КРЕМНІЙОРГАНІЧНІ ПОКРИТТЯ ДЛЯ ЗАХИСТУ ПАПЕРУ, ОТРИМАНІ З ЕЛЕМЕНТАМИ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГІЇ

Abstract

Мета. Розробка двошарових кремнійорганічних покриттів для захисту паперу звикористанням золь-гель технології та оцінка ефективності їх застосування приексплуатації в умовах підвищеної вологи.Методика. Дослідження проведені з використанням стандартнихзагальноприйнятих методик та методу кількісної ІЧ-спектроскопії.Результати. Розроблено захисні двошарові покриття для паперу з небіленоїцелюлози із використанням елементів золь-гель технології на основі силоксанів, щомістять групи →Si – OK та →Si – OЕt у функціональному підшарі таполіетилгідридсилоксан – в поверхневому. Дана кількісна оцінка застосування такихпокриттів для захисту паперу у вологих умовах. Визначено найбільш ефективні захиснікремнійорганічні покриття та оцінено їх ефективність при експлуатації.Наукова новизна. Вперше обґрунтовано доцільність застосування технології звикористанням золь-гель елементів на стадіях гідролізу та конденсації, що дозволяєефективно використовувати силоксани з групами →Si – OK та →Si – OC2H5 в якостібазових для формування функціональних підшарів на поверхні целюлозовмісних матеріалів.Практична значимість. Досліджено особливості формування системисилоксанових покриттів для захисту паперу з небіленої целюлози із елементами золь-гельтехнології. Показана ефективність застосування двошарової системи, що включаєможливість зв’язування гідроксильних груп поверхні паперу та додаткового формуваннягідрофобного захисного шару шляхом застосування силоксанів з різнимиреакційноздатними групами біля атома кремнію (→Si – OK, →Si – OEt, →Si – OH, →Si –H). Обґрунтовано доцільність застосування технологій з використанням золь-гельелементів на стадіях гідролізу та конденсації. Запропоновано схему формування захиснихдвошарових покриттів для паперу з небіленої целюлози, досліджено її механізм, данакількісна оцінка та визначено найбільш ефективні системи захисних кремнійорганічнихпокриттів.
 Purpose. Development of two-layer silicon-organic coatings for paper protection using solgel technology and evaluation of their application efficiency in conditions of high humidity.Methodology. The researches were carried out using standard common methods andquantitative IR spectroscopy.Findings. Protective two-layer coatings for paper made from unbleached cellulose with theuse of sol-gel elements based on siloxane-based materials containing → Si-OK and → Si-OEt inthe functional sublayer and polyethylhydrisiloxane-in the surface are developed. This is aquantitative assessment of the application of such coatings to protect paper in wet conditions. Themost effective protective silicon organic coatings are determined and their efficiency duringoperation is estimated.Originality. For the first time, the feasibility of using the technology using sol-gel elementsat the stages of hydrolysis and condensation has been substantiated, which allows the effectiveuse of siloxanes with Si-OK and → Si-OC2H5 groups as the base for the formation of functionalsublayers on the surface of cellulosic materials.The practical value. Silicone coatings to protect the paper, obtained with elements of solgel technology. The features of the formation of a system of siloxane coatings to protect paperfrom unbleached pulp with elements of sol-gel technology are investigated. The feasibility andefficiency of using a two-ball scheme, which includes the possibility of binding hydroxyl groups ofthe paper surface and the additional formation of a hydrophobic protective ball by usingsiloxanes with different reactive groups near the silicon atom (→ Si-OK, → Si-OEt, → Si-OH, →Si - H). In addition, the feasibility of applying technologies using sol-gel elements in the stages ofhydrolysis and condensation has been substantiated. The scheme of formation of protective twolayer coatings for paper made of unbleached cellulose was proposed, the mechanism of itsformation was investigated, a quantitative assessment was made and the most effective schemes ofprotective silicon-organic coatings were determined.