Файл: Алентьев А.А. Кремнийорганические гидрофобизаторы.pdf

\

г— радиус пор, см;

F— площадь изделия, см2;

-----коэффициент, учитывающий расположение пор в

Нами исследована водонепроницаемость пористых изде­ лий толщиной 0,45 см при краевом угле их поверхности, равном 140°.

Средний расчетный диаметр пор исследованных изделий составлял 20 и 30 мк. Половина изделий подвергалась

той же. концентрации.

69

расчетными, приведенными в табл. 4, нетрудно заметить, что реальные пористые тела имеют более высокую водоне­ проницаемость. Двукратная пропитка сильно повышает водонепроницаемость. При однократной пропитке на по­ верхности пористого материала образуется тонкий.гидро­ фобный слой, а вся внутренняя толща изделия остается гидрофильной. Это интересное явление объясняется тем, что скорость гидролиза CH3SiCl3 значительно больше ско­ рости проникновения раствора внутрь пор.

При этом поверхность материала является своеобраз­ ным фильтром, задерживающим молекулы силанхлсфида. В глубину.материала проникает раствор, обедненный гидрофобизирующим веществом. Распределение концентрации при прохождении гидрофобизирующего раствора вглубь

70

пористого тела может быть охарактеризовано следующим уравнением [16]:

При второй пропитке гидрофобизированная поверх­ ность не имеет водной пленки на поверхности и не препят­ ствует проникновению гидрофобизирующего раствора внутрь пористого тела. В результате внутренняя поверх­ ность пор при определенном соотношении толщины из­ делия и концентрации раствора сплошь покрывается плен­ кой гидрофобного полимера.

Анализ экспериментального материала показывает, что время прохождения воды сквозь гидрофобизированный по­

тела, в связи с чем путь движения жидкости значительно возрастает.

71

Рекомендуемая концентрация раствора 1— 10%. Подго­ товка образцов к гидрофобизации производится по ме­ тодике, описанной в разделе. «Гидрофобизация стекла». В качестве растворителей следует применять бензин, ке­ росин, уайт-спирит, толуол, бензол, четыреххлористый углерод.

Для лучшего проникновения гидрофобизирующего раст­ вора в микропоры изделия, погруженные в раствор, вакуумируют. Вакуумированное, а затем пропитанное под давлением пористое изделие извлекают из сосуда. Избыт­ ку жидкости дают стечь, а затем изделие подвергают суш­ ке в воздушной камере, после чего процесс пропитки может быть повторен. Окончательно пропитанное и высушенное изделие подвергают термообработке при температуре 150— 180° на протяжении 2—3 час.

4. ГИДРОФОШ 13ЛЦИЯ ЦЕЛЛЮ ЛОЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Одной из особенностей целлюлозных материалов (бу­ маги, картона, тканей, древесины и др.) является их лег­ кая смачиваемость водой, проницаемость для воды и набухаемость. Эти свойства целлюлозы часто мешают ее при­ менению..

Легкая восприимчивость целлюлозы к воде связана со сложным строением растительных волокон, состоящих из элементарных волокон (фибрилл) и цепеобразных агре­ гатов молекул целлюлозы (мицелл), имеющих воздушные

О

промежутки размером от 10 до 1000А. Эти промежутки вполне доступны для проникновения воды. Высокое влагопоглощение целлюлозных волокон объясняется еще гидрофильностью молекул целлюлозы, содержащих в хими­ ческой структуре гидроксильные группы ОН.

72

Эффект гидрофобизации с химической точки зрения сводится к прикрыванию молекул целлюлозы молекулами гидрофобного водоотталкивающего вещества и к частичной этерификации за счет гидроксильных групп, вследствие чего резко уменьшается гидрофильность целлюлозы. Кро­ ме того, действующие водоотталкивающие силы гидрофоб­ ного покрытия на поверхности волокон материала умень­ шают смачиваемость его, и влага не может проникать в те поры, капилляры и промежутки, в которые она легко про­ никает при хорошей смачиваемости и притяжении молеку­ лами целлюлозы.

Для повышения водостойкости целлюлозных материа­ лов их часто пропитывают негигроскопичными материалами. В качестве пропитывающих составов используются неги­ гроскопические' лаки, полимеризующиеся масла, воски и воскообразные вещества, компаунды. Пропитка произ­ водится, главным образом, нагретым пропиточным соста­ вом при малой его вязкости. Однако очень часто и в жид­ ком состоянии высокомолекулярные пропитывающие ве­ щества не в состоянии проникнуть в тончайшие поры и капилляры. Они отфильтровываются и остаются на поверх­ ности, так как размеры их отдельных молекул и молеку­ лярных агрегатов (порядка 10_3 см) значительно превос­ ходят размеры пор и капилляров (порядка 10-8— 10_6 см). Это исключает возможность глубокой пропитки. Вода же, имеющая значительно меньшую вязкость и меньшие размеры молекул, легко проникает в капилляры и поры.

На практике в последнее время для гидрофобизации цел­ люлозных материалов стали все шире применять кремнийорганические гидрофобизаторы. Материалы, гидрофобизированные кремнийорганическими соединениями, практически не увеличиваются в весе, полностью сохра­ няют неизменный свой внешний вид, пористость и возду­

73-