ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ПИГМЕНТОВ

Адсорбционные центры поверхности

К классификации пигментов по их адсорбционным сзойсгвам можно подойти с различных сторон. На осно­вании изучения скорости осаждения пигментов установ­лено16 наличие сродства у железной лазури и ультрама­рина к карбоксильным, гидроксильным и сложноэфир- іньїм группам; у железного сурика и свинцового крона ■проявляется сильное сродство к сложноэфирным и сла­бое— к гидроксильным и карбоксильным группам; у двуокиси титана — слабое сродство ко всем полярным группам; литопон лучше адсорбирует амины, а окись цинка — кислоты17. Динтенфасс18 количественно опреде­лил адсорбцию органических веществ с различными по­лярными группами на пигментах. Им установлено, что полярные группы адсорбируются одновременно и неза­висимо друг от друга на различных специфических цент­рах поверхности, причем длина цепей органических ве­ществ не имеет значения — адсорбция зависит лишь от типа полярных групп молекул. Скорость адсорбции у разных полярных групп различна и каждый вид поляр­ных групп на данной поверхности адсорбируется до сво­ей предельной величины. Свободные жирные кислоты адсорбируются на иных центрах, чем их соли (мыла). Мыла жирных и нафтеновых кислот адсорбируются оди­наково и независимо от металлов, входящих в их со­став. Поверхность пигментов мозаична и каждая актив­ная зона адсорбирует свой определенный вид полярных групп. Общая активная поверхность может быть охарактеризована как сумма специфических актив­ных зон.

В табл. 4.1 приведены данные18, характеризующие 'величину адсорбции полярных групп пигментами и на­полнителями при поглощении из растворов, содержав­ших 0,3 ммоль исследуемого вещества в 100 см3 толуола при 20 °С.

В последней графе табл. 4.1 приведена общая актив­ная поверхность пигментов, вычисленная, исходя из предположения, что площадь, занимаемая любой поляр­ной группой, условно принимается равной 20 А2.

Наличие на пигментах .независимых обособленных центров адсорбции для анионо- и катионоактивных по­верхностно-активных веществ и характер возникающих связей были показаны на примере модифицирования по­верхности железной лазури и двуокиси титана октаде- циламином и стеариновой кислотой19.

Сернокислый барий имеет .на гранях сложных кри­сталлов ионы Ва-н* и ионы S04~“ взаимно уравновеши-

Таблица 4.1. Величина адсорбции некоторых полярных групп

различными пигментами

Пигменты и Величина адсорбции Х103, ммоль на пигмента 1 а Общая активная поверх­ность , м-/г
наполнители мыла -nh2 = NH —соон —он Об щан
Рутил ...................... 30 18 2 27 17 94 11,3
Анатаз..................... 47 26 8 22 12 115 13,8
'Сульфат бария . . 5 0,1 0,1 0,1 1.7 7 0,85
—Тальк...................... 11,4 8,9 10,9 1,1 5,5 37,8 4,55
Литопон .... 21 12,5 7 18 11,5 70 8,45
""Асбест..................... 26 8 6,5 2,5 10,5 53,5 6,45
Хромат свинца . . 60 50 31 14 27 188 4,77
"“Каолин.....................

Окись железа

5,5 8,7 3 11 11,5 39,7 22,7
синтетическая 26 32,5 12,5 6,5 2,5 80 9,65
природная . . 40 20 13,7 9 11 93,7 11,3
 

 

вающие друг друга, что снижает общее электростатиче­ское поле, чем и объясняется20 .низкая полярность и ад­сорбционная способность его поверхности. Однако и на поверхности барита адсорбируются поверхностно-актив­ные вещества, покрывая значительную часть его поверх­ности19, что видно из табл. 4.2.

Таблица 4.2. Величина и характер адсорбции на барите поверхностно-активных веществ

Поверхностно-активное

вещество

Вид адсорбции Величина адсорбции, мг/.и- Степень покрытии поверхности
Стеариновая химическая 0,25 0,15
кислота физическая 0,75 0,27
  Ито го . . . 1,00 0,42
Октадециламин химическая 0 0
  физическая 1,4 0,64
  Итого . . . 1.4 0,64
Олеат цинка химическая 4,0 0,79
 

 

іСуществование специфических адсорбционных цент­ров на поверхности окиси алюминия доказано методом меченых атомов на примере21 .независимости величины

 

адсорбции этилена и ацетилена при их поглощении в любой последовательности. Подтверждение того факта, что любые вещества, содержащие одинаковые полярные группы, адсорбируются одинаково, получено в работе Киндерфатера17. Считают22, что в сложных системах име­ет место взаимная конкуренция молекул адсорбирую­щихся веществ, а .не избирательная адсорбция поверх­ности.

Теоретически показано23, что адсорбция происходит на отдельных центрах и каждый такой центр имеет определенную величину энергии адсорбции, от которой и зависит избирательность адсорбции. Исходя из предположения, что к каждому типу адсорбционных центров применимо уравнение Ленгмюра, на основе экс­периментальных изотерм адсорбции на рутиле были вычислены24 усредненные значения энергии адсорбции, меняющиеся с увеличением степени заполнения поверх­ности.

Отмечается значительное различие адсорбционного потенциала кристаллических веществ на плоских гра­нях, в щелях и порах25. Физическая адсорбция макси­мальна в щелях и углублениях и минимальна на высту­пающих углах и ребрах кристаллов26, а хемосорбция на­оборот. Энергия связи ионов на плоскости кристалла на 40% меньше, чем на ребрах, и на 375% меньше, чем на внешних вершинах27.

С увеличением дефектов кристаллической решетки сорбента возрастает хемосорбционная и каталитическая активность поверхности14-2833. Очевидно, в этом случае межатомные силы менее полно используются для связи внутренних элементов решетки и в большей степени на­правлены в окружающую среду. С помощью радиоактив­ных изотопов (методом следовой авторадиографии) по­лучены34 прямые и .наглядные доказательства «мозаич­ного» характера адсорбции флотореагентов на поверх­ности минералов. Существует мнение35-37, что при незна­чительной разнице (менее 14%) в величине радиусов ионов адсорбата и адсорбента адсорбированный ион мо­жет внедриться в кристаллическую решетку адсорбента. Например, ионы додециламина (ионный радиус поляр­ной группы равен 1,43А) хорошо закрепляются на местах ионов К, В a, NH4, Cs (с радиусами соответствен­но 1,33; 1у35; 1,43 и 1,69 А)и не закрепляются на местах

ионов Li, Na, Mg-, Ca, Sr, радиусы которых соответ­ственно равны 0,60, 0,95, 0,99 и 1,13А. Приведенные данные .находятся в согласии с правилом Юм—Розери38 По этому правилу твердые растворы образуются только тогда, когда разница в радиусах ионов компонентов не превышает 15%. Окислы металлов, как адсорбенты, от­личаются от металлов тем, что они обладают не одним, а минимум двумя типами адсорбционных центров.

Рис. 4.2. Схема гндроксилирования ионов кислорода поверх-
ностного слоя кристаллов двуокиси титана:

а — молекулы воды заполняют пустые места у ионов титана; б—вы-
равнивание зарядов — гидроксилированне поверхности.

Часто при хемосорбции газов возникают .новые по­верхностные центры для хемосорбции других веществ. Так хемосорбция двуокиси углерода может происходить на ионах кислорода кристаллической решетки адсорбен­та с образованием поверхностного карбоната; при хе­мосорбции SO2 и S03 образуются сульфаты. При этом энергия активации такой адсорбции очень мала. Хими­чески неактивные в обыч'ном смысле газы могут значи­тельно изменять адсорбционную характеристику твер­дой поверхности39.

Изучение обратимой и необратимой адсорбции на твердых окислах и гидроокислах показало10, что хемо­сорбция паров воды и метанола происходит не на гид­роксильных, а на кислородных ионах окисных и гидро- окисных адсорбентов. Гидроксилированне атомов кис­лорода, 'находящихся на поверхности двуокиси титана (рутила и анатаза), происходит путем диссоциации ад­сорбированной воды и перехода протона от молекул во­ды к соседнему иону кислорода41. Как показано на рис. 4.2, поверхность двуокиси титана на 40% покры­вается гидроксильными группами.

 

Считают43, что при контакте гидроксилсодержащих полимерных молекул с окислами металлов -происходит хемосорбция.

Добавить комментарий

ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ПИГМЕНТОВ

Итого диспергирование пигментов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ На протяжении всей книги было показано, что дис­пергирование пигментов в лаковых средах является не простым механическим размолом и распределением твердых частиц в связующем, а представляет собой ряд взаимосвязанных сложных …

Схемы технологических процессов диспергирования пигментов в связующем

Имеется несколько технологических схем для диспер­гирования пигментных паст на шаровых мельницах. Наиболее часто растворитель, связующие и пигменты загружают непосредственно в шаровую мельницу. На отдельных предприятиях компоненты предварительно смешивают в смесителях, …

Звуковые и ультразвуковые диспергирующие установки

Такие установки представляют интерес з связи с тем, что технико-экономические показатели диспергиро­вания на них могут превосходить показатели для машин других типов. Например, съем готовой эмали на основе цинковых белил и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Диабетолог: "Диабетикам можно сладкое! Злейший враг диабета это…
Реклама
  • ИП Попов А.П.
  • ИНН: 602715631406

У диабета ровно 1 причина - нехватка магния! Если сахар выше 5.0 ммоль/л, на ночь ешьте...

При сахаре свыше 6,2 ммоль/л, срочно понижайте уровень. Простой способ: раз в день съедайте обычную...

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.