Способ определения гидрофильности порошкообразных материалов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНОСТИ ПОРОШКООБРАЗНЫХМАТЕРИАЛОВ , заключающийся в смешении водной суспензии порошка с неполярным органическим растворителем, несмешивающимся с водой, отливаю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения гидрофильности nopoiuKOB в водной среде, водную суспензию порогчка в смеси с растворителем центрифугируют и определяют содержание оды в осадке перешедшего в растворитель порошка , по которому определяют его гидрофильность .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

M5D G 01 N

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-- 1

Р2 04 Рб РЮ 10 12 14

Фг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3494474/18-25 (22) 27.09 82 (46) 23. 12.83. Бюл. 9 47 (72) Е.M. Артамонов, А.Д. Яковлев, И.A. Козлов и И.Н. Степанова (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 543.542(088.8) (56) 1. Зимон A.Ä. Адгезия жидкости и смачивание.. M., "Химия", 1974,, с. 52"74, 206-211.

2. Воюцкий С;С. "Физико-хймические основы продитывания и импрегирования волокнистых материалов дисперсиями полимеров. Л., "Химия", 1969, C. 20-21.

2. Garbsva S., СопСгегаs S., Goldfarb J. Hydrophobie charac- (0

terization of paw. — Colloid and

Polymer Sei, 1978, ч. 256, N 3 gg р. 241-250 (прототип). ! (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНОСТИ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРНАЛОВ, заключающийся в смешении водной суспензии порошка с неполярным ооганическим растворителем, несмешиваю!!нимся с водой, о т л и ч а — ю шийся тем, что, с целью повншения точности определения гидрофильности порошков в водной среде, водную суспензию порошка в смеси с растворителем Пентрифугируют и определяют содержание воды в осадке перешедшего в растворитель порошка, по которому определяют его гидрофильность.

1062569

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и предназначено для определения гидрофильности поромкообразных материалов, основанного на избирательном смачивании.

Определение смачиваемости порошков водой или органической средой необходимо при исследовании многих важных процессов: модифицирования пигментов и наполнителей, гидрофобизацию и смачивания порошков, пенной флотации минералов.

Особые .трудности возникают при оценке гидрофильности порошков, модифицированных поверхностно-активными веществами (ПАВ) в водных растворах с целью их гидпоАобиэации.

Известно, что гидрофобизация-полярных поверхностей ПАВ достигается только при образовании мономоле- 20 кулярного слоя ПАВ, ориентированного углеводородными радикалами в водную Аазу. Существующие способы не позволяют определить гидрофильность поверхности порошков в водной 25 . среде при адсорбции DAB.

Известны большое количество способов определения смачиваемости порошкообразных материалов и характеристики их гидрофильности,в которых 30 количественными характеристиками, гидрофильности порошков являются краевой угол смачивания (или критическое поверхностное натяжение) и отношение теплот смачивания водой и углеводородной жидкостью (1) .

Недостатками этих способов являются сложность определения и использование только высушенных порошков, что не позволяет определить гидрофильность поверхности порошков, модифицированных ПАВ, непосредственно в водной среде, так как при сушке нарушается строение адсорбционных слоев.

Известен способ определения гидро-45 фильности порошков, основанный на избирательном смачивании порошка водой и органической жидкостью, несмешивающейся с водой. Оценка гидрофильности порошка выражается 50 отношением времени протекания одинаковых объемов воды и органической жидкости через слой порошка (2) .

Этот способ не требует сушки порошков, но результаты измерений не воспроизводятся, так как они зависят от плотности набивки порошка в измерительную трубку. Плотность набивки порошка зависит от многих факторов и ее.не удается поддерживать 60 постоянной.

НаиболЕе близким к предлагаемому является способ определения гидрофильности порошкообразных материалов, заключающийся в смещении водной суспензии порошка с неполярным органическим растворителем, несмешивающимся с водой. Этот способ. также основан на избирательном смачивании порошков и позволяет оценивать их гидрофильность не подвергая предварительно сушке. Порошок переходит в ту жидкость, которой он лучше смачивается, или концентрируется на межфаэной границе, если смачиваемость обеими жидкостями отличается незначительно (3) .

К недостаткам способа относится сложность получения -c его помощью количественной оценки гидрофильности.

Пелью изобретения является повышение точности определения гидрофильности порошков в водной среде, что позволяет определить эффективность применения различных ПАВ для гидрофобизации порошкообразных материалов и оптимальные количества

ПАВ для ее достижения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения гидрофильности порошкообразных материалов, заключающемуся в смешении водной суспензии порошка с неполярным органическим растворителем, несмешивающимся с водой, водную суспензию порошка в смеси с растворителем центрифугируют .и определяют содержание воды в осадке перешедшего в растворитель порошка, по которому определяют его гидрофильность.

На фиг. 1 приведена зависимость гидрофильности фосфата цинка при обработке водными растворами октадециламмоний хлорида и олеата натрия различной концентрации; на фиг. 2 - то же, для фосфата цинка при обработке растворами октадецилам. моний хлорида.

Способ осуществляется следующим образом.

В водную суспензию порошка объемом 50 — 100 см, содержащую 2 — 4 r порошка, приливают 50 — 100 см орга3 нического растворителя. Суспензию интенсивно перемешивают любым способом в течение 1 †.3 мин и центрифугируют при постоянном числе оборотов центрифуги в течение определенного времени, достаточного для перевода наиболее гидрофильных порошков в нижний слой растворителя (5 - 10 мин} . Сливают верхний слой воды и слой растворителя, осадок в виде пасты переносят .во взвешенный бюкс с хорошо притертой пробкой. В пасте определяют содержание воды одним из известных методов {например, титрованием реактивом Фишера) и сухой остаток — сушкой до постоянного веса. Величину G, характеризующую

1062569 гидрофильность порошка, определяют как отношение содержания воды в пасте к сухому остатку в процентах

По физическому смыслу величина гидрофильности G является количеством воды, перешедшим в органический растворитель с единицей массы порошка.

Необходимыми условиями осуществления способа являются: нерастворимость порошка в растворителе, плотность порошка больше 1 г/см применение неполярного растворителя, несмешивающегося с водой, с плотностью больше 1 г/см

Пример 1. Порошок фосфата цинка обрабатывают водными растворами октадециламмоний хлорида с концентрациями от 0 до 1,2% к массе сухого порошка при соотношении порошок:. раствор, равном.1:100.

После достижения равновесия адсорбции в суспензию порошка объемом

50 см, содержащую 2 — 4 г фосфата цинка, приливают 50 см четыреххлористого углерода и перемешивают в течение 1 мин на лабораторном смесителе PT-2 при 1500 об./мин.

Полученную суспенэию центрифугируют при 6000 об./мин в течение

10 мин, сливают воду и растворитель с осадка и осадок в виде пасты переносят в стеклянный бюкс.

В пасте определяют содержание воды методом некомпенсационногопотенциометрического титрования реактивом Фишера (с точностью до

0,1 мг води ) и сухой остаток — высушиванием в термостате при 100 С до постоянного веса. Гидрофильность порошка 6 определяют по формуле где Ъ вЂ” содержание воды

lI в пасте, %; Y! †. содержание порошка в пасте, %. Полученная зависимость величины гидрофильности G для фосфата цинка от концентрации адсорбционного октадециламмоний хлорида (в процентах к массе порошка1 представлена кривой 1 (йиг. 1) .

Пример 2. Фосфат цинка обрабатывают водными растворами олеата натрия в условиях аналогичных примеру 1 и в тех же условиях определяется гидрофильность Q . Зависимость гидрофильности для фосфата цинка от концентрации адсорбированного олеата натрия в процентах к массе порошка представлена кривой 2 (фиг. 1).

10 Минимальная гидрофильность фосфата цинка G = 0,22 достигается при обработке октадециламмоний хлоридом в количестве 0,6%, при обработке фосфата цинка олеатом натрий

15 минимальная гидрофильность составляет = 0 52 при .адсорбции IIAB a .количестве 0,3%.

Пример 3. Черный железоокисный пигмент обрабатывают водными растворами октадециламмоний хлорида с концентрациями от 0 до

1,4% к массе пигмента, при соотношении пигмент: раствор, равном

1:100. Определение гидрофильности проводят аналогично примеру 1.

Зависимость гидрофильности черного железоокисного пигмента от концентрации октадециламмоний хлорида в процентах к массе пигмента приведена на фиг. 2. Минимальная гидрофильность Й = 0,17 достигается при адсорбции 1,0% ПйВ.

Расхождения между параллельными измерениями в приведенных примеРах . не превышают 6%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определять показатель G, количественно характеризующий гидрофильность

4О поверхности порошков, позволяет оценивать эффектйвность применения различных ПАВ и определять их оптимальные количества для достижения максимальной гидрофобности

45 при обработке порошков в водной среде. !

1062569

Р,7

Сф N5

Закаэ 10208/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретенйй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Кощеев

Редактор Н.Бобкова Техред Т,Маточка КорректорМ.Демчик