Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Premazi na vodni osnovi predstavljajo pomemben segment v tehnologiji premazov in se uporabljajo kot okolju prijaznejša alternativa tradicionalnim premazom na osnovi organskih topil. Velika večina polimerov, ki služijo kot veziva v premazih so praktično netopna v vodi, zato se v premazih na vodni osnovi nahajajo v obliki termodinamsko nestabilne koloidne disperzije, ki je kinetično stabilizirana preko površinskega naboja in neionskih polarnih skupin. Zaradi te oblike je sušenje premazov na vodni osnovi bistveno bolj kompleksno kot sušenje tradicionalnih premazov na osnovi organskih topil. Najfleksibilnejši način optimizacije tvorbe filma iz premazov na vodni osnovi je z dodatkom koalescentov, t.j. organskih topil, ki nekaj časa zastajajo v suhem filmu in olajšajo deformacijo ter zlivanje oziroma koalescenco koloidnih delcev v homogeno polimerno plast. V doktorski disertaciji je predstavljen razvoj metodologije na osnovi uporabe elektrokemijske impedančne spektroskopije za študij tvorbe filma in optimizacijo koalescentov pri formuliranju premazov na vodni osnovi, hkrati pa so predstavljeni tudi rezultati vpliva koalescentov na lastnosti in stabilnost disperzije veziva. Naši rezultati kažejo, da koalescenti povzročajo nabrekanje in solvatacijo delcev veziva, obseg teh dveh pojavov pa je pogojen s hidrofilnostjo koalescentov, oziroma z njihovo sposobnostjo tvorjenja vodikovih vezi z vodo. Izkaže se, da je porast viskoznosti posledica povečanja volumskega dela delcev zaradi nabrekanja s topilom in zaradi znižane mobilnosti, ki jo prinese solvatacija. Koalescenti zaradi povečane solvatacije in sprememb lastnosti medija poslabšajo elektrostatično stabilnost, vendar hkrati izboljšajo sterično stabilizacijo, obseg obeh pojavov pa je zopet pogojen s hidrofilnostjo koalescenta. Razvili smo novo metodo na osnovi elektrokemijske impedančne spektroskopije, ki smo jo verificirali s pomočjo mikroskopije na atomsko silo. Preko spremembe obsega Warburgove difuzije testnega elektrolita tekom sušenja, smo kvantitativno spremljali proces tvorbe oziroma homogenizacije filma. S to novo metodo smo nato proučili vpliv hidrofilnosti, hlapnosti in količine koalescenta na tvorbo filma. Rezultati študije kažejo, da se hidrofilni koalescenti zadržujejo bližje površini delcev in tako omogočajo učinkovitejšo tvorbo filma. Ugotovili smo tudi, da do določene mere večja količina in nižja hlapnost koalescentov izboljšata tvorbo filma, vendar pa prevelika količina in uporaba prepočasnih koalescentov povzroča zastajanje topila in s tem dolgoročno mehčanje filma, ki ne doseže optimalne mehanske in kemijske obstojnosti. V disertaciji je tudi predstavljen primer optimizacije realnega zaščitenega premaza na vodni osnovi, kjer smo s pomočjo nove metode poiskali optimalno kombinacijo koalescentov in rezultate dobili desetkrat hitreje kot z uporabo klasičnih razvojnih postopkov. V doktorskem delu sta zajeta dva ključna znanstvena prispevka, in sicer nova metodologija za opazovanje in optimizacijo tvorbe filma pri premazih na vodni osnovi ter opredelitev in razlaga vplivov različnih koalescentov na stabilnost in lastnosti vodnih disperzij polimernih veziv.
Ključne besede: elektrokemijska impedančna spektroskopija, koalescent, premazi na vodni osnovi, stabilnost disperzije, tvorba filma
Objavljeno v DKUM: 13.11.2017; Ogledov: 2042; Prenosov: 162
Celotno besedilo (3,63 MB)