1.2. Химическая природа лкм и их компонентов.

1.2.1. Пленкообразователи.

Все пленкообразующие вещества образуют полимерные пленки, для их классификации по происхождению воспользуемся определениями из химии высокомолекулярных соединений.

Полимеры:

- природные

- искусственные

- синтетические

Полимеры – вещества с молекулярной массой от тысяч до нескольких миллионов углеродных единиц (1/12 атома С), молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся молекулярных группировок, мономерных звеньев, которые соединяются посредством химической связи (связь между 2-мя атомами за счет образования общей электронной пары).

Различают:

-гомополимеры (одинаковые)

- сополимеры (чередуются)

Природные полимеры: белки, полисахариды (целлюлоза, клетчатка), натуральный каучук. Не используются в качестве пленкообразующей основы ЛКМ. В качестве основы ЛКМ могут использоваться растительные масла.

Искусственные полимеры – изготавливаются на основе олигомеров, получаемых из природных материалов посредством предварительной химической обработки с последующей полимеризацией. Нитроэфиры целлюлозы используют в качестве основы ЛКМ, а также смолы, как канифоль (смолистый сок хвойных деревьев), янтарь, даммара (смола из деревьев Юго-Восточной Азии) Шеллак, битум.

Синтетические – изготавливаются на основе мономеров, получаемых синтетическим путем из продуктов глубокой переработки нефтяного, угольного, газового сырья.

Синтетическим материалом являются большинство пластмасс, используемых в технике, быту; резины, синтетические волокна (капрон, лафсан, нейлон) и др.

Для получения ЛКМ используют мономеры на основе глицерина, полиосновных карбоновых кислот, фенола, формальдегида, эпоксисоединений, поливинилхлорида, кремнийорганических соединений (глицерин – трехатомный спирт).

1.2.1.1. Растительные масла как основа лкм.

Растительные масла, жиры, получаемые из семян и плодов растений представляют триглицериды жирных кислот, т.е. являются сложными эфирами глицерина и органических кислот C₁₆-C₁₈.

Глицерин:

Трехатомный спирт на его основе:

Все многообразие растительных масел определяется природой алкильных радикалов (углеводородных), преимущественно не разветвленных, содержащих 16 или 18 атомов С и разной степени насыщенности, имеющие двойные или тройные, сопряженные или несопряженные связи, ненасыщенные, имеющие двойную или тройную связь. (двойная связь – алкены, две двойных связи – алкадиены, три тройных связи – триены)

Пр. сопряженные связи: CH2=C=CH2

Изолированные: CH2=CH–CH=CH2

В зависимотсти от количества и расположения двойных связей зависит способность масел к аутоокислительному (самоокисление) отверждению или высыханию, которая определяется соотношением входящих в состав триглицеридов, остатков насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, степени их ненасыщенности, а также наличием сопряженных двойных связей, способствующих более быстрому высыханию.

Различают масла:

1. Высыхающие (льняное, конопляное, периловое, тунговое)

2. Полувысыхающие (подсолнечное, соевое, маковое, кедровое, кукурузное)

3. Невысыхающие (хлопковое, оливковое, кокосовое, касторовое)

Комбинация радикалов жирных кислот и доля различных триглицеридов в составе кислот составляет жирно-кислотный состав масла.

Пр.:

- линолевая кислота С₁₇Н₃₁СООН

СН₃(СН₂)₄СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₇СООН

- линоленовая кислота С₁₇Н₂₉СООН

СН₃СН₂СН=СН-СН₂СН=СН-СН₂СН=СН(СН₂)₇СООН

- олеиновая кислота С₁₇Н₃₃СООН

цис-изомер

- эландиоловая кислота С₁₇Н₃₃СООН

транс-изомер

- пальметиновая кислота С₁₅Н₂₉СООН

С=С

Это тривиальная номенклатура

Получают масла из растительного сырья путем холодного, горячего прессования; экстракция растворителя.

Из растительных масел путем термической или термоокислительной обработки с добавлением сиккативов получают жидкие пленкообразующие (олифы) материалы.

Сиккативы – соли (катион Ме и анион кислотного остатка) органических кислот (карбоновых). Являются ускорителями автоокисления.

Олифы – основы масляных красок. В результате термической или термоокислительной обработке растительные масла олигомеризуются или частично полимеризуются. В результате олигомеризации увеличивается вязкость материала, что способствует лучшему удерживанию компонентов ЛКМ в массе пленкообразующего вещества.

Масла и олифы в ходе высыхания присоединяют кислород воздуха и претерпевают сложные внутримолекулярные изменения, увеличивающие их молекулярный вес, образуется твердый продукт, который называется линоксин, который нерастворим в органических растворителях, в которых растворяется исходный пленкообразователь.

Процесс высыхания масел можно разделить на 2 основные фазы:

1. Химическая – окисление кислородом ненасыщенных связей триглицеридов с образованием перекисей, переходящих в кислородосодержащие соединения, одновременно происходит реакция полимеризации.

Образуются сшитые двух или трехмерные полимеры, покрытия получаются твердые и жесткие.

2. Коллоидальная – в результате окисления и полимеризации образуются новые соединения различной степени дисперсности, которые коагулируют, образуя твердый гель.

Факторы, способствующие ускорению высыхания, но воздействие каждого из них должно быть умеренно, т.к. чрезмерная интенсификация ведет к побочным нежелательным явлениям.

1. Присутствие катализаторов (сиккативов)

2. Повышение температуры (при чрезмерном повышении температуры происходит размягчение.

3. Солнечный свет.