Лако-красочные материалы — производство

Работы в области синтеза и применения водорастворимых поли­меров в нашей стране были начаты в 1961 г.

Основная масса водорастворимых пленкообразующих ве­ществ, используемых в производстве, относится к конденсацион­ным полимерам. Полимеризационные полимеры наиболее широ­ко применяются в производстве водных эмульсий.

Растворимость полимеров в воде обусловлена достаточным содержанием полярных групп в основной или боковой цепи. Полярные группы могут быть неионогенные (—ОН; —О—;

О

—NH2; — CONH—; —СН—) и ионогенные (—S03H—; —СООН; —COONa, —NR2HX и т. д.). При растворении в воде полимеров, содержащих в макромолекулах неионогенные поляр­ные группы, взаимодействие их с водой обусловлено в основном диполь-дипольным взаимодействием и образованием водородных связей. В том случае, когда макромолекула содержит ионоген­ные полярные группы, реализуется и ион-дипольное взаимодей­ствие. Поэтому ионогенные группы в большей степени способст­вуют растворимости полимера в воде.

Полимеры, содержащие ионогенные группы, называют по­лиэлектролитами. Полимеры, содержащие карбоксильные и сульфатные гидрофильные группы, обладают свойствами высо­комолекулярных кислот (полианионы). Они растворяются пре­имущественно в водно-щелочных растворах при рН>7. Со­держащие аминогруппы полимеры ведут себя как высокомоле­кулярные основания (поликатионы); они хорошо растворя­ются в водно-кислотных растворах при рН^7. Такие полимеры являются полиэлектролитами. Неионогенные олигомеры прак­тически не используются как самостоятельные пленкообразова- тели, их чаще применяют для модифицирования или отверждения других полимерных материалов. Более широко применяются полианионные пленкообразователи. Термопластичные поли­меры практически не используются в производстве водораство­римых материалов, так как для обеспечения требуемых защит­ных свойств покрытия они должны иметь высокую молекуляр­ную массу, что не дает возможности получать достаточно кон­центрированные растворы. Высокое содержание свободных функциональных групп в пленке обусловливает низкую водо­стойкость покрытия.

Для достижения высокой водостойкости покрытия в процессе пленкообразования необходимо обеспечить наиболее полное расходование функциональных групп на образование попереч­ных связей.

Первоначальная молекулярная масса термореактивных поли­меров может быть невысока; при образовании сетчатой структу­ры молекулярная масса возрастает. Поскольку в этом процессе участвуют функциональные группы, стойкость покрытий к воз­действию воды возрастает. Наличие свободных функциональных групп в ‘молекулах полимера дает возможность проводить его модифицирование. Вследствие этого водорастворимые материа­лы могут включать растворы нескольких полимеров с различ­ными функциональными группами, способными к химическому взаимодействию. Отверждение этих материалов происходит только при высоких температурах.

Большинство полимеров конденсационного типа растворяет­ся в водной среде при условии небольшой степени поликонден­сации и наличия некоторого количества органического раство­рителя (спирта, эфира).