фарбах проявляється в наступному. Весь об'єм дисперсійної фарби можна розглядати як своєрідну просторову мозаїку, складену з переплутаних і співпроникаючих розгалужених структур, що складаються з різних часток. Частки можуть або перебувати на далеких відстанях, або утворювати коагуляційні або конденсаційні структури, як це показано на мал. 1.1. При коагуляційних контактах (мал. 1.1, а) між частками зберігаються рівноважні, що відповідають рівності сил притягання й відштовхування, рідкі прошарки, так що фіксація часток носить повністю оборотний характер. При скороченні або зникненні рідких прошарків між частками в результаті нагрівання, інтенсивного перемішування, введення електроліту або зміни рН фарби виникають необоротні конденсаційні структури (мал. 1.1, б), що викликають відповідно необоротні зміни робочих властивостей фарбового складу аж до повної його непридатності (загустіння, повне розшарування й т.д.). Однак варто підкреслити, що якщо в неводних фарбах виникаючі структури носять в основному конденсаційний характер, то у воді, завдяки високому значенню діелектричної константи, більшу роль повинні грати далекодіючі іоноелектростатичні сили, пов'язані з поляризацією іонних атмосфер. Саме тому далеко ні кожне розшарування фарби пов'язане з фазовим переходом; дуже часто такі перетворення виявляються оборотними.

З технологічної точки зору досить істотними є такі оборотні зміни, як розшаровування з утворенням пухких опадів, спливання деяких, головним чином органічних пігментів, збільшення структурної в'язкості й ін. Наприклад, відоме явище спливання берлінської лазурі у фарбах, що містять цинкові білила або двоокис титану: щільність берлінської лазурі 3 г/см2, двоокис титану 4,2 г/см2 (цинкового білила - 5,5 г/см2), тоді як щільність дисперсійного середовища, будь те вода або органічний розчинник, значно нижче. Крім того, широко відомі факти розшаровування деяких емалей при гарячому сушінні.

Ці, а також деякі інші аналогічні явища можуть бути пояснені з єдиних позицій. Як відомо, у випадку дисперсії твердих часток у рідині щільність або пухкість опадів свідчить відповідно про відсутність або наявність сильної міжчасткової взаємодії. У такій багатокомпонентній системі, як вододисперсійна фарба, де крім часток плівкоутворювача присутній не менш двох типів пігментних часток, що іноді різко відрізняються природою поверхні, механізм утворення опадів носить більш складний характер. Оскільки в такій системі ймовірність взаємодії між одно- і різнорідними частками, як правило, різна, то переважно формуються структури із часток одного або, у крайньому випадку, двох видів. При цьому не виключено, що компонент, який не ввійшов у структуру, може утворювати власну структуру. Це приводить до появи двох або більше співпроникаючих сіток, що пронизують спочатку весь об'єм фарби. Надалі їхня контракція приводить до розшарування всієї системи в результаті руйнування менш міцної (або менш щільної) сітки. Компонент, що формує менш міцну сітку або взагалі що не бере участь в утворенні коагуляційної структури, виділяється у вигляді щільного осаду або спливає. Міграція його у верхню або нижню частину об'єму визначається співвідношенням щілностей компонентів, що утворюють міцну й неміцну сітку, а не співвідношенням щілностей твердої й рідкої фаз.