EN
Ինչպես է ՏԵՏԱ-ն փոխազդում անօրգանական պիգմենտների մակերևույթների հետ
Ամին–հիդրոքսիլ և ամին–սիլանոլ կոնդենսացման ճանապարհները մետաղի օքսիդների պիգմենտներում
Տրիէթիլենտետրամինը, որը հայտնի է որպես TETA, կոնդենսացման ռեակցիաների միջոցով ստեղծում է ուժեղ քիմիական կապեր անօրգանական ներկանյութերի հետ: Դրանք տեղի են ունենում, երբ TETA-ի առաջնային ամինախմբերը ռեագիրում են մետաղային օքսիդների (օրինակ՝ տիտանի երկօքսիդի՝ TiO2-ի կամ երկաթի երկօքսիդի՝ Fe2O3-ի) մակերևույթներում գտնվող հիդրոքսիլային խմբերի (-OH) հետ՝ առաջացնելով կայուն NH2...O==M կապեր: Երկրորդային ամինախմբերը նույնպես մասնակցում են ռեակցիային՝ ավելացնելով սիլիկային ներկանյութերի վրա առկա սիլանոլային խմբերին (Si-OH): Քանի որ TETA-ն ունի չորս ֆունկցիոնալ խումբ, այն կարող է միաժամանակ ստեղծել մի քանի կապման կետեր, սահմանային շերտում ստեղծելով այսպես կոչված խաչաձև կապված ցանց: Այս ռեակցիաների արագությունը հետևում է այն այնպիսի կինետիկայի, որը գիտնականները անվանում են Լանգմյուրի տիպի կինետիկա, այսինքն՝ ռեակցիաները արագանում են, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մոտավորապես 60 աստիճան Ցելսիուսից վեր: Համեմատած մեկ ֆունկցիոնալ ամինների հետ՝ այս բազմակետային կապումը կտրուկ նվազեցնում է ներկանյութերի խումբվելը էպոքսիդային համակազմերում, ինչը համակազմերի ընդհանուր կայունությունն ու արդյունավետությունը զգալիորեն բարձրացնում է:
Մրցակցային ադսորբցիա. TETA-ն ընդդեմ խոնավության գունանյութերի ինտերֆեյսներում
Խոնավությունը ստեղծում է ուժեղ մրցակցություն TETA-ի հետ՝ ադսորբցիայի կետերի համար գունանյութերի մակերևույթներում, ինչը 65 % հարաբերական խոնավության պայմաններում նվազեցնում է արդյունավետ կապման աստիճանը 40–60 %-ով: Ադսորբցիայի հավասարակշռությունը համապատասխանում է մոդիֆիկացված BET մոդելին.
| Факտոր | Ազդեցությունը TETA-ի ադսորբցիայի վրա |
|---|---|
| Համեմատական խոնավություն | հարաբերական խոնավությունը >60 % նվազեցնում է կապման աստիճանը 50 %-ով |
| Մակերեսի թափանցելիություն | Միկրոփորերը նախընտրում են H₂O-ն՝ ընդդեմ TETA-ի |
| Տաքություն | >80 °C-ում վերացվում է ֆիզիկական ադսորբված ջուրը |
| Գունանյութի թթվայնությունը | Հիմնային մակերևույթները (pH > 9) նախընտրելի են TETA-ի համար |
Չնայած ջուրը ավելի հեշտությամբ է կապվում ֆիզիկական ադսորբցիայի միջոցով (ակտիվացման էներգիա՝ 10–15 կՋ/մոլ), TETA-ն գերակշռում է քիմիական ադսորբցիայում՝ իր բարձր ակտիվացման արգելքի շնորհիվ (25–35 կՋ/մոլ): Ինտերֆեյսային կապի օպտիմալ ձևավորման համար գունանյութերը պետք է նախնական չորացվեն մինչև ≤0,5 % խոնավության պարունակություն՝ ապահովելու համար, որ ամինախմբերը հասանելի լինեն ռեակտիվ մակերևույթային կետերին՝ առանց մրցակցային հիդրատացման:
TETA-ն՝ որպես մակերևույթի մոդիֆիկատոր գունանյութերի ցրման բարելավման համար
Դեպքի ուսումնասիրություն. TETA-ի միջոցով TiO2-ի կայունացումը բիսֆենոլ-A էպոքսի ռեզիններում
TETA-ն բարելավում է TiO2-ի տարածումը բիսֆենոլ-A էպոքսի համակարգերում, հիմնականում պիգմենտի և ռեզինի միջև ջրածնային կապերի և էլեկտրաստատիկ ուժերի շնորհիվ: Մոլեկուլի պոլիամինային կառուցվածքը հիմնականում աշխատում է որպես պաշտպանական շերտ՝ ստեղծելով ինչպես ֆիզիկական տարածք, այնպես էլ էլեկտրական լիցքեր, որոնք կանխում են մասնիկների միաձուլումը: Ի՞նչ է դա նշանակում գործնական առումով: Մենք նկատում ենք որոշ իրական առավելություններ. մոտավորապես 15–20 տոկոսով բարելավված անթափանցություն, մոտավորապես 30 %-ով նվազած վիսկոզության տատանումներ նյութի մշակման ընթացքում, ինչպես նաև այն պահպանում է իր սկզբնական գունակայունության մոտավորապես 95 %-ը՝ 1000 ժամ անընդհատ ենթարկվելուց հետո ՈՒՖ ճառագայթման: Եվ սա էլ մեկ այլ առավելություն է՝ այս բարելավումները իրականում երկարացնում են ծածկույթի խառնուրդի օգտագործման ժամկետը՝ առանց վերջնական թաղանթի մեկնարկային կարծրությունը կամ քիմիական դիմացկունությունը նվազեցնելու, ինչը անհրաժեշտ է լինում լուրջ արդյունաբերական կիրառումների համար, որտեղ որակը առաջնային նշանակություն ունի:
Համեմատական ցուցանիշներ ամինոսիլանների համեմատ կավի էքզոֆոլիացիայի ընթացքում
Նանոկավի մոդիֆիկացիայի ժամանակ TETA-ն գերազանցում է սովորական ամինոսիլաններին էքզոֆոլիացիայի արդյունավետության մեջ: Նրա կոմպակտ, ճկուն բազմադանդակ կառուցվածքը ավելի արդյունավետ է թափանցում կավի միջշերտեր, քան ավելի ծավալային սիլանները, և հասնում է էպոքսի կոմպոզիտներում ասպեկտի հարաբերության 50 %-ով բարձր դիսպերսիայի: Այս մեթոդի առավելություններն են.
- նույն լցման դեպքում ձգման մոդուլի 25 %-ով մեծ բարելավում
- օքսիծնի ներծծման 40 %-ով ցածր ցուցանիշ
- Փխրեցում 120 °C-ում (ի համեմատ ամինոսիլանների 150 °C-ում), ինչը բարելավում է էներգաօգտագործման արդյունավետությունը
Ի տարբերություն ամինոսիլանների՝ TETA-ն խուսափում է սիլանոլի կոնդենսացիայի կողային ռեակցիաներից և ցուցադրում է ավելի արագ դիֆուզիայի կինետիկա: Թերմոգրավիմետրիկ վերլուծությունը հաստատում է գերազանց ջերմային կայունությունը. TETA-ով մոդիֆիկացված նանոկոմպոզիտները պահպանում են իրենց ամբողջականությունը մինչև 300 °C, որը 35 °C-ով բարձր է սիլաններով մշակված նմանատիպ նյութերի քայքայման սկզբնակետից:
TETA-ի ազդեցությունը միջմակերեսային կպչունության և ծածկույթի կատարածության վրա
Միջմակերեսային դիմացկունության բարելավում TETA-ով փխրեցված էպոքսի ծածկույթներում (DMA/AFM վկայագրեր)
TETA միացությունը իրոք ուժեղացնում է էպոքսիդային նյութերի և գունանյութերի միջև կապը՝ առաջացնելով ուժեղ քիմիական կապեր այդ հիդրոքսիլային խմբերի հետ մակերևույթի վրա, հատկապես սիլիկային նյութերի դեպքում: Երբ մենք կատարում ենք Դինամիկ մեխանիկական վերլուծության (DMA) փորձարկումներ, սովորաբար տեսնում ենք ապակենման ջերմաստիճանի (Tg) մոտավորապես 15–22 %-անոց բարելավում սովորական ամինային ամրացնողների համեմատ: Tg-ի այս աճը ցույց է տալիս, որ նյութում ավելի շատ խաչաձև կապեր են առաջանում: Ատոմային ուժի մանրադիտակով դիտելիս նկատվում է մեկ այլ երևույթ: Չափումները ցույց են տալիս, որ միջերեսում կլանվում է մոտավորապես 40 %-ով ավելի շատ էներգիա: Ինչու՞: Որովհետև TETA-ի ճկուն ամինային շղթաները կարող են ընդունել մեխանիկական լարում՝ չքայքայվելով: Եվ այս բարելավումները ոչ միայն տեսական են: Կպչունության աշխարհիկ փորձարկումները հաստատում են այն, ինչ մենք տեսնում ենք լաբորատորիայում ստացված տվյալներում:
| Շահագործման մետրիկ | TETA-ով ամրացված համակարգեր | Ստանդարտ ամինային ամրացնողներ |
|---|---|---|
| Քաշման կպչունություն (ASTM D4541) | ≥8,2 ՄՊա | 5,1–6,3 ՄՊա |
| Աղային մառանի դիմացկունություն | 1500+ ժամ | <900 ժամ |
| Մաշվածության կորուստ (Taber) | 28 մգ/1000 ցիկլ | 45–60 մգ |
Այս միջերեսային ամրապնդումը սահմանափակում է միկրոճեղքերի առաջացումն ու տարածումը ջերմային ցիկլավորման պայմաններում (−40°C–ից մինչև 85°C)՝ ինչը մեծ կարևորություն ունի ավիատիեզերական և ծովային կիրառումներում, որտեղ դելամինացիան հաճախ սկսվում է ներկանյութ–սմոլա սահմաններում: AFM փուլային նկարահանումը հաստատում է միկրոբացասների գրեթե բացակայությունը, ինչը ընդգծում է TETA-ի դերը սխալաբեր միջերեսների վերացման մեջ:
Frequently Asked Questions - Հաճ📐
Ի՞նչ է տրիէթիլենտետրամինը (TETA):
TETA-ն քիմիական միացություն է, որն ունի չորս ամինային խմբեր և հաճախ օգտագործվում է իր ուժեղ կապման հատկությունների շնորհիվ՝ անօրգանական ներկանյութերի հետ կոնդենսացիոն ռեակցիաների միջոցով:
Ինչպե՞ս է TETA-ն բարելավում էպոքսիդային համակազմերի բաղադրությունները:
TETA-ն նվազեցնում է ներկանյութի կուտակումը՝ բազմակետային կապման շնորհիվ, ինչը բարելավում է բաղադրությունների կայունությունն ու արդյունավետությունը:
Ինչու՞ է խոնավությունը TETA-ի կլանման համար խնդիր:
Խոնավությունը մրցում է TETA-ի հետ կլանման կետերի համար, հատկապես բարձր խոնավության պայմաններում, ինչը կարող է նվազեցնել նրա արդյունավետությունը ներկանյութի մակերևույթների հետ կապվելու գործում:
Որ կիրառություններում է TETA-ն ամենաշատ օգտակար:
TETA-ն հատկապես օգեստական է արդյունաբերական կիրառումներում, որտեղ ցանկանում են բարելավված ներկայի փոշիների տարածում, պատվաստման աշխատանք և միջմակերեսային ամրություն: