ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физическая природа процессов диспергирования из "Крашение пластмасс" Вследствие того что имеется несколько видов пигментных частиц и размеры их неодинаковы, существует определенное распределение их по размерам. Экспериментальное определение характера распределения возможно, если метод достаточно чувствителен как к мелким, так и к крупным частицам, располагающимся по размерам с определенной широтой внутри группы. С одной стороны, для определения наиболее мелких частиц требуется достаточная чувствительность метода измерения, с другой — при анализе крупных, т. е. чаще всего агломератов, возникает опасность их измельчения в ходе эксперимента. Поэтому получить воспроизводимый результат можно лишь тогда, когда все стадии эксперимента проводятся при одинаковых условиях. [c.80] Использование математико-статистических методов для расчета и анализа распределения частиц по размерам вызывает необходимость исследования довольно большого числа частиц (путем подсчета их на электронной микрофотографии). [c.80] Систематические анализы распределения частиц по размерам показали, что большей частью распределение описывается простыми математическими уравнениями либо нормальным распределением Гаусса, либо логарифмически-нормальным распределением, либо распределением Розена—Раммлера—Шперлинга (РРШ) [8, 9], причем для пигментов большое значение имеют два последних. В отличие от распределения Гаусса они (особенно РРШ) учитывают долю мелких частиц. Кроме того, из практики известны случаи сложных распределений (например, с двумя максимумами). Самый простой способ нахождения решения о предпочтительном распределении — графическое изображение. При этом, как правило, используют дифференциальные и интегральные кривые распределения. [c.80] В работах [8,9]. На рис. 2.5, а изображена кривая распределения, на рис. 2.5,6 — суммарная кривая такой модели распределения. Ординаты кривой распределения показывают абсолютное (в случае со 100 кубами — просто численно равное) или относительное число частиц, имеющих одинаковые параметры или, в более общем случае, одинаковые интервалы параметров. На абсциссу также наносятся параметры (длина ребра) или интервалы параметров (ширина интервала). Шкалы обеих осей, как правило, линейные. [c.81] Суммарную кривую наиболее наглядно можно представить как результат ситового анализа. Ордината дает соответствующий просев (или остаток) в зависимости от длины ребра или ширины ячейки сита — абсцисса. Верхняя точка на суммарной кривой (рис. 2.5,6) получается при анализе с применением сита, которое задерживает только 1 куб с ребром 9 см, а остальные 991 (99% просева) проходят сито. Следующим будет сито, которое задерживает еще один куб — с ребром 8 см (98% просева от общего количества), следующее — два куба с ребром 7 см (96% просева) и т. д. [c.81] Особые приемы деления обеих осей дают возможность преобразовать изогнутую при линейном делении суммарную кривую в прямую линию. Ответ на вопрос о виде деления, позволяющем получить линейную форму суммарной кривой, дает представление о характере действующей закономерности распределения. Если линейность достигается, когда ордината разбита по колоколообразной кривой Гаусса (центр масштаба сжат, а концы растянуты), а абсцисса разделена линейно, говорят о нормальном распределении Гаусса. Если в том же случае дополнительно требуется еще и логарифмическое деление абсциссы (как на рис. 2.5, а), имеет место логарифмически-нормальное распределение. Распределение РРШ требует логарифмического деления абсциссы и деления ординаты с использованием двойных логарифмов. Расшифровка и сеть координат такого распределения включены в стандарт DIN 4199. [c.82] Распределение частиц по размерам определяется двумя параметрами характеристическим средним значением и широтой распределения. Существуют различные способы нахождения характеристического среднего значения. Такой величиной является, например, наиболее распространенный диаметр, соответствующий максимуму кривой распределения. Кроме того, среднее значение (количества, площади, объема, массы) получают расчетным путем (среднее арифметическое). И, наконец, среднее значение можно получить, используя определенный вид отсчета, когда все частицы представляют расположенными в ряд по размерам, а с начала и конца ряда их отбирают до тех пор, пока не останется характеристическая частица. Таким образом получают так называемое центральное значение численного поверхностного или объемного (массового) распределения. Центральное значение численного распределения получают, отбирая с краев ряда частиц по одной до тех пор, пока не останется только одна частица для получения центрального значения массового распределения на чашу весов кладут самую большую частицу, на другую насыпают — до равновесия с ней — мелких и повторяют процесс до тех пор, пока не останется одна частица. [c.82] Примечательно, что специалиста-практика, ставящего вопрос о размерах частиц пигментов, как правило, не интересует весь-спектр размеров частиц. В большей мере это связано с желанием получить по возможности меньшее значение, что дает уверенность в том, что отсутствие крупных частиц не вызовет затруднений при использовании пигмента. Такие крупные частицы не являются стабильными образованиями, они более или менее легко измельчаются, и наличие или концентрация крупных частиц зависят от способа введения исследуемой пробы. Поэтому, как упоминалось вначале, результат анализа размеров частиц зависит от степени диспергирования пигмента. [c.85] При окрашивании материалов пигментами последние диспергируются в соответствующей среде. В случае крашения пластмасс процесс диспергирования подразделяется на три протекающих практически одновременно процесса измельчение, смачивание и распределение. [c.85] Процессы, связанные с возникновением и распространением разнонаправленных потоков под воздействием усилий сдвига и зависящие от вязкости, оказывают влияние на распределение пигмента в связующем. Кроме того, большое значение имеет продолжительность диспергирования. В этом разделе рассматривается воздействие на диспергирование различных факторов распределения частиц по размерам, числа точек когезии, прочности агломератов. Термин сопротивление диспергированию поясняется на примере зависимости процесса диспергирования от времени. [c.86] Определение колористических свойств органических и неорганических пигментов, эффекта крашения и свойств окрашенного продукта возможно после введения пигмента в окрашиваемую среду. При введении пигмента протекают разнообразные процессы, объединяемые общим понятием диспергирование . Знание природы этих процессов необходимо прежде всего потому, что не только механические свойства, но и цветовые характеристики окрашенного субстрата в значительной мере зависят от степени диспергирования и реального размера частиц диспергированного пигмента. [c.86] Отсюда становится понятным, насколько велико влияние результатов диспергирования на составление и воспроизводимость рецептур крашения при заданной рецептуре необходимый тон окраски и требуемую интенсивность можно получить лишь в случае, если пигменты имеют одинаковую степень диспергирования. [c.86] С другой стороны, сопоставление затрат на диспергирование с большим или меньшим использованием потенциальной интенсивности пигмента дает возможность сделать выводы, необходимые для калькуляции расходов на крашение. [c.86] В дальнейшем будут рассмотрены принципиальные вопросы диспергирования пигментов. При этом основное внимание уделено процессам, протекающим в относительно высоковязких расплавах термопластичных материалов. [c.86] Кроме того, при определенных обстоятельствах, особенно в случае значительного размера или игольчатой формы первичных частиц и агрегатов и очень высоких механических нагрузок, может произойти дополнительное измельчение частиц пигмента, отрицательно сказывающееся на его цветовых свойствах. В таких случаях говорят о дезагрегирующем размоле. [c.87] Смачивание — процесс взаимодействия частиц пигмента со средой (полимером). Понятие смачивание объединяет два практически самостоятельно протекающих процесса. [c.87] Прежде всего смачивание подразумевает распределение жидкости по поверхности твердого тела. Помимо этого тот же термин означает и впитывание жидкости в межчастичные промежутки пигмента или агломерата. [c.87] Часто плохой блеск, низкая прозрачность и недостаточное постоянство тона окраски объясняются затруднениями при смачивании. [c.87] Смачивание, таким образом, представляет собой процесс, зависящий, с одной стороны, от энергетических параметров обменного взаимодействия между поверхностью пигмента и средой и определяющийся, с другой стороны, кинетическими, геометрическими, стерическими величинами вязкостью, скоростью диффузии и смачивания, структурой пор агломератов и размером молекул, составляющих среду. Эти факторы обусловливают большое влияние процесса смачивания на результат диспергирования. [c.87] Понятие распределение подразумевает достижение во всем объеме окрашиваемой среды одинаковой концентрации полученных в результате измельчения первичных частиц и агрегатов. [c.87] Вернуться к основной статье