Біополімери для плівкоутворення лакофарбових покриттів

Abstract

Зростання ринків біополімерів (біоосновних пластиків) є обмеженим через проблеми роз­ширення галузей застосування, зокрема лако­фарбових покриттів, і незадовільну здатність до плівкоутворення при кімнатній темпера­турі. Визначено умови і фактори викорис­тан­ня біополімерів (пластиків) як плівкоут­во­рювачів лакофарбових систем, параметри їх сумісності (розчин­ності) за Хан­сеном та поверхневої енергії. Гіпотезою є припущення про застосованість підходу Хансена до вибору сумісних розчин­ників і пластифікаторів для біополімерів та можли­вості застосування останніх для плівко­утво­рення лакофарбових покриттів. Вико­рис­тано біополімери (ацетат целюлози, полілактид, ацетатбутиратцелюлози) та пластифіка­тор (поліетиленгліколь), для яких визначали хімічний склад за допомогою ІЧ‑спектроскопії та сумісність за парамет­рами розчинності Хансена. Покриття ство­рю­вали шляхом нанесення розчинів полімерів на KRS-5 скло та сушін­ням при кімнатній темпе­ратурі. Кути змочування водою визна­чали методом краплі з використанням оптич­ного мікроскопа і цифрової камери. Досліджено молекулярну структуру біополімерів методом ІЧ-спектроскопії, встановлено їх параметри розчинності за теорією Хансена та обґрун­тованим вибором пластифікаторів і роз­чин­ників на основі моделювання відповідних сфер роз­чинності з наступним підтвер­джен­ням зниження міні­мальної темпера­тури плівко­утворення полі­меру та оцінкою зміни полярності поверхні. У результаті про­ведених досліджень показано, що як плівко­утворю­вачі для лакофарбових систем на основі роз­чин­ників можуть бути викорис­тані біо­полімери. Розглянуті полілактид та ацето­бутират здатні формувати плівки без дефек­тів при кімнатній температурі, але тільки при вмісті пластифікатора вище 10 мас. %. Встановлено координати розчин­ності Хансена для вказаних полімерів і за отриманими значеннями підіб­рано придатний для обох матеріалів біо­основний пласти­фікатор. Результати дос­лідження куту змочування показали, що дода­вання пласти­фікатора підвищує поверхневу енергію плівок, що у свою чергу обумовлює зменшення їх кута змочування водою при введенні в кількості вище 10 мас. %.