Кислотно-основные свойства поверхности

Состав поверхностного слоя пигментов всегда отличается от среднего химического состава массы частиц. Это отличие обусловлено как технологией изготовления пигмента, включая модифицирование, так и последующим воздействием окружающей среды — окислением кислородом воздуха, гидратацией, поглощением углекислого, сернистого газов и др. Так, металлические порошки всегда окислены с поверхности, поэтому свойства их существенно меняются, хотя содержание оксидов не превышает десятых долей процента. Поверхности частиц диоксида титана и оксида цинка всегда гидратированы.

Химические свойства поверхности пигментов определяются наличием на ней центров, обладающих кислотным или основным характером. Количество, соотношение и сила кислотных и основных центров придают поверхности пигментов преимущественно кислотные, основные, амфотерные или нейтральные свойства.

Сила центров может быть оценена значением функции кислотности Гаммета Но:

Но =-lg(аf_В/f_А),

где а — активность протона для кислоты Бренстеда, или активности кислоты Льюиса;

f _В и f _А — коэффициент активности адсорбированного основания и сопряженной ему кислоты.

Химические свойства поверхности влияют на цвет, фотохимическую активность, противокоррозионное действие пигментов.

Одинаковые по химическому составу пигменты могут иметь различные химические свойства поверхности в зависимости от условий производства, введения добавок-модификаторов и последующей поверхностной обработки.

Под модифицированием понимают осаждение на пигментных частицах адсорбированных слоев различных веществ, отличающихся от самого пигмента с целью улучшения пигментных характеристик или повышением сродства к пленкообразователю (снижение маслоемкости, улучшение диспергируемости).

Различают адсорбционное и химическое модифицирование поверхности пигментов. При адсорбционном модифицировании на поверхности частиц создаются мономолекулярные слои ПАВ. Такую модификацию можно проводить как адсорбцией из растворов, так и сухим методом (добавление ПАВ к пигменту перед стадией измельчения). Химическое модифицирование – это проведение химической реакции на поверхности частиц пигмента.

ПАВ

· Лакокрасочная промышленность. ПАВ используются для снижения поверхностного натяжения, что обеспечивает лёгкое проникновение красочного материала в маленькие углубления на обрабатываемой поверхности и их заполнение с вытеснением при этом оттуда другого вещества (например, воды).

· Бумажная промышленность. ПАВ используются для разделения чернил и варёной целлюлозы при переработке использованной бумаги. Молекулы ПАВ адсорбируются на пигменте чернил. Пигмент становится гидрофобным. Далее воздух пропускается через раствор пигмента и целлюлозы. Пузырьки воздуха адсорбируются на гидрофобной части ПАВ и частички пигмента чернил всплывают на поверхность. См. флотация.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), концентрируются на поверхности раздела фаз, вызывая снижение поверхностного (межфазного) натяжения.

Как правило, ПАВ — органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент(функциональные группы -ОН, -СООН, -O- и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент. Гидрофильные группы обеспечивают растворимость ПАВ в воде, гидрофобные (углеводородные) при достаточно высокой мол. массе способствуют растворению ПАВ в неполярных средах