1.3. Полиакрилаты, акриловые и стиролакриловые сополимеры

Полимерные акриловые дисперсии делятся на акриловые и стирола-криловые. Акриловые — дисперсии полимеров, полученных из акриловых или метакриловых мономеров, стиролакриловые — при сополимеризации производных акриловой (метакриловой) кислоты со стиролом. В табл. 3 приведены характеристики мономеров, используемых для получения дисперсий обоих типов [13]. Так как акриловую кислоту и ее производные получают из пропана, метакриловую и ее эфиры — из 2-гидрокси-2-метилпропилонитрила, изобутана или изо-бутиральдегида в результате многостадийных процессов, эти мономеры более дороги, чем стирол и винилацетат. Поэтому акриловые сополимеры дороже стиролакриловых и сополимеров ви-нилацетата.

В то же время поли(мет)акрилаты обладают высокой атмосферо-стойкостью, стойкостью к действию УФ-излучения, хорошей водостойкостью и устойчивостью к пожелтению покрытий на их основе, возможностью легко получать сополимеры с заданной жесткостью, гибкостью и твердостью. Высокий блеск покрытий и его сохранение при длительном атмосферном воздействии в сочетании со стойкостью покрытий к действию щелочей, кислот и воды делает этот класс сополимеров незаменимым в рецептурах ЛКМ для наружного применения.

Структура и свойства акриловых сополимеров

Основные свойства полимеров, такие, как температура стеклования (Тст), минимальная температура пленкообразования (МТП) и физико-механические свойства покрытий на их основе, зависят от структуры основной и боковых цепей полимерной макромолекулы.

Таблица 3

Растворимость мономера в воде, приведенная в табл. 3, может быть мерой полярности гомополимера: при ее увеличении возрастает полярность образующегося полимера. Свободные кислоты (акриловая и мета-криловая) повышают растворимость полимера в воде, особенно в нейтрализованном состоянии. С—С-связь в основной цепи химически инертна и позволяет получать химически и атмосферостойкие по-ли(мет)акрилаты. Вследствие низкой прочности связи а-СН-групп, примыкающих к карбонильному центру (С=О), полиакрилаты менее стабильны, чем полиметакрилаты. Гидролитическая устойчивость поли-метакрилатов из-за стерических особенностей карбонильного центра, примыкающего к метальной группе, ниже, чем полиакрилатов.

Жесткость полиметакрилатов выше, чем соответствующих полиакрилатов, так как дополнительная метальная группа вызывает стеричес-кие затруднения при вращении цепи. Возрастание жесткости вызывает повышение Тст и твердости и снижение гибкости полиметакрилатов. При увеличении длины цепи макромолекулы повышаются Тст полимера (рис. 2), увеличивается твердость и относительное удлинение пленок вследствие возрастания степени кристалличности поли(мет)акрилатов. В табл. 4 приведены деформационно-прочностные свойства пленок по-ли(мет)акрилатов с различной длиной боковой цепи макромолекулы [ 14], а в табл. 5 — значения Тст для поли(мет)акрилатов с различными заместителями в боковой цепи [13].

Эмульсионная сополимеризация различных мономеров дает возможность получать полиакриловые дисперсии с различными свойствами

Температура стеклования получаемых сополимеров может быть приблизительно рассчитана при помощи эмпирического уравнения Фокса:

1/Тст (сополимера) =W1/Tст1+W2/Тст2+W3/Тст3, где W1, W2, W3 — массовые доли мономеров, причем W1+ W2+ W3 = 1; Тст1, Тст2, Тстз — температуры стеклования гомополимеров, К.

Таблица 4

Таблица 5

Для ЛКМ обычно используют продукты, полученные при сополи-меризации «мягких» мономеров с низким значением Тст (бутил — и этилгексилакрилат) с «твердыми» мономерами с высокой Тст (бутил — и метилметакрилат). Такое сочетание позволяет получать сополимеры с Тст 0-40°С.

Как отмечалось выше, производные метакриловой кислоты достаточно дороги. Стоимость пленкообразователей, а в конечном итоге ЛКМ может быть снижена, а их свойства оптимизированы при частичной или полной замене метилметакрилата, который обычно используют для достижения необходимой твердости, на стирол.

Получение сополимеров акрилатов со стиролом возможно благодаря способности этих мономеров легко сополимеризоваться с акрила-тами и почти одинаковой температуре стеклования гомополимеров. Использование неполярного мономера стирола взамен метилметакрилата приводит к улучшению водо — и щелочестойкости получаемых сополимеров, увеличению сродства к пигменту и повышению блеска покрытий. Однако высокое содержание стирола может быть причиной снижения атмосферостойкости, что проявляется в мелении, потере блеска и пожелтении покрытия. В табл. 6 качественно охарактеризованы свойства сополимеров, содержащих либо метилметакрилат, либо стирол [8].

При сравнении свойств полиакрилатов с поливиниловыми эфира-ми следует отметить, что первые образуют более гидрофобные, устойчивые к действию воды и омылению покрытия с более высокой атмо-сферостойкостью. Благодаря более высокому коэффициенту преломления и однородности акриловых дисперсий блеск покрытий на их основе выше, чем при использовании поливинилацетата.

Чистые акрилаты применяют в основном для получения ЛКМ для наружной отделки, производства лаков, пропиточных составов, красок для глянцевых и полуглянцевых покрытий для внутренних работ, т.е. в материалах с низким содержанием пигментов и наполнителей или не содержащих их совсем.

Таблица 6

++ — очень хорошо; + — хорошо; +/ — — удовлетворительно; — — неудовлетворительно

Стиролакриловые дисперсии вследствие благоприятного соотношения цена/качество практически универсальны. Их использование следует ограничивать в рецептурах лаков, пропиточных составов и ЛКМ с небольшим содержанием пигментов.

В чем разница между акрилом и латексом. Технология, свойства, применение.

В чем разница между акрилом и латексом. Технология, свойства, применение.

Перед началом ремонта у пользователей возникает много вопросов. Многие люди не могут решить, какую краску стоит использовать. Наиболее популярны латексные и акриловые составы. Их часто путают на строительном рынке, что усложняет выбор среднестатистического покупателя в пользу того или иного продукта.

Состав
Латексная смесь состоит из концентрированного пигмента, различных дисперсий, консервантов, растворителя и воды. Часто такие материалы содержат вещества, улучшающие свойства получаемого покрытия. Что касается акриловой краски, то она, как правило, не содержит примесей, но имеет концентрированные элементы.

Типы красок

Есть много разных красок. Однако наиболее распространены латексные и акриловые варианты.

Акриловые краски пока не пользовались большим спросом из-за их высокой стоимости. Однако с развитием технологий цены на такие краски сейчас вполне доступны. По своим характеристикам и параметрам эти краски превосходят другие составы. Они очень экономичны и могут использоваться как для внешней, так и для внутренней отделки.

Многие потребители задаются вопросом, в чем разница между акриловыми и акрилатными смесями. Между ними нет большой разницы. Акриловый такой же, как и акрилат. Все дело в маркетинговых стратегиях – лучше продавать материал под разными названиями, создавая иллюзию разнообразия.

Латексная краска используется для внутренней и внешней отделки. В его состав входит определенное вещество, предотвращающее появление плесени. Есть несколько популярных разновидностей латексных красок. Например, используйте фактурные композиции для создания красивого рельефа на подложках.

Поливинилацетат:

Краска поливинилацетатная – одна из форм латекса. Ее обычно называют «водоэмульсионная» или водно-дисперсионная краска. В его основе лежит ПВА. Такие средства не содержат растворителей, обладают слабым ароматом, хорошими адгезионными свойствами, могут смываться водой с инструментов и кожи до высыхания. Не менее важным преимуществом является относительно невысокая цена. Недостатком этой краски является ее смываемость даже после полного высыхания. Не рекомендуется использовать его при покраске фасадов. К тому же онa мажется (эффект мела),  – одежда может испачкаться. Недостатком этого покрытия является морозостойкость, поэтому зимой оно не подходит для окраски неотапливаемых помещений.

Стирол-бутадиен: стирол-бутадиеновые краски, также известные как латексные краски на водной основе. Эти соединения устойчивы к износу и влаге. Смыть такие покрытия с подложки не так-то просто. Однако у стирол-бутадиеновых смесей есть свои недостатки – они не любят попадания света. Под воздействием ультрафиолета этот цвет теряет свой первоначальный вид. Такой материал подходит для внутренней отделки.

Акриловый силикон:

Акриловые силиконовые краски обладают стойкостью к свету и влаге. Кроме того, они отличаются высокой паропроницаемостью, что особенно важно при покраске фасадов.

Вместо силикатных и силиконовых красок часто предлагаются смеси акриловых силикатов. Такие лакокрасочные отделочные материалы во многом похожи на силикатные краски, но цены на них ниже.

Отличия:

Смеси акрила и латекса во многих отношениях очень похожи. Однако состав акрила отличается от смешанных вариантов латекса своим содержанием.

Связующее для латексных красок стирол-бутадиен.

Aкрил – латексный акрил.

В обоих случаях это синтетические смолы. Стоит учесть еще один факт – в эти краски не добавляется натуральный латекс, полученный из каучуковой древесины.
Часто такие покрытия не отличаются друг от друга, поскольку имеют схожие физические и эксплуатационные свойства. Эти отделочные материалы при высыхании образуют гибкую защитную пленку. Однако по прочностным характеристикам окончательного покрытия акрил превосходит латекс, поскольку он более устойчив к влаге и истиранию.

Как выбрать?

Чтобы выбрать нужную вам краску, нужно правильно подобрать и понимать все его физические и эксплуатационные свойства. Особое внимание стоит уделить степени глянца – их несколько:

– полностью матовый – SM или 0 ÷ 5;
– матовый – М или 6 ÷ 10;
– частично матированные – ПМ или 11 ÷ 29;
– полуглянцевый – PG или 30 ÷ 59;
– глянцевый – G или 60 ÷ 89;
– полностью глянцевый или 90 ÷ 100.

Следует также обратить внимание на такие свойства, как тиксотропность и непрозрачность. Тиксотропия влияет на то, насколько быстро краска загустевает, не вызывает стекания, не капает с инструментов, тиксотропия обеспечивает увеличение вязкости краски при нанесении, в результате она легко растекается и не оставляет следов при высыхании.

krasa.lv

Акрилаты

Ключевые слова
гель

Акрилаты представляют собой семейство полимеров, представляющих собой тип винилового полимера. Акрилаты, конечно, сделаны из акрилатных мономеров, и пришло время объяснить, что это такое. Акрилатные мономеры обычно представляют собой сложные эфиры, которые содержат винильные группы, то есть два атома углерода, связанные двойной связью друг с другом, непосредственно присоединенные к карбонильному углероду.
эфирной группы. Некоторые полимеры (особенно сополимеры) содержат свободную акриловую кислоту, как показано ниже.

Важно отметить разницу между двумя виниловыми атомами углерода (альфа- и бета-углеродами сложноэфирной или кислотной группы, как показано ниже).
Из-за очень полярной природы карбонила, оттягивающей электронную плотность от обычно богатой электронами винильной группы,
альфа-углерод беднее электронами, чем бета-углерод. Это оказывает огромное влияние на реакционную способность мономера.
у нас нет места, чтобы войти сюда. Однако это означает, что анионная полимеризация становится возможной для акрилатов.
(а также метакрилаты), и это дает полимеры с очень разной тактикой основной цепи и очень разными
физические свойства, такие как более кристаллический.

Некоторые акрилаты имеют дополнительную метильную группу, присоединенную к альфа-углероду, и они называются метакрилатами . Одним из наиболее распространенных метакрилатных полимеров является поли(метилметакрилат).

Акрилат и метакрилат

одно из менее известных произведений Ницше

Можно не думать, что эта маленькая метильная группа будет иметь большое значение в поведении и свойствах полимера, но это так. Полиметилакрилат представляет собой белый каучук при комнатной температуре, но полиметилметакрилат представляет собой прочный, твердый и прозрачный пластик.

Как оказалось, насколько мягким или твердым является полимер при данной температуре, определяется тем, что мы называем подвижностью цепи , то есть тем, насколько хорошо полимерные цепи извиваются друг вокруг друга и вокруг друг друга. Чем больше они могут двигаться, тем мягче полимер. Здесь помогает вспомнить сцену из фильма : В поисках утраченного ковчега , в которой наш герой Индиана Джонс оказывается в египетском храме по щиколотку среди скользких ядовитых змей. Полимерные цепи похожи на этих змей. Гладкие змеи могут очень легко проходить мимо друг друга. Но если бы вы могли представить себе этих змей с гигантскими колючими шипами вверх и вниз по спине, как у некоторых динозавров в другом фильме Стивена Спилберга, вы бы увидели, что они, возможно, не так много двигаются по полу того египетского храма.
Их шипы зацепятся друг за друга, и скользить станет довольно сложно.

Поли(метилметакрилат) похож на одну из тех змей с гигантскими колючими шипами вдоль и поперек спины, а эти дополнительные метильные группы действуют как шипы, быстро останавливая любое сползание поли(метилметакрилатных) цепей. . С другой стороны, полиметилакрилат подобен гладким змеям. Если эта дополнительная метильная группа не мешает, они могут скользить сколько угодно. Если полимерные цепи могут легко скользить и извиваться между собой и вокруг друг друга, вся их масса сможет течь легче. Таким образом, полимер, который может легко перемещаться, будет мягким, а тот, который не может, будет твердым.
проще говоря.

Итак, вы, вероятно, задаете себе извечный вопрос: «Если немного хорошо, многое должно быть намного лучше, верно?» Это означает, конечно, что если добавление простой метильной группы к виниловому углероду рядом со сложным эфиром оказало такое влияние на свойства полиакрилата, почему бы не использовать еще более крупные группы? Отличная идея! Не работает. И вот почему: конечно, большая группа изменила бы свойства полимера еще больше, но вы просто не можете сделать никакого полимера. Все, что крупнее метила, останавливает полимеризацию. Стерические затруднения становятся слишком большими, чтобы поступающий мономер мог присоединиться к концу реакционноспособной полимерной цепи (которой в любом случае нет). Что-то вроде той сцены в анимационном фильме, где тираннозавр пытается съесть ребенка, застрявшего в углу: его голова слишком велика, чтобы поместиться и откусить кусок. Хорошо, плохая аналогия, но вы поняли, я надеюсь.

Если вы хотите узнать больше о том, чем полимеры похожи на змей, загляните на страницу температуры стеклования.

Больше никаких провисающих подгузников, которые протекают

Простейший акрилатный полимер является одним из наименее изученных. И это было бы…

Это то, что мы называем полиэлектролитом. Другими словами, каждая повторяющаяся единица имеет ионизируемую группу. В данном случае это карбоксильная группа. Поли(акриловая кислота) и
родственные акрилаты необычны, потому что они впитывают воду как сумасшедшие. Они без проблем поглощают воду во много раз больше собственного веса, даже в сотни раз больше. Это означает, что даже несколько граммов полимера могут впитать чашку жидкости и прочно удержать ее. Полимеры, которые делают это, называются суперабсорберы . Итак, какой-то умной личности пришла в голову блестящая идея положить эту штуку в детские подгузники. В подгузнике полиакриловая кислота поглощает всю жидкость, которую оставляет после себя ваш комочек радости. Помните всю ту рекламу подгузников, где на подгузники наливают эту синюю жидкость, и она исчезает? То, что вы видели, было полиакриловой кислотой или подобным акрилатным полимером в процессе суперабсорбции.

И не думайте ни на минуту, что мы полностью понимаем, почему
полиакриловая кислота может поглощать так много воды, но это явно связано с ее молекулярной структурой и свойствами.

Преимущество подгузников с поли(акриловой кислотой), помимо того факта, что они менее грязные, заключается в том, что после того, как беспорядок заперт в поли(акриловой кислоте), ребенку не нужно в нем сидеть. пока мама с папой не поймут, что пора что-то менять. В противном случае у малыша могут появиться неприятные кожные высыпания.

Немного азотной музыки

Существует несколько производных полиакрилатов, содержащих азот. На рисунке показаны два полиакриламида и полиакрилонитрила. Полиакрилонитрил используется для изготовления акриловых волокон. Полиакриламид растворяется в воде и используется в промышленности во многих областях, требующих этой способности. Даже сшитые полиакриламиды могут поглощать воду. Если подумать, сшитые полимеры не могут растворяться, но это не мешает воде взаимодействовать с ними. Эти гели набухшего в воде сшитого полимера используются для изготовления таких вещей, как мягкие контактные линзы. Именно абсорбированная в них вода делает их мягкими, но вам нужны другие сомономеры или полимеры, смешанные с ними, чтобы помочь с такими вещами, как проницаемость для кислорода. Чтобы увидеть полимер и его
мономер акриламида в 3D, нажмите здесь.

Делаем акрилаты более полезными

Если вы посмотрите на акрилат, вы увидите, что он имеет две функциональные группы. Одной из них является группа карбоновой кислоты, которая позволяет получать всевозможные производные.
с использованием почти любого спирта или амина, какие только можно придумать. Другая функциональная группа — это, конечно же, двойная связь, которая позволяет
акрилаты подвергаются различным видам полимеризации. Что, если бы у вас была третья функциональная группа, которую вы могли бы сделать
дополнительные реакции либо с мономером до полимеризации, либо с этой конкретной группой после образования полимера?

Оказывается, это было сделано во многих случаях с использованием сложноэфирной группы. Представьте себе алкиловый эфир со спиртом, амином, кислотой различных типов или даже с другой двойной связью где-то в нем. Простым примером является моноакрилат этиленгликоля. Это точно акрилат, но другой конец
алкиловый эфир представляет собой непрореагировавший спирт. Когда у вас есть метильная группа на двойной связи (эфира метакрилата), тогда у вас есть гидроксиэтилметакрилат, также известный как HEMA; см. структуру ниже для мономера и полимера. Полимер обладает полезными свойствами, будучи реакционноспособным и способным связываться со многими другими полярными функциональными группами. Это делает полимер полезным в биологических системах для ряда приложений, на которые у нас нет времени.
здесь, но эй, вы всегда можете выполнить поиск в Интернете, чтобы узнать больше!

Оказывается, есть простой способ получить более сложные акрилатные мономеры и полимеры: использовать функциональную группу на метиле метакрилатов. На изображениях ниже показаны некоторые примеры, изготовленные из альфа-гидроксиметильного мономера. И оказывается, что хлорметильная группа ECMA позволяет получать всевозможные функционализированные акрилатные полимеры.

Что ты говоришь? Вы действительно хотели бы сделать некоторые из этих удивительных полимеров? Что ж, держите своих лошадей (как будто они у вас есть), потому что здесь есть несколько рецептов и подробные процедуры. Просто нажмите на тот, который вас интересует, или нажмите на вторую ссылку, чтобы скачать файл в формате pdf. Будьте осторожны и получайте удовольствие!

Для свободнорадикальной полимеризации метилметакрилата с получением (в основном) атактического ПММА щелкните здесь, чтобы просмотреть процедуру, и здесь, чтобы загрузить копию.

Для анионной полимеризации метилметакрилата с получением (в основном) синдиотактического полимера щелкните здесь, чтобы просмотреть процедуру, и здесь, чтобы загрузить копию.

Чтобы ознакомиться с общей процедурой получения мономеров RHMA с различными сложноэфирными группами (метил, этил, бутил и трет-бутил) и условиями свободнорадикальной полимеризации с образованием соответствующих гомополимеров, щелкните здесь, чтобы просмотреть процедуру, и здесь, чтобы загрузить копию.

Далее приведена общая процедура получения димеров RHMA, связанных простым эфиром, с различными сложноэфирными группами (метил, этил, бутил и трет-бутил) и условия для свободнорадикальной циклополимеризации с получением растворимых циклополимеров, см. здесь и здесь, чтобы загрузить копию.

Теперь о свободнорадикальной полимеризации этакриловой кислоты, полимера, который обычно трудно получить из-за того, что альфа-заместитель больше, чем метил; щелкните здесь, чтобы просмотреть процедуру, и здесь, чтобы загрузить копию.

Для анионной полимеризации изопропилакрилата с получением (в основном) изотактического полимера щелкните здесь, чтобы просмотреть процедуру, и здесь, чтобы загрузить копию.

А для анионной полимеризации изопропилакрилата с получением (в основном) синдиотактического полимера щелкните здесь, чтобы просмотреть процедуру, и здесь, чтобы загрузить копию.

Акрилаты

Акрилаты

Ключевые слова
гель

Акрилаты представляют собой семейство полимеров, представляющих собой тип винилового полимера. Акрилаты, конечно, сделаны из акрилатных мономеров, и пришло время объяснить, что это такое. Акрилатные мономеры представляют собой сложные эфиры, которые содержат винильные группы, то есть два атома углерода, связанные двойной связью друг с другом, непосредственно присоединенные к карбонильному углероду.

Некоторые акрилаты имеют дополнительную метильную группу, присоединенную к альфа-углероду, и они называются метакрилатами . Одним из наиболее распространенных метакрилатных полимеров является поли(метилметакрилат).

Акрилат и метакрилат

одно из менее известных произведений Ницше

Можно не думать, что эта маленькая метильная группа будет иметь большое значение в поведении и свойствах полимера, но это так. Полиметилакрилат представляет собой белый каучук при комнатной температуре, но полиметилметакрилат представляет собой прочный, твердый и прозрачный пластик.

Как оказалось, насколько мягким или твердым является полимер при данной температуре, определяется тем, что мы называем 9. 0020 подвижность цепи , то есть насколько хорошо полимерные цепи извиваются друг вокруг друга. Чем больше они могут двигаться, тем мягче полимер. Здесь помогает вспомнить сцену из фильма : В поисках утраченного ковчега , в которой наш герой Индиана Джонс оказывается в египетском храме по щиколотку среди скользких ядовитых змей. Полимерные цепи похожи на этих змей. Гладкие змеи могут очень легко проходить мимо друг друга. Но если бы вы могли представить себе этих змей с гигантскими колючими шипами вверх и вниз по спине, как у некоторых динозавров в другом фильме Стивена Спилберга, вы бы увидели, что они, возможно, не так много двигаются по полу того египетского храма.
Их шипы зацепятся друг за друга, и скользить станет довольно сложно.

Поли(метилметакрилат) похож на одну из тех змей с гигантскими колючими шипами вдоль и поперек спины, а эти дополнительные метильные группы действуют как шипы, быстро останавливая любое сползание поли(метилметакрилатных) цепей. . С другой стороны, полиметилакрилат подобен гладким змеям. Если эта дополнительная метильная группа не мешает, они могут скользить сколько угодно. Если полимерные цепи могут легко скользить и извиваться между собой и вокруг друг друга, вся их масса сможет течь легче. Таким образом, полимер, который может легко перемещаться, будет мягким, а тот, который не может, будет твердым.
проще говоря.

Если вы хотите узнать больше о том, чем полимеры похожи на змей, загляните на страницу температуры стеклования.

Больше никаких провисающих подгузников, которые протекают

Простейший акрилатный полимер является одним из наименее изученных. И это было бы…

Это то, что мы называем полиэлектролитом. Другими словами, каждая повторяющаяся единица имеет ионизируемую группу. В данном случае это карбоксильная группа. Полиакриловая кислота странная, потому что она впитывает воду как сумасшедшая. Он без проблем впитывает воду во много раз больше собственного веса. Полимеры, которые делают это, называются суперабсорберы . Итак, какой-то умной личности пришла в голову блестящая идея положить эту штуку в детские подгузники. В подгузнике поли(акриловая кислота) поглощает мелкий беспорядок, который оставляет после себя комочек радости. Помните всю ту рекламу подгузников, где на подгузники наливают эту синюю жидкость, и она исчезает? То, что вы видели, было полиакриловой кислотой в процессе суперабсорбции.

И даже не думайте, что у нас есть хоть малейшее представление, почему
поли(акриловая кислота) может поглощать так много воды. Мы совершенно не в курсе!

Преимущество подгузников с поли(акриловой кислотой), помимо того факта, что они менее грязные, заключается в том, что после того, как беспорядок заперт в поли(акриловой кислоте), ребенку не нужно в нем сидеть. пока мама с папой не поймут, что пора что-то менять. В противном случае у малыша могут появиться неприятные кожные высыпания.

Немного азотной музыки

Существует несколько производных полиакрилатов, содержащих азот.