Исследование эмульсионной полимеризации некоторых акриловых мономеров с использованием диоксида титана

В прокаленный до постоянной массы и взвешенный с точностью до 0,0002 г фарфоровый тигель помещали высушенный до постоянной массы осадок и взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. Осадок прокаливали в муфельной печи при температуре 600°С в течение 1 часа. Затем тигель охлаждали в эксикаторе и взвешивали. Прокаливание проводили до достижения постоянной массы образца.

Содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсии Х (в %) вычисляли по формуле:



где m - масса навески до прокаливания, г;

m1 - масса навески после прокаливания, г.

Содержание диоксида титана в дисперсии Y (в %) рассчитывали по формуле:

где X - содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсии, %

- массовая доля нелетучих веществ в дисперсии, %

2.2.6 Исследование реологических свойств дисперсий

Реологические свойства дисперсий исследовали на ротационном вискозиметре Mettler RM 180 Rheomat.

Принцип изучения реологических свойств на ротационном вискозиметре заключается в том, что измеряется напряжение сдвига, возникающее в материале, помещенном в узкий зазор между вращающимся и неподвижным коаксиальными цилиндрами. Вращающийся внутренний цилиндр связан осью с пружиной, которая передает момент вращения от внутреннего цилиндра на потенциометр. Показания потенциометра пропорциональны моменту вращения, который линейно зависит от напряжения сдвига. В зависимости от пределов измерения вязкости вискозиметр снабжен набором внутренних и внешних измерительных цилиндров.

Внешний цилиндр измерительной системы наполняли исследуемым образцом и присоединяли к прибору. Измерения проводились при постоянной температуре, начиная с самых низких частот вращения.

Напряжение сдвига ф (в Па) рассчитывали по формуле:

ф = Кб (1)

где К - константа измерительного цилиндра; б - показания прибора.

Динамическую вязкость з (в Па•с) рассчитывали по следующей формуле:

(2)

Используя полученные данные, строили зависимости вязкости и напряжения сдвига от градиента скорости сдвига.

2.2.7 Определение рН дисперсий

рН дисперсий определяли с помощью рН-метра марки рН-121.

В качестве измерительно электрода использовался хлорсеребрянный электрод. В качестве электрода сравнения - стеклянный.



3. Результаты и их обсуждение

В последнее время большой интерес вызывают композитные дисперсии полимеров и неорганических пигментов. Частицы полимерной дисперсии, сорбируясь на поверхности частиц пигмента, препятствуют их агрегации и позволяют более равномерно распределиться частицам пигмента в водной фазе, что в свою очередь приводит к изменению оптических свойств таких систем [14]. Например, при применении диоксида титана в качестве носителя повышается укрывистость воднодисперсионного материала, изменяются реологические свойства и снижается расход самого диоксида титана.

С другой стороны, наличие неорганического носителя, приводит к изменению физико-механических свойств полимеров [29].

Одним из способов получения подобных композитных систем является совмещение водной суспензии неорганического наполнителя и дисперсий полимеров, содержащих полимер, способный адсорбироваться на поверхности частиц пигмента [30].

Другим подходом к получению таких композитных систем может быть непосредственный синтез полимера из мономеров с использованием неорганического наполнителя [26]. В этом случае возможно образование композитных частиц типа «ядро-оболочка», ядром которых служит частица наполнителя; частиц полимера, наполненных неорганическими частицами или композитных частиц, состоящих из частицы наполнителя с адсорбированными на нем частицами полимера. В любом варианте, конечным результатом является уже наполненный водно-дисперсионный лакокрасочный материал.

Целью данной работы было исследование эмульсионной полимеризации некоторых акриловых мономеров c использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, а также влияние его на свойства получаемых дисперсий.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

- выбрать неорганический носитель для акриловых дисперсий;

- синтезировать методом эмульсионной полимеризации дисперсии акриловых полимеров с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя;

- оценить влияние неорганического носителя на стабильность и свойства полученных дисперсий;

На начальном этапе работы методом дисперсионного анализа было определено распределение по размеру частиц некоторых марок диоксида титана и кислотно-основные свойства их поверхности. По результатам исследования был выбран один из образцов диоксида титана и получены дисперсии полиметилметакрилата, как с использованием неорганического носителя, так и без него. У синтезированных дисперсий определялась агрегативная устойчивость, содержание диоксида титана в твердой фазе, оценивались реологические свойства.

На основании полученных данных были выбраны условия синтеза получаемых дисперсий.

3.1 Выбор неорганического носителя для акриловых дисперсий

С целью выбора наиболее высокодисперсного неорганического носителя, подходящего для синтеза композитных дисперсий, были изучены несколько образцов диоксида титана.

Образцы диоксида титана диспергировали в воде с добавлением небольшого количества ПАВ на ультразвуковом диспергаторе УЗДН в течение 15 секунд. Поскольку диоксид титана марки АК для сохранения своих свойств был обработан органическими соединениями производителем, то пигмент предварительно прокаливали при температуре 600 С в течении 5 часов.

На рисунке 3.1 представлены результаты дисперсионного анализа для выбранных образцов диоксида титана.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.1 - Кривые численного распределения по размеру частиц образцов диоксида титана. 1 - Light Stabilazer 210, 2 - Hombikat UV100, 3 - АК

Из рисунка 3.1 видно, что наименьшим средним размером частиц обладает образец диоксида титана Light Stabilazer. Его водные суспензии более устойчивы к седиментации и, кроме того, не требуют дополнительной стабилизации. Суспензии диоксида титана марок Hombikat и АК неустойчивы во времени, в течение 1 часа происходит почти полное осаждение частиц пигмента.

Частицы диоксида титана могут оказывать влияние как на сам процесс полимеризации, так и на стабильность образующейся дисперсии, например за счет адсорбции на своей поверхности мономера, инициатора или эмульгатора.

Для определения возможности сорбции компонентов системы на поверхности частиц диоксида титана, методом неводного титрования были определены концентрация и сила кислотно-основных центров. На рисунках 3.2-3.4 представлены гистограммы распределения кислотных и основных центров исследованных образцов диоксида титана.

Рисунок 3.2 - Гистограмма распределения кислотных и основных центров диоксида титана марки Hombikat UV100

Рисунок 3.3 - Гистограмма распределения кислотных и основных центров диоксида титана марки АК



Рисунок 3.4 - Гистограмма распределения кислотных и основных центров диоксида титана Light Stabilazer

Суммарное содержание кислотных и основных центров приведено в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Суммарное содержание кислотных и основных центров образцов диоксида титана

Марка диоксида титана	Суммарное содержание кислотных центров, мкмоль/г	Суммарное содержание основных центров, мкмоль/г
Hombikat UV100	63,0	162,7
АК	192,0	121,7
Light Stabilazer	203,8	101,2

Можно заметить, что на поверхности диоксида титана марки Hombikat преобладают основные центры. В тоже время на поверхности частиц диоксида титана Light Stabilazer и АК в основном преобладают кислотные центры.

С точки зрения кислотно-основного баланса поверхности диоксида титана при инициировании процесса эмульсионной полимеризации персульфатом аммония наиболее подходящим для использования в качестве носителя при получении дисперсий является Hombikat UV100, имеющего максимальное содержание основных центров.

Однако, для получения дисперсий, устойчивых во времени, необходимо, чтобы размер частиц неорганического носителя был соизмерим с размером частиц получаемой дисперсии. Поэтому для синтеза дисперсий методом эмульсионной полимеризации выбран диоксид титана Light Stabilazer.

Поскольку персульфат аммония является инициатором при проведении эмульсионной полимеризации акриловых мономеров, необходимо определить величину его адсорбции на поверхности неорганического наполнителя. Так как при диссоциации персульфата аммония в воде образуется персульфат-анион, весьма вероятно, что заметной адсорбции инициатора на преобладающих кислотных центрах поверхности диоксида титана Light Stabilazer не будет.

Для определения адсорбции персульфата аммония в водную суспензию диоксида титана вводили инициатор в том же самом количестве, что используется для инициирования полимеризации. Суспензию перемешивали с помощью механической мешалки в течение 1 часа при температуре 20-22 С.

Содержание персульфата аммония в водной фазе определяли методом йодометрического титрования. Результаты приведены в таблице 3.2.

эмульсионный полимеризация диоксид титан

Таблица 3.2 - Содержание персульфата аммония в исходном растворе и в водной фазе после адсорбции на диоксиде титана

Содержание персульфата аммония, г/л
в исходном растворе	после адсорбции
4,80	4,58



Установлено, что содержание персульфата в водной фазе до проведения адсорбции и после нее практически не изменяется, при этом величина его адсорбции на поверхности диоксида титана незначительна и составляет 0,04 мМоль/г. Кроме того, диоксид титана не вызывает распада инициатора. При механическом воздействии на пигмент в водной суспензии в присутствии эмульгатора и при нагревании, может происходить «разбивка» агрегатов диоксида титана и уменьшение размеров частиц. Для оценки влияния механического воздействия, присутствия ПАВ и температуры на размер частиц образующейся суспензии диоксида титана был проведен дисперсионный анализ с помощью лазерного анализатора размеров частиц NanoTrack на разных стадиях приготовления суспензии: после механического перемешивания в течение 1 часа, введения сульфонола и перемешивания в течение 1 часа, а также при нагревании до температуры 60-65 С и выдержки при перемешивании в течение 6 часов. На рисунке 3.5 представлены результаты дисперсионного анализа суспензии диоксида титана в зависимости от условий.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.5 - Кривые численного распределения по размеру частиц диоксида титана в зависимости от условий: 1 - исходная суспензия; 2 - суспензия с добавкой ПАВ; 3 - суспензия с добавкой ПАВ, выдержанная при температуре 60-70 C.



Из рисунка 3.5 можно заметить, что введенный эмульгатор вызывает незначительное укрупнение частиц суспензии, за счет их частичной коагуляции (кривая 2). Температура и механическое воздействие приводят к сужению кривой распределения (кривая 3), т.е. происходит частичное разрушение ранее образовавшихся агрегатов.

На основании дисперсионного анализа суспензий, полученных при вышеназванных условиях, можно сделать вывод, что использование эмульгатора при повышении температуры обработки приводит к снижению полидисперсности суспензии диоксида титана, практически не изменяя наивероятнейшего размера частиц.

3.2 Синтез дисперсий акриловых полимеров

Из литературных данных известно, что в качестве инициатора для эмульсионной полимеризации используют водорастворимые перекисные соединения - персульфаты калия или аммония, пероксид водорода. Обычно концентрация инициатора не превышает 3 % от массы мономера [31].

В данной работе, в качестве инициатора использовался персульфат аммония, в количестве 1 и 2 % от массы мономера.

В качестве эмульгаторов в эмульсионной полимеризации используются натриевые и калиевые соли жирных кислот, сульфаты с алкильными заместителями, алкил- и алкилбензолсульфонаты. Поскольку полимеризация протекает преимущественно в мицеллах, то эмульгатор вводят в количествах, превышающих критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ) [31].

В качестве эмульгатора в данной работе использовалась натриевая соль алкилбензолсульфоновой кислоты - сульфонол.

Для определения концентрации сульфонола как эмульгатора была определена его критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) по изотерме поверхностного натяжения (Рис. 3.6). Поверхностное натяжение растворов ПАВ различной концентрации определяли методом отрыва кольца (метод ДюНуи).

Рисунок 3.6 - Изотерма поверхностного натяжения натрий алкилбензолсульфоната (сульфонола)

Из приведенных данных следует, что критическая концентрация мицеллообразования составляет 0,67 г/л.

Известно, размер частиц дисперсий при эмульсионной полимеризации зависит от количества эмульгатора [31].

В данной работе для получения устойчивых дисперсий с малым размером частиц была выбрана концентрация эмульгатора заведомо больше ККМ в связи с тем, что часть эмульгатора будет расходоваться на сорбцию на поверхности частиц диоксида титана.

При получении водных дисперсий полимеров концентрация мономера в исходной системе обычно составляет от 15 до 40 % [31].

В качестве мономера в данной работе использовался метилметакрилат, как наиболее дешевый и доступный из акриловых мономеров.

Концентрация метилметакрилата составляла 15 % от массы водной фазы, концентрация инициатора 1 % от массы мономера. Синтез полимерных дисперсий проводили при интенсивном перемешивании при температуре 65-70 С в течение 6-7 часов.

У синтезированной дисперсии определяли размер частиц. Результаты дисперсионного анализа представлены на рисунке 3.7 (кривая 1).

В аналогичных условиях (температура, концентрация эмульгатора и инициатора) была синтезирована дисперсия с увеличенной до 30 % концентрацией мономера. Данные ее дисперсионного анализа представлены на рисунке 3.7 (кривая 2)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.7 - Кривые численного распределения по размеру частиц синтезированных дисперсий: 1 - исходная концентрация метилметакрилата 15 %; 2 - исходная концентрация метилметакрилата 30 %

Как можно заметить, при концентрации мономера 15 % средний размер частиц дисперсии полиметилметакрилата составляет 20 нм, при концентрации 30 % - средний размер частиц 15 нм.

При этом увеличение концентрации мономера в системе приводит к заметному изменению в характере распределения, заметно снижая полидисперсность. В том и другом случае максимальный размер частиц не превышает 75 нм и условия синтеза позволяют получать полимерные дисперсий с наноразмерными-частицами.

У синтезированных дисперсий полиметилметакрилата были определены некоторые показатели, которые представлены в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Характеристика дисперсий

Наименование показателя	Дисперсия ПММА	Дисперсия ПММА с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя
	[ММА]= 15 %	[ММА]= 30 %	[ММА]= 15 %	[ММА]= 30 %
Массовая доля нелетучих веществ, %	12,4	22,8	15,7	24,6
рН	2,9	2,75	3,9	4,5
Поверхностное натяжение мН/м	27,9	31,2	33,9	31,2
Содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсии, %	-	-	7,3	7,8
Конверсия мономера, %	75	83	75	80

По результатам исследования синтезированных дисперсий ПММА можно отметить, что конверсия мономера во всех случаях достаточно высока и составляет 75-83 %. Хотя раствор сульфонола исходной концентрации имеет уровень рН равный 8,0, уровень рН синтезированных дисперсий заметно ниже. Низкое значение рН дисперсий можно объяснить гидролизом эмульгатора до алкилбензолсульфоновой кислоты в процессе синтеза.

Поверхностное натяжение дисперсий при увеличении концентрации мономера незначительно увеличивается, т.е. происходит уменьшение концентрации ПАВ в дисперсии, за счет сорбции его на большем количестве частиц полимера.

Также были синтезированы дисперсии ПММА, содержащие диоксид титана. Доля диоксида титана составляла 10 % от массы мономера. Диоксид титана предварительно перемешивали в растворе инициатора в течение 1 часа при температуре 20-25 С. Затем, в систему вводили эмульгатор, перемешивали в течение 10 минут и постепенно вводили мономер. Синтез проводили при температуре 65-70 С в течение 6-7 часов.

Концентрация инициатора была увеличена до 2 % от массы мономера, для компенсации его возможного разложения при получении суспензии диоксида титана.

У полученных дисперсий определяли массовую долю нелетучих веществ, рН среды, поверхностное натяжение. Результаты анализа также представлены в таблице 3.3.

Можно отметить, что наличие диоксида титана не влияет на конверсию мономера. Конверсия мономера составляет 75-80 %. Незначительно увеличивается рН дисперсий, что можно объяснить уменьшением количества эмульгатора в растворе и, соответственно, уменьшением количества алкилбензолсульфоновой кислоты, образующейся в результате гидролиза сульфонола. Об уменьшении количества эмульгатора в растворе также свидетельствует увеличение поверхностного натяжения дисперсии. Уменьшение количества ПАВ можно объяснить его сорбцией на поверхности частиц диоксида титана или на поверхности образующихся композитных частиц «полимер - пигмент».

Для определения количества диоксида титана, вошедшего в состав твердой фазы, образец дисперсии коагулировали концентрированным раствором квасцов, полученный осадок многократно промывали дистиллированной водой для удаления электролита и эмульгатора. Осадок отделяли центрифугированием от водной фазы и высушивали до постоянной массы при температуре Т=105 С.

Содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсии определяли гравиметрическим методом, по потере массы при прокаливании при температуре 600 С. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.3.

Как следует из экспериментальных данных, содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсий ПММА, полученных с использованием его в качестве неорганического носителя, составило около 8 % , вне зависимости концентрации мономера. Т.е. почти 80 % введенного при полимеризации диоксида титана вошло в состав композитных частиц.

На рисунке 3.8 представлены микрофотографии синтезированных дисперсий. На рисунке 3.9 приведена микрофотография исходной суспензии диоксида титана.

а)	б)
в)	г)

Рисунок 3.8 - Микрофотографии синтезированных дисперсии при концентрации метилметакрилата 15 % (а, б) и 30 % (в, г): а) и в) - дисперсия ПММА; б) и г) - дисперсия ПММА с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя (размер ячейки сетки на всех рисунках 30х30 мкм)

Рисунок 3.9 - Микрофотография суспензии диоксида титана. (размер ячейки сетки 30х30 мкм)



Из рисунков 3.8-3.9 видно, что крупных агрегатов частиц диоксида титана нет и частицы равномерно распределены по объему.

У полученных акриловых дисперсий с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя также определяли дисперсионный состав. На рисунке 3.10 приведены кривые распределения по размерам частиц композитных дисперсий.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.10 - Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий, синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя: 1 - исходная концентрация метилметакрилата 15 %; 2 - исходная концентрация метилметакрилата 30 %

По кривым распределения можно заметить, что средний размер частиц в дисперсиях, полученных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, увеличился и составил 50 нм при исходной концентрации мономера 30 % (рис. 3.10, кривая 2). Кривая распределения для дисперсии с концентрацией мономера 15 % обладает бимодальностью, с двумя максимумами на 120 нм и 450 нм (рис. 3.10, кривая 1). Частицы с размером около 120 нм могут соответствовать частицам диоксида титана, частицам полиметилметакрилата и композитным частицам «полимер - пигмент». Частицы с размером около 450 нм вероятно соответствуют крупным агрегатам частиц диоксида титана и полимера. Более низкие значения размера частиц при более высокой концентрации мономера (рис. 3.10, кривая 2) вероятнее всего связаны с тем, что при малом содержании мономера образующегося полимера недостаточно для полной «капсуляции» частиц пигмента. Соответственно, в случае большей концентрации мономера, полиметилметакрилата образуется больше и происходит более полная капсуляция частиц пигмента полимером.

3.3 Влияние неорганического носителя на стабильность и свойства акриловых дисперсий

Одним из важных показателей дисперсионных систем является их агрегативная устойчивость, т.е. характер изменения размера частиц дисперсии в течение времени. Для оценки агрегативной устойчивости синтезированных дисперсий определяли их дисперсионный состав в зависимости от времени хранения.

На рисунках 3.11-3.15 приведены результаты дисперсионного анализа синтезированных дисперсий в течение времени.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.11 - Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, в зависимости от времени. 1 - через 1 час; 2 - через 1 сутки; 3 - через 30 суток; 4 - 56 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 15 %

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.12 - Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, в зависимости от времени. 1 - через 1 час; 2 - через 6 суток; 3 - через 17 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 30 %

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.13 - Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, в зависимости от времени. 1 - через 1 час; 2 - через 7 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 15 %



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.14 - Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, в зависимости от времени. 1 - через 14 суток; 2 - через 59 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 15 %

Рисунок 3.15 - Кривые численного распределения по размеру частиц дисперсий ПММА, синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, в зависимости от времени. 1 - через 2 суток; 2 - через 14 суток. Исходная концентрация метилметакрилата 30 %



Из рисунка 3.11 видно, что синтезированная дисперсия ПММА устойчива во времени. Заметного изменения размера частиц не происходит, лишь по истечении 30 суток происходит смещение кривой распределения в сторону меньших размеров частиц. Вероятно, это связано с пептизацией крупных полимерных агломератов. Увеличение концентрации мономера не приводит к ухудшению стабильности полимерной дисперсии (рис 3.12), лишь с течением времени наблюдается незначительная коагуляция частиц (рис. 3.12, кривые 1 и 3).

В случае использования диоксида титана в качестве неорганического носителя наблюдаются несколько иные явления (рис. 3.13-3.15). Например, у дисперсии ПММА, полученной при исходной концентрации мономера 15 %, в течение 7 суток наблюдаются два противоположных процесса - пептизация крупных и агрегация мелких частиц, о чем свидетельствует сближение максимумов на кривой распределения (рис. 3.12, кривая 1). С одной стороны, размер частиц уменьшается с 400-500 нм до 200-250 нм, с другой стороны, уменьшается доля тонкодисперсной фракции (рис 3.13, кривые 1 и 2). В целом полидисперсность системы увеличивается.

При более длительном хранении процесс коагуляции начинает превалировать и средний размер частиц возрастает до 250-300 нм (рис. 3.14, кривая 1), и через 60 суток дисперсия разрушается - средний размер частиц составляет 850-1000 нм.

При увеличении исходной концентрации метилметакрилата, средний размер частиц композитной дисперсии ПММА - диоксид титана, составляет 80-90 нм (рис. 3.15, кривая 1). Но сама система обладает большей агрегативной устойчивостью. Через 14 суток средний размер частиц увеличивается всего лишь до 120-150 нм (рис 3.15, кривая 2). Более высокую стабильность таких дисперсий, вероятнее всего, можно объяснить более высокой адсорбцией эмульгатора на поверхности дисперсной фазы. В результате этого меньшее количество ПАВ подвергается гидролизу. Хотя, константа диссоциации алкилбензолсульфоновой кислоты соизмерима с константой диссоциации натриевой соли той же кислоты, величина гидрофильно-липофильного баланса для сульфонола меньше, чем для алкилбензолсульфоновой кислоты. Таким образом, вероятно, в системе присутствуют ПАВ двух типов: алкилбензолсульфоновая кислота и сульфонол (анион-активный) с разной поверхностной активностью. В данном случае количество анион-активного ПАВ больше, и стабильность дисперсий оказывается выше. Кроме того, на поверхности диоксида титана модификации рутил всегда находятся атомы алюминия. Алкилбензолсульфоновая кислота может взаимодействовать с алюминием, образуя нерастворимые соли, что может вызывать коагуляцию частиц. Т.к. в данных дисперсиях количество алкилбензолсульфоновой кислоты меньше, стабильность их оказывается выше. Одним из важных показателей полимерных материалов являются их реологические свойства. Наличие в дисперсной фазе неорганического носителя может оказывать значительное влияние на характер течения таких дисперсий. Для оценки реологических свойств синтезированных с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя в сравнении с дисперсий ПММА, с помощью ротационного вискозиметра получали кривые течения данных дисперсий.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.16 - Кривые течения дисперсий ПММА, при различной исходной концентрации мономера. 1 - концентрация метилметакрилата 15 %; 2 - концентрация метилметакрилата 30 %



На рисунке 3.16 представлены кривые течения дисперсий ПММА, полученных при различных исходных концентрациях мономера. На рисунке 3.17 представлены кривые зависимости динамической вязкости от скорости сдвига для тех же образцов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.17 - Зависимость динамической вязкости дисперсий ПММА от скорости сдвига при различной исходной концентрации мономера: 1 - концентрация метилметакрилата 15 %; 2 - концентрация метилметакрилата 30 %

Как следует из рисунков 3.16 и 3.17 дисперсии ПММА по характеру течения являются ньютоновскими жидкостями. Вязкость дисперсии с большей концентрацией мономера несколько выше, чем у дисперсии с меньшим количеством метилметакрилата, что объясняется большим содержанием дисперсной фазы.

Реологические свойства дисперсий, содержащих диоксид титана, отличаются от поведения дисперсий, содержащих только полимер.

На рисунках 3.18 и 3.19 представлены соответственно кривая течения и зависимость динамической вязкости от скорости сдвига для дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана. Исходная концентрация мономера составляла 15 %.



Рисунок 3.18 - Кривая течения дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана. Исходная концентрация мономера 15 %

Рисунок 3.19 - Зависимость динамической вязкости дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, от скорости сдвига. Исходная концентрация мономера 15 %

Согласно рисункам 3.18 и 3.19 дисперсия, содержащая композитную дисперсную фазу, по характеру течения не является «ньютоновской» жидкостью в отличие от дисперсии, полученной без использования неорганического носителя. Характер изменения динамической вязкости при увеличении скорости сдвига свидетельствует о значительной тиксотропии, т.е. достаточно сильном структурировании дисперсии, синтезированной с использованием неорганического носителя. Однако, при достаточно высоких скоростях сдвига (более 800 см-1) система приобретает слабую дилатансию.

С целью оценки тиксотропии дисперсий, полученных с использованием неорганического носителя, с помощью ротационного вискозиметра у композитной дисперсии определяли реологические свойства сначала с увеличением скорости сдвига до максимума, а затем с уменьшением от максимального значения до минимального. Кроме того, после достижения минимальной скорости сдвига, систему выдерживали в течение определенных промежутков времени, необходимых для восстановления разрушенной структуры.

На рисунках 3.20-3.24 приведены кривые течения анализируемой дисперсии в зависимости от времени структурного восстановления. Верхняя ветвь кривой соответствует «прямому» ходу, нижняя - «обратному».

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.20 - Кривая течения дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 15 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - 30 минут



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.21 - Кривая течения дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 15 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - 60 минут

Рисунок 3.22 - Кривая течения дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 15 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - 90 минут.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.23 - Кривая течения дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 15 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - 120 минут.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.24 - Кривая течения дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 15 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - 1 сутки



О времени восстановления системой своей структуры можно судить по степени приближения кривой течения через определенный промежуток времени к кривой течения исходной композитной дисперсии.

Из рисунков 3.20 - 3.25 можно заметить, что структурирование системы не восстанавливается даже через 1 сутки, о чем свидетельствуют более низкие значения динамической вязкости при всех скоростях сдвига.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.25 - Зависимость динамической вязкости дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, от скорости сдвига, при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 15 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - 1 сутки

При увеличении исходной концентрации мономера до 30 % наблюдаемое явление структурирования сохраняется, причем процесс протекает быстрее - уже через 30 минут вязкость дисперсии достигает практически начального значения (рис. 3.27) и характер течения восстанавливается до исходного (кривые 1 и 2, рис. 3.26).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.26 - Кривая течения дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 30 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - 30 минут

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.27 - Зависимость динамической вязкости дисперсии ПММА, содержащей диоксид титана, от скорости сдвига при различном времени выдержки перед повторным испытанием. Исходная концентрация мономера 30 %. 1 - исходная дисперсия; 2 - через 30 минут



Структурирование дисперсий, содержащих диоксид титана, вероятно можно объяснить тем, что в процессе синтеза образуются композитные частицы «полиметилметакрилат-диоксид титана». Строение таких частиц может быть различным - «ядро-оболочка», наполненная частица и т.п. Но в любом случае, вне зависимости от строения таких частиц, диоксид титана может приводить к изменению в структуре макромолекул полиметилметакрилата. Например, макромолекула может принимать такую конформацию, что сложноэфирные связи элементарных звеньев полимера будут ориентированы в сторону дисперсионной среды. Т.к. сложноэфирная группа обладает небольшим дипольным моментом, можно ожидать появления ориентационных взаимодействий между ними, и, как следствие, появление определенных структур.

3.4 Влияние свойств полимера на свойства акриловых дисперсий, синтезируемых с использованием неорганического носителя

Поскольку полиметилметакрилат является достаточно жестким полимером с высокой температурой стеклования, для модификации полимера композитной дисперсии в состав исходной мономерной смеси вводили другие акриловые мономеры, способствующие снижению температуры стеклования. В качестве таких мономеров были выбраны бутилакрилат и нонилакрилат. Их содержание в мономерной смеси составляло 30 %.

На основе таких мономерных смесей были синтезированы дисперсии, как с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, так и без него. Также, для сравнения были получены дисперсии на основе гомополимера бутилметакрилата.

Синтез дисперсий проводили в тех же самых условиях, что и при синтезе дисперсии полиметилметакрилата.

У синтезированных дисперсий определяли массовую долю нелетучих веществ, содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсии, поверхностное натяжение и рН. Результаты испытаний представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Результаты испытаний синтезированных дисперсий

Дисперсия	Массовая доля нелетучих веществ, %	Поверхностное натяжение, мН/м	рН	Содержание диоксида титана в твердой фазе, %
дисперсия сополимера метилметакрилата с нонилакрилатом (70:30)	12,9	31,0	2,85	-
дисперсия сополимера метилметакрилата с нонилакрилатом (70:30) с диоксидом титана	13,2	30,2	4,6	4,1
дисперсия сополимера метилметакрилата с бутилакрилатом (70:30)	13,5	29,1	2,8	-
дисперсия сополимера метилметакрилата с бутилакрилатом (70:30) с диоксидом титана	12,7	30,6	3,65	0,7
дисперсия полибутилметакрилата	12,0	42,0	2,65	-
дисперсия полибутилметакрилата с диоксидом титана	13,4	36,9	3,2	0,2

По данным таблицы 3.4 можно заметить, что содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсий на основе полибутилметакрилата и на основе сополимера метилметакрилата и бутилакрилата не превышает 1 %. В дисперсиях на основе сополимера метилметакрилата и нонилакрилата доля диоксида титана в твердой фазе выше и достигает 4 %.

Столь низкое содержание диоксида титана в дисперсии можно объяснить с точки зрения физических свойств полимера. Полибутилметакрилат имеет температуру стеклования около 30 С, в то время как у полиметилметакрилата температура стеклования достигает 105 С. Поскольку температура синтеза достигала 70 С, то при таких условиях полиметилметакрилат находился в стеклообразном состоянии, а полибутилметакрилат - в высокоэластическом. Если учитывать, что в процессе эмульсионной полимеризации в системе находятся полимер-мономерные частицы, то, очевидно, что температура размягчения их будет еще ниже. Подобные частицы прилипают к частицам диоксида титана и «склеивают» частицы пигмента между собой. Т.е. в данных условиях образование стабильной дисперсии не происходит, но происходит преждевременная коагуляция частиц дисперсной фазы. Аналогичные явления происходят и для системы метилметакрилат-бутилакрилат (температура стеклования сополимера около 30 °С). В случае применения метилметакрилата и нонилакрилата температура стеклования образующегося сополимера несколько выше, составляет около 35 °С, и доля скоагулировавших частиц оказывается меньше. Когда в полимеризации участвует только метилметакрилат, температура размягчения полимер-мономерных частиц оказывается выше или соизмеримой с температурой синтеза. Соответственно, при интенсивном перемешивании коагуляции таких частиц не происходит. На рисунках 3.28-3.31 приведены результаты реологических исследований полученных дисперсий.

Рисунок 3.28 - Кривые течения дисперсий сополимеров с ММА: 1 - дисперсия сополимера метилметакрилата с бутилакрилатом; 2 - дисперсия сополимера метилметакрилата с нонилакрилатом



Рисунок 3.29 - Кривые течения дисперсий сополимеров с ММА, содержащих диоксид титана: 1 - дисперсия сополимера метилметакрилата с бутилакрилатом; 2 - дисперсия сополимера метилметакрилата с нонилакрилатом

а)	б)

Рисунок 3.30 - Зависимость динамической вязкости дисперсии сополимера метилметакрилата с бутилакрилатом от скорости сдвига: а) дисперсия, не содержащая диоксида титана; б) дисперсия, полученная с использованием диоксида титана



а)	б)

Рисунок 3.31 - Зависимость динамической вязкости дисперсии сополимера метилметакрилата с нонилакрилатом от скорости сдвига: а) дисперсия не содержащая диоксида титана; б) дисперсия, полученная с использованием диоксида титана

По характеру течения все исследуемые дисперсии относятся к ньютоновским жидкостям. Поскольку, в составе дисперсной фазы практически отсутствует пигмент, то его влияние на свойства полимерных частиц дисперсной фазы незначительно. Соответственно, структурирование не происходит, что подтверждается кривыми течения и зависимости динамической вязкости от скорости сдвига.



4. Охрана труда и защита окружающей среды

4.1 Свойства применяемых в работе материалов

Токсичные свойства применяемых в работе веществ, представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Токсикологические характеристики применяемых материалов [32-34]

Наименование вещества, формула	Характер действия на организм человека	ПДК	Класс опасности по ГОСТ 12.1.00 7-76	Средства индивидуальной защиты
		в воздухе рабочей зоны, мг/м3	в промышленных сточных водах, мг/л
1	2	3	4	5	6
Бутилметакрилат (БМА)	Действует на нервную систему, нарушает функцию печени	30	0,02	3	Противогаз марки «А», спецодежда, очки, перчатки
Бутилакрилат (БА)	Обладает наркотическим действием, вызывает нарушение липоидно-жирового обмена	10	0,01	3	Противогаз марки «А», очки, перчатки
Нонилакрилат (НА)	Наркотическое действие, раздражает слизистые оболочки	20	0,01	3	Противогаз марки «А», спецодежда, очки, перчатки
Метилметакрилат (ММА)	Действует наркотически и общетоксически. Раздражает кожу и слизистые оболочки	50	-	3	Противогаз марки «А», спецодежда, очки, перчатки
Ацетон	Наркотическое действие	200	2,2	4	Противогаз марки «А», спецодежда
Натрий алкилбензолсульфонат (сульфонол)	Малотоксичен. Слабо раздражает кожу и слизистые оболочки органов дыхания и глаз. Вызывает сухость кожи	---	---	6	Средства защиты кожи (резиновые перчатки и защитные крема)

Взрывопожароопасные свойства используемых веществ приведены в таблице 4.2

Таблица 4.2 - Взрывопожароопасные свойства применяемых материалов [32-35]

Наименование вещества	Агрегатное состояние	Температура кипения,°С	Плотность, кг/м3	Температура, °С	Пределы воспламенения
				вспышки	воспламенения	самовоспламенения	концетрационные, %	температурные, °С
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Бутил-метакри-лат (БМА)	Бесцветная жидкость	169	895	33,3	---	---	---	---
Бутилак-рилат(БА)	Бесцветная жидкость	147,4	911	38	---	280	1,0-7,4	30-70
Нонилакрилат (НА)	Бесцветная жидкость	190	1431	101,8	---	334	1,7-6,4	59-100
Метилметакрилат (ММА)	Бесцветная жидкость	100	936	8	10	460	1,5-11,6	2-43
Ацетон	Бесцветная жидкость	56,24	790,8	-18	---	465	2,2-13,0	-20-6
Натрий алкилбен-золсульфо-нат (сульфонол)	Вязкая светло-желтая жидкость	---	---	---	---	---	---	---



4.2 Меры пожарной профилактики

4.2.1 Определения категории помещения по взрывопожароопасности по НПБ 105-03 и класса помещения по ПУЭ

При установлении категории помещения по НПБ 105-03 необходимо знать избыточное давление взрыва. Расчет этого параметра производится на основе следующих допущений:

- в помещении лаборатории произошел розлив ЛВЖ (легко воспламеняющейся жидкости) в количестве 3 литров. Расчет ведем по самой легколетучей жидкости (ацетону);

- площадь испарения от разлившейся жидкости принимаем равной 1 м2 на 1 литр ЛВЖ;

- максимальное время испарения ЛВЖ принимаем равным 3600 с;

- свободный объем помещения принимаем равным 80% от геометрического объема помещения.

Для индивидуальных горючих веществ, в состав которых входят С, Н, N, О, СI, Br, I, F, избыточное давление взрыва (?P) рассчитываем по формуле:

ДP=(Pmax-P0)*(m*z)/(Vсв*с)*(100/Сcm)*(1/kн) ,(4.1)

где ?P - избыточное давление взрыва, кПа;

Рmax - максимальное давление взрыва стехиометрической газо- или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа (Рmax для ацетона равен 570 кПа);

Р0 - атмосферное давление в помещении, принимаем 101 кПа;

m - масса ЛВЖ, вышедшей в результате расчетной аварии в помещении, кг;

z - коэффициент участия горючего вещества во взрыве (так как ацетон при комнатной температуре является нагретым выше температуры вспышки, то z = 0,3);

Vсв - свободный объем помещения, м3;

с - плотность паров ЛВЖ, кг/м3;

Сcm - стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ,%(об.);

kн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения (допускается принимать kн = 3).

Массу ЛВЖ, вышедшей в результате расчетной аварии в помещении, определяем следующим образом:

m = W*Fn*ф ,(4.2)

где W - интенсивность испарения, кг/(м2с);

Fn - площадь испарения от разлившейся ЛВЖ, м2;

ф - длительность испарения жидкости, 3600с.

Интенсивность испарения ЛВЖ вычисляем по формуле:

W = 10-6*з*vM*Pн ,(4.3)

где з - коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока в помещении (при скорости движения воздуха в помещении лаборатории 0,1 м/с и температуре воздуха 20?C принимаем з = 2,40);

Рн - давление насыщенных паров при расчетной температуре, кПа;

При скорости движения воздуха в тяге 0,1 м/с и температуре воздуха 20?C М - молекулярная масса ЛВЖ (для ацетона М = 58,08 г/моль).

Давление насыщенного пара ацетона при 20?C определяем по уравнению Антуана:

lg Pн = A-(B/(t+C)),(4.4)

где A, B, С - константы Антуана (для ацетона А = 6,37551, B = 1281,721, С = 237,088),

t - температура воздуха в помещении,?C.

Тогда:

lgPн = 6,37551-((1281,721)/(20+237,088))=1,390;

Рн = 101,390 =24,547 кПа.

Тогда интенсивность испарения:

W = 10-6*2,40*v58,08*24,547 = 4,49*10-4 кг/(c*м2),

а масса ЛВЖ, вышедшей в результате расчетной аварии в помещении:

m = 4,49*10-4*3*3600 = 4,849 кг;

Свободный объем помещения определяется по формуле:

Vсв = 0,8*V ,(4.5)

где V - геометрический объем помещения, м3 (в помещении лаборатории V = 96,08 м3).

Получаем свободный объем помещения:

Vсв = 0,8*96,08 = 76,864 м3.

Плотность паров ацетона определяем по формуле:

с = М/(V0*(1+0,00367*t)) ,(4.6)

где V0 =22,4 м3/кмоль.

с = 58,08/(22,4*(1+0,00367*20)) = 2,416 кг/м3.

Стехиометрическую концентрацию паров ацетона рассчитываем по формуле:

Сcm = 100/(1+4,84*в),(4.7)

где в - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения;

в = nс+(nн-nx/4) - (n0/2), (4.8)

где nc, nн, nx, n0 - число атомов углерода, водорода, галогенов и кислорода в молекуле ацетона соответственно.

в = 3+(6-0)/4 - (1/2) = 4;

Ссm = 100/(1+4,84*4) = 4,912%(об);

В итоге рассчитываем избыточное давление взрыва:

ДР=(570-101)*((4,849*0,3)/(76,864*2,416))*(100/4,91)*1/3=24,931 кПа.

В соответствии с НПБ 105-03 лаборатория, в которой проводились эксперименты, имеет категорию «А» по взрывопожароопасности, так как избыточное расчетное давление взрыва более 5 кПа.

В соответствии с ПУЭ помещению присваиваем класс B-1б.



4.2.2 Средства пожаротушения

Средствами пожаротушения мономеров и растворителей являются: асбестовое одеяло, песок, огнетушители ОУ-2, ОП-10, гасительные составы с концентрацией CO2 30%, N2 43%. [36]

Таблица 4.3 - Средства пожаротушения [36]

Наименование вещества	Средства пожаротушения
1	2
1 БМА, БА	Тонкораспыленная вода, пена
2 НА	Огнетушитель углекислотный ОУ-2, песок, асбестовое одеяло
3 ММА	Огнетушитель углекислотный ОУ-2, песок, асбестовое одеяло, порошковый огнетушитель ОП-2
4 Ацетон	Пена, тонкораспыленная вода, воздушно-механическая пена на основе пенообразователя ПО-1, газовые огнегасительные составы
5 Натрий алкилбензолсульфонат (сульфонол)

4.2.3 Нормы хранения ЛВЖ и ГЖ в лаборатории

Химические реактивы хранятся в закрытых банках, стеклянных сосудах. На каждом сосуде должна быть этикетка с точным названием вещества и его подробная характеристика (концентрация, плотность, чистота).

Низкокипящие жидкости, ЛВЖ и ГЖ должны храниться в толстостенной посуде с плотно закрывающимися пробками, помещенной в специальный металлический ящик с крышкой, стенки и дон которого должны быть выложены асбестом. Запрещается хранение в лабораторном помещении ЛВЖ с температурой кипения ниже -50?С.

При переносе небольших количеств веществ, находящихся в стеклянных сосудах, необходимо применять вёдра.

Нормы хранения ЛВЖ и ГЖ в лаборатории устанавливаются такими, чтобы в случае одновременного розлива всех ЛВЖ и ГЖ имеющихся в помещении, не создавались взрывоопасные концентрации. Нормы хранения ЛВЖ: 1 литр на сотрудника, но не более 3 литров на комнату.

4.2.4 Правила работы с ЛВЖ и ГЖ

ЛВЖ и ГЖ следует доставлять в лабораторию в плотно закрытой посуде, помещённой в специальный металлический ящик с ручками. Все работы с ЛВЖ и ГЖ должны проводиться в вытяжном шкафу при работающей вентиляции, выключенных газовых и нагревательных приборах.

При случайных розливах ЛВЖ, а также при утечке горючих газов, необходимо выключить все источники открытого огня, электронагревательные приборы. Место розлива засыпать песком, затем собрать его деревянной лопаткой или совком.

Сосуды, в которых проводились работы с ЛВЖ и горючими веществами, по окончанию работы должны быть промыты.

Запрещается сливать ЛВЖ и ГЖ в канализацию. Отработанные жидкости следует собирать раздельно, в специальную герметичную тару.

Спецодежду, загрязненную ЛВЖ и ГЖ, необходимо заменить во избежание возможного воспламенения.

4.3 Метеорологические и санитарно-гигиенические условия в лаборатории

Исходя из метеорологических условий, в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 в лаборатории может выполняться легкая физическая работа (категория I), а также физическая работа средней тяжести (категория II (а, б)).

Согласно нормам в холодное время года температура воздуха должна поддерживаться 20-23°С, влажность воздуха 40-60%, скорость движения воздуха не более 0,2 м/с. В теплое время года - 22-25°С, 60-40%, не более 0,2 м/с соответственно. Метеорологические условия в лаборатории соответствуют нормам.

Общий объем помещения в лаборатории составляет 96,08 м3, площадь помещения при этом составляет 27,45 м2. Постоянных работников в помещении лаборатории 2. На одного работающего приходиться 9,15 м2 от общей площади помещения лаборатории. Высота помещения 3,5 м. Лаборатория оснащена тремя вытяжными шкафами длиной 1 м. В вытяжных шкафах работают два человека, следовательно, на одного человека приходиться 1,5 м длины вытяжного шкафа.

В соответствии с нормами высота лаборатории должна быть не менее 3 м, на одного человека должно приходиться не менее 4,5 м2 площади помещения и 1-1,5 м длины вытяжного шкафа. Следовательно, помещение лаборатории соответствует принятым нормам.

4.4 Вентиляция лабораторного помещения

Система искусственной вентиляции в лаборатории приточно-вытяжная. Скорость подсоса воздуха в вытяжном шкафу при высоте поднятой створки 0,3 м составляет 0,5 м/с. Кратность воздухообмена в вытяжном шкафу рассчитывается по формуле:

К = W/V ,(4.9)

где К - кратность воздухообмена, ч-1;

W - объем воздуха, удаляемого из помещения в единицу времени, м3/ч;

V - объем вытяжного шкафа или лаборатории, м3.

Объем воздуха удаляемого из помещения в единицу времени, рассчитывается по формуле:

W = н*S*3600,(4.10)

где н - скорость воздуха в рабочем проеме, м/с;

S - площадь сечения, м2;

S = 0,3*1 = 0,3 (м2),

W = 0,5*0,3*3600 = 540 (м3/ч).

Кратность воздухообмена для вытяжного шкафа:

К = 540/1,89 = 285,714 (ч-1).

Кратность воздухообмена для лаборатории:

К = 540/96,08 = 5,62 (ч-1).

4.5 Освещение помещения лаборатории

В соответствии со СНиП 23-05-95 в лаборатории предусмотрено естественное боковое освещение. Искусственное освещение осуществляется люминесцентными лампами ЛД (дневного света - 8 ламп) мощностью 40 Вт. Освещенность не менее 300 лк на одно рабочее место. Освещение вытяжного шкафа осуществляется светильниками ВЗГ - 300(лампы накаливания мощностью не более 300 Вт). Коэффициент естественного освещения в вытяжном шкафу 1 - 0,75%, на поверхности стола 1,5%. Застекленная площадь окон 20%. В лаборатории можно проводить зрительные работы высокой и средней точности. Разряд зрительной работы 3 и 4. Группа помещения 1.



4.6 Электробезопасность на рабочем месте

Категория помещения по электробезопасности - 1, с повышенной опасностью. Источниками возгорания могут являться неисправные электроприборы и электропроводка в электроприборах.

Электронагревательные приборы при ежедневной эксплуатации должны очищаться от пыли и грязи. При использовании масляной бани необходимо следить, чтобы масло не попадало на электроплитку и рядом не находились ЛВЖ и ГЖ. Все приборы должны иметь свое постоянное место с достаточной тепловой изоляцией. В качестве изолирующего материала используется керамическая плитка, асбест. В лаборатории имеется заземление и питающая сеть с напряжением 220 В.

4.7 Водоснабжение и канализация, удаление сливов и отходов

Водоснабжение горячей и холодной водой осуществляется от городской сети, в соответствии со СНиП 2.04.01 - 85. Отходы химических веществ подлежат сливу в специально оборудованные емкости для слива органики, кислот, щелочей. Запрещается сливать в канализацию опасные химические вещества. По мере заполнения тары отходы подлежат утилизации.

4.8 Условия безопасного проведения исследований

Все работы проводить в помещениях при постоянно работающей приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей чистоту воздуха рабочий зоны лаборатории. При нормальном режиме работы в лаборатории концентрация вредных веществ в воздухе не превышает ПДК, все нагревательные приборы находятся в исправности, работает вентиляция, оборудование отвечает предъявляемым ему требованиям.

Аварийным режимом работы считается наличие условий способных вызвать взрыв, пожар, отравление работающих.

Причинами аварийного режима работы могут служить:

- воспламенение ГЖ при нагревании на электроплитке;

- розлив в лаборатории легколетучих жидкостей образующих ядовитые пары, а так же большого количества азота.

При выделении паров огне-, взрывоопасных веществ в помещении лаборатории необходимо открыть окна, включить вентиляцию. При создании опасной концентрации паров огне-, взрывоопасных веществ вблизи от работающих электроприборов выключить их общим рубильником в коридоре, но не выключать вилку или рубильник в аварийном помещении.

В случае аварии каждый работник лаборатории должен принять меры по ликвидации аварии и немедленно известить начальника лаборатории о случившемся.



Заключение

Методом эмульсионной полимеризации синтезированы дисперсии полиметилметакрилата с использованием в качестве неорганического носителя диоксида титана. Показано, что диоксид титана практически полностью входит в состав композитной дисперсии и позволяет получать устойчивые системы на основе полиметилметакрилата и диоксида титана.

Установлено, что введение носителя не оказывает значительного влияния на размер частиц дисперсии.

При исследовании реологических свойств дисперсий обнаружено, что полимерные дисперсии, синтезированные с использованием в качестве неорганического носителя диоксид титана, обладают выраженной тиксотропией.

При синтезе дисперсий с использованием акриловых мономеров с большей длиной алифатического заместителя установлено, что содержание диоксида титана в твердой фазе таких дисперсий не превышает 4 %. Полученные дисперсии по характеру течения являются ньютоновскими жидкостями.



Список использованной литературы

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов / Ю.Д. Семчиков - Н. Новгород: Издательство Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского; М.: Издательский центр «Аадемия», 2003. - 368 с.