Реферат

Пояснювальна записка до дипломної роботи: “Модифікація полімерних покриттів желатиною”. 107 сторінок, 15 рисунків, 9 таблиць, 44 використаних джерела.

ВОДОЕМУЛЬСІЙНІ ЛАКОФАРБОВІ МАТЕРІАЛИ, МОДИФІКАЦІЯ, РОЗЧИН ЖЕЛАТИНИ, ДІЕЛЕКТРИЧНІ ВТРАТИ, ДІЕЛЕКТРИЧНА ПРОНИКНІСТЬ, ПРОЦЕС РЕЛАКСАЦІЇ.

Об’єкт дослідження – акрилова водоемульсійна фарба та процес модифікації.

Предмет дослідження – вплив різного вмісту розчину желатини на зміну діелектричних властивостей акрилової водоемульсійної фарби.

Мета дипломної роботи – дослідження впливу желатини на зміну діелектричних властивостей акрилової водоемульсійної фарби та можливість покращення та регулювання експлуатаційних характеристик покриття шляхом зміни концентраційного вмісту модифікатора.

Методи дослідження – метод діелектричної релаксаційної спектроскопії, а також метод визначення електропровідності на рН-метрі марки рН-150МА.

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………..8

ОСНОВНА ЧАСТИНА………………………………………………………….12

РОЗДІЛ 1. Загальна характеристика водно-дисперсних фарб………………..12

1. Поняття водно-дисперсних фарб та їх класифікація…………………...12

2. Склад водно-дисперсних фарб…………………………………………...15

   1. В’яжучі матеріали………………………………………………………...16

   2. Пігменти і наповнювачі………………………………………………….17

   3. Функціональні добавки…………………………………………………..18

3. Плівко утворення полімеру з водної дисперсії…………………………22

4. Властивості та переваги лакофарб них матеріалів на водній основі….26

РОЗДІЛ 2. Матеріали та методи дослідження…………………………………30

2.1. Процеси набухання полімерів, гнучкість полімерів……………………...30

2.2. Діелектричні втрати………………………………………………………..36

2.3. Види діелектричних втрат в електроізоляційних матеріалах……………37

2.4. Білки і вуглеводи……………………………………………………………40

2.5. Загальні відомості про желатину…………………………………………..43

2.6. Загальні властивості високомолекулярних сполук……………………….45

2.7. Властивості білків в ізоелектричному стані………………………………53

2.8. Методика вимірювання діелектричної проникненості акрилового модифікованого покриття при низьких частотах ……………………………..57

2.9. Метод діелектричної релаксаційної спектроскопії………………………60

РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ МОДИФІКАЦІЇ ПОЛІМЕРНОГО МАТЕРІАЛУ ЖЕЛАТИНОЮ …………..64

3.1. Методика приготування зразків для випробувань………………………..64

3.2. Аналіз електропровідності системи за допомогою приладу рН-метра….65

3.3. Аналіз процесів релаксації модифікованого полімерного покриття……67

3.4. Вплив желатини на зміну рівноважної діелектричної проникності…….78

РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ…………………………………………………80

4.1. Аналіз умов праці…………………………………………………………..80

4.1.1. Організація робочого місця……………………………………………....80

4.1.2. Мікроклімат виробничого приміщення………………………………….81

4.1.3. Шкідливі речовини в повітрі робочої зони……………………………...83

4.1.4. Освітлення…………………………………………………………………84

4.1.5 Небезпека ураження електричним струмом…………………………….85

4.2. Розробка заходів з охорони праці………………………………………….86

4.3. Пожежна безпека……………………………………………………………86

4.4. Розрахункова частина………………………………………………………88

Висновки до розділу …………………………………………………………….88

РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА………………91

5.1. Екологічні аспекти застосування лакофарбових матеріалів …………….92

5.1.1. Токсичні промислові відходи, пов’язані з виробництвом та застосуванням лакофарбових матеріалів………………………………………97

5.2. Заходи щодо зменшення надходження шкідливих речовин в навколишнє середовище……………………………………………………………………...101

Висновки до розділу……………………………………………………………101

ВИСНОВКИ…………………………………………………………………….103

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………………………….104

ВСТУП

Актуальність теми. Лакофарбові матеріали – один з найбільш широко застосовуваних видів хімічної продукції. Вони займають одне з ведучих місць в хімічному виробництві (у промислово розвинутих країнах на їх долю припадає близько 10% загального обсягу виробництва хімічної галузі). В останнє десятиліття в лакофарбовій промисловості спостерігається тенденція до створення матеріалів, які не містять або містять дуже малу кількість органічних розчинників. Це викликано урядовими рішеннями багатьох країн, які спрямовані на підвищення жорсткості вимог до використання таких розчинників в лакофарбових матеріалах. Екологічна проблема, яка виникає при виробництві і застосуванні органорозчинних систем, вирішується головним чином за рахунок створення нових композицій – лакофарбових матеріалів на водній основі.

Створення екологічно чистої лакофарбової продукції – одне з головних напрямів у виробництві лакофарбових матеріалів. Використання лакофарбових матеріалів на водній основі дозволяє не лише зробити процес фарбування практично нешкідливим і пожежобезпечним, але й зекономити на вартості розчинників, вентиляції і заходах з техніки безпеки. Крім того, використання таких лакофарбових матеріалів забезпечує ряд технологічних переваг: фарбування при підвищеній вологості повітря, нанесення фарби різними методами (щіточкою, валиком, пульверизатором, електрофоретичним осадженням), швидке висихання покриття та ін.

На сьогоднішній день, за кордоном, обсяг виробництва водно-дисперсійних лакофарбових матеріалів досить великий і складає: Німеччина – 90%, Голландія – 72%, США – 68%, Італія – 58%, Бельгія – 55%, Франція – 48% від загальної обсягу лакофарбової продукції. В Україні об'єми виробництва неухильно зростають і на сьогоднішній день 30% всієї лакофарбової продукції припадає на долю лакофарбових матеріалів на водній основі. [1]

Модифікуючі добавки - це допоміжні речовини, вживані для поліпшення процесів плівкоутворення і нанесення ЛФМ, підвищення стабільності і довговічності фарб і покриттів, а також для надання їм будь-яких спеціальних властивостей. Основні використовувані в даний час добавки розподіляють за їх призначенням на такі групи:

• коалесценти (плівкоутворювальні добавки);

• загусники;

• піногасителі;

• змочувальні або диспергуючі агенти;

• нейтралізуючі агенти;

• біоциди (консерванти).

Мета і завдання дослідження. Дослідження впливу модифікатора на релаксаційні властивості акрилового полімерного матеріалу та можливість покращення і регулювання експлуатаційних властивостей лакофарбового покриття шляхом вибору оптимальної концентрації модифікатора. Завдання дослідження полягало у вирішенні наступних задач:

• одержання зразків лакофарбової композиції з різним вмістом модифікатора;

• дослідження впливу модифікатора на діелектричні втрати і діелектричну проникність полімерної композиції;

• проаналізувати вплив модифікатора на властивості та експлуатаційні характеристики полімерного покриття.

Об’єкт дослідження – процес модифікації акрилової водоемульсійної фарби желатиною.

Предмет дослідження − вплив желатини на діелектричні властивості акрилового полімеру.

Методи дослідження – метод діелектричної релаксаційної спектроскопії, а також метод визначення електропровідності на рН-метрі марки рН-150МА.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у виявленні змін процесів дипольно–групової та дипольно–сегментальної релаксації в акрилових композиціях з різним вмістом желатини. Продовжувалося вивчення впливу желатини на властивості акрилового полімеру залежно від вмісту модифікатора.

Показано, що шляхом додавання оптимальної кількості білкового модифікатора, можна досягти покращення діелектричних характеристик лакофарбового покриття.

Практичне значення одержаних результатів. Введення модифікуючих добавок має надзвичайно важливе значення при виробництві фарби, оскільки переваги, закладені в пігмент при його виробництві, можуть бути втрачені, якщо частинки пігменту належним чином не дисперговані і не стабілізовані у фарбі, так, щоб суха плівка покриття містила тільки дефлокульовані частинки, рівномірно розподілені по всій плівці. Якщо система фарби не стабілізована належним чином, це може призвести до розшарування фарби при зберіганні, утворення дефектів покриття, погіршення розливу, збільшення витрат фарби при нанесенні.

На основі проведених досліджень виявлено можливість покращення характеристик лакофарбового покриття шляхом введення оптимальної концентрації білкового модифікатора. Введення білкових структур, а саме розчину желатини у фарбу, дозволяє покращити діелектричні властивості лакофарбового матеріалу, оскільки желатинова композиція є органічною речовиною, що добре розчиняється у воді, теплопровідність і електропровідність, стабільність та міцність фарби при зберіганні.

Особистий внесок випускника. Випускник самостійно вивчив та проаналізував наукову літературу з даної теми. Спільно з керівником роботи засвоїв методи досліджень і самостійно провів експериментальні дослідження з визначення електропровідності, зміни рН середовища за різних концентрацій білкового модифікатора, виявленні зміни процесів дипольно–групової та дипольно–сегментальної релаксації в акрилових композиціях з різним вмістом желатини. Проаналізував одержані графічні залежності.

Випускником особисто виконані розрахунки та побудовані графічні залежності за допомогою статистичного методу аналізу та обчислення експериментальних даних з використанням середовища Exсel.