ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ПИГМЕНТОВ

Оценка степени флоккуляции

К оценке флоккуляции необходимо подходить не только качественно, но и количественно. Флоккуляцию обычно оценивают по характеру осадка и скорости ост-

дения пигментов. Скорость осаждения пигмента опре деляют по весу⁷⁹ или объему осадка после достижения равновесного удельного седиментэционного объема. При полной флоккуляции быстро образуется объемистый осадок, по внешнему виду напоминающий свернувшееся молоко, над которым находится слой прозрачной жид­кости. Слабую флоккуляцию можно обнаружить с по мощью реологических измерений, а также продолжи­тельным наблюдением процесса отстаивания разведен ной краски или изучением осадка под мі кроскопом Однако наиболее просто степень флоккуляции количе­ственно можно определить с помощью простого прибо­ра— так называемого клина.

Ранее считали, что удельный седиментационный объ­ем, который увеличивается со степенью флоккуляции, является для любого пигмента постоянной величиной, характеризующей степень флоккуляции в данном свя­зующем¹¹* ⁸⁰~⁸². Однако более поздние исследования по­казали, что он зависит также от технологии получения и строения кристаллической решетки пигментов, нали­чия примесей, типа полярных групп и структуры плен­кообразующего, а главное, от величины диэлектрической проницаемости среды¹⁷*³²*⁸³. Чем выше диэлектрическая проницаемость дисперсионной среды, тем меньше степень флоккуляции и меньше седиментационный объем осад­ка. Такая зависимость является характерной для нор­мальной флоккуляции¹⁷. В некоторых случаях, наобо­рот, удельный седиментационный объем уменьшается с понижением диэлектрической проницаемости среды, что связано с компактной флоккуляцией, приводящей в ко­нечном счете к образованию плотных комков с мальм объемом жидкости в флоккулах. Этот вид флоккуляции считают результатом очень активного действия сил Лон­дона. Они проявляются в средах с низкой диэлектриче­ской проницаемостью (е<3).

По нашим наблюдениям, образование компактных флоккул свойственно плохо смачиваемым немодкфиии- рованным пигментам в средах, где преобладают непо­лярные жидкости, лишь частично смачивающие поверх­ность частиц. Иными словами, при низкой степени адсорбционного покрытия вследствие взаимодействия лиофобных участков частиц образуются прямые коагу ляционные контакты, приводящие к образованию ком-

ков⁸⁴. Следовательно, к оценке флоккуляции по объем) осадка следует подходить осторожно; для точной оцен­ки требуются дополнительные микроскопические иссле­дования характера осадка¹⁷.

Более показательную оценку степени флоккуляции можно получить в результате реологических измерений и определения коэффициента тиксотропии, характеризующе­го внутреннюю структуру дис­персии⁸⁵- ⁸⁶. Коэффициент тик­сотропии определяют как ча­стное от деления кажущейся вязкости, найденной при ма­лой скорости сдвига (при 10 об/мин ротора), на кажу­щуюся вязкость при высокой скорости сдвига (100 об/мин ротора).

На рис. 10.6 приведена за­висимость коэффициента тик­сотропии от концентрации смолы при постоянном содер­жании пигмента (35 объемн.

%). Увеличение концентрации смолы (до 7,5%) приводит к резкому падению коэффици­ента тиксотропии, что свиде­тельствует о сильном уменьшении степени флоккуляции При концентрации смолы 7,5—18% достигается⁸⁶ пол­ная дефлоккуляция частиц, но такого количества смо­лы недостаточно для образования стабильной суспен­зии, а тем более нормальной защитной пленки. При вы­сокой объемной концентрации пигмента такая система будет являться дилатантной. Если увеличить содержа­ние связующего до 25% и более система вновь возвра­щается во флоккулированное состояние, но гораздо более стабильное, чем в случае низких концентраций смолы.

Степень флоккуляции и дефлоккуляции зависит от равновесия сил, действующих на границе пигмент—свя зующее, и от изменения взаимодействия полярных групп в адсорбционном слое частиц пигмента и в окружающей жидкой фазе⁹.