Связующее вещество это кратко

Обновлено: 08.07.2024

химические непрерывные фазы, способные обеспечить связность дискретных элементов или частиц наполнителя и целостность субстанции.

Как правило, термин употребляется применительно к полимерным композиционным материалам. Его используют для обозначения матрицы дисперсно-наполненных и армированных полимерных композиций. В производстве неорганических материалов, в частности бетона, в качестве таких веществ выступают вяжущие материалы, в изготовлении абразивных материалов и порошковой технологии термин применяется в значении фазы (связки), обеспечивающей локальную целостность дисперсных частиц.

Наиболее часто связующую функцию выполняют термопластичные и отверждающиеся, вулканизующиеся или сшивающиеся полимерные и полимеробразующие реакционные системы. В зависимости от различных стадий получения и переработки композиционных материалов их состав, структура и химические свойства регулируются типом и соотношением компонентов, способами и условиями термообработки, сочетания с наполнителями и др.

Связующие сочетаются с наполнителями при получении полуфабрикатов полимерных композиционных материалов (премиксов, препрегов, литьевых, заливочных, прессовочных, герметизирующих, клеевых, лаковых и др. композиций) или в процессах формирования заготовок и изделий методами пропитки, напыления, механического диспергирования и т.п. в виде расплавов, растворов, дисперсий (латексов, эмульсий, порошков, суспензий) или в форме волокон и пленок. При этом значительное влияние оказывает смачивающая и пропитывающая способность связующих, определяемая их вязкостью и поверхностной энергией. Таким образом, связующие обеспечивают эффективную защиту наполнителя от внешней среды, перераспределение и передачу напряжений между элементами наполнителей, а также обеспечивают объемные и поверхностные, в том числе адгезионные, свойства материалов.

Связующие вещества применяются также для создания основы и пленкообразования лакокрасочных покрытий. В качестве связующих веществ в красочных составах используют: полимеры – в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки – в каучуковых красках; производные целлюлозы – в нитролаках; олифы – в масляных красках; клеи животный и казеиновый – в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества – в цементных, известковых и силикатных красках. Связующее вещество обеспечивает прочность, твердость, атмосферостойкость и долговечность покрытия. Его выбирают с учетом адгезионных свойств с основанием после отверждения. Кроме того, с точки зрения защитных свойств и долговечности лакокрасочного покрытия существенное значение имеет не только вид связующего, но и пигмент, например алюминиевый пигмент замедляет коррозию стали, тогда как сажа его ускоряет.

В произ-ве композиционных материалов термин "связующее" используют для обозначения матрицы дисперсно-наполненных и армированных полимерных композиций, в произ-ве неорг. материалов, в частности бетона-для обозначения вяжущих материалов, в произ-ве абразивных материалов и порошковой технологии-для обозначения фазы (связки), обеспечивающей локальную связанность дисперсных частиц. Наиб. часто термин употребляется применительно к полимерным композиц. материалам.

Основные связующие в полимерных композиц. материалах-термопластичные и отверждающиеся, вулканизующиеся или сшивающиеся полимерные и полимеробразующие реакц. системы (см. Герметики, Клеи синтетические, Компаунды полимерные, Пластические массы, Резина). Их состав, структура и св-ва на разл. стадиях получения и переработки композиц. материалов регулируются типом и соотношением компонентов, способами и условиями термообработки, сочетания с наполнителями и др.

С вязующие в виде расплавов, р-ров, дисперсий (латексов, эмульсий, порошков, суспензий) или в форме волокон и пленок сочетаются с наполнителями при получении полуфабрикатов полимерных композиц. материалов (премиксов, препрегов, литьевых, заливочных, прессовочных, герметизирующих, клеевых, лаковых и др. композиций) или в процессах формирования заготовок и изделий методами пропитки, напыления, мех. диспергирования и т.п. Решающую роль при этом играет смачивающая и пропитывающая способность связующих, определяемая их вязкостью и поверхностной энергией. На стадиях переработки полуфабрикатов тип, кол-во и характер распределения связующего определяет формуемость, объемные усадки и др. технол. св-ва материалов. Связующие обеспечивают защиту наполнителя от внеш. среды, перераспределение и передачу напряжений между элементами наполнителей, а также вносят определяющий вклад в объемные и поверхностные, в т.ч. адгезионные, св-ва полимерных композиц. материалов и изделий из них.

СВЯЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА (а. binding materials for agglomeration; н. Bindemittel; ф. agglomerants; и. sustancias aglutinantes para hacer bolas, materias aglutinantes para hacer bolas) — материалы, обеспечивающие при определённых условиях (температура, давление и др.) связывание мелкодисперсных материалов (нарушенные горные породы, отходы и др.) в конгломерат.

Различают связующие вещества для окускования горных пород органические (нефтяные битумы, каменноугольные пеки и смолы, сульфит-спиртовая барда и др.), неорганические (цементы, глины, растворимое стекло, чугунная стружка и др.) и комбинированные (битумы и глина, известь и сульфитные щелока, битумы и сульфит-спиртовая барда и др.). Органические связующие вещества подразделяются на природные (битумы, гудроны и др.), синтетические (эпоксидные смолы, клеи и др.), животного происхождения (казеин, альбумин и др.) и полученные из отходов производства (сульфитные щелока, меляса и др.); неорганические — на природные (глина, известняк и др.), полученные при переработке минерального сырья (доломитовые, магнезиальные и др.) и из отходов производства (чугунная стружка, шлаки, илистые шламы и др.).

Специфические свойства связующих веществ: высокая гидрофобность или гидрофильность, значительная поверхностная активность, пластичность.

Применяются связующие вещества в твёрдом тонкоизмельчённом или жидком горячем состоянии. Особое значение при использовании связующих веществ приобретают ПАВ, с помощью которых можно изменять поверхностные свойства любых гетерогенных систем, к которым относятся горные породы, в т.ч. и ископаемые угли. Обычный расход связующих для брикетирования 5-10%, для окомкования 0,2-2%.

Для брикетирования каменноугольной и антрацитовой мелочи наибольшее применение нашли нефтебитумы и пеки каменноугольные; для брикетирования руд и концентратов цветной и чёрной металлургии — известь, сульфит-спиртовая барда, меляса, растворимое стекло, ряд комбинированных связующих веществ и эмульсий. Для окомкования руд и концентратов с последующим обжигом окатышей — бентонитовые глины, кальцинированная сода, растворы соевой муки и крахмала, хлорид кальция и др. Для безобжигового окомкования — связующие вещества на базе цементов, известь, известь с кремнеземистыми добавками, сульфит-спиртовая барда и др.

Основа и пленка в лакокрасочных покрытиях образуется при помощи связующих веществ. Это такие вещества, которые отвечают за характерные качества краски, кроме ее цветопередачи, зависимой от пигментов. Связующий ингредиент в краске скрепляет ее частички, при нанесении на поверхность такого материала образуется надежный, плотный, твердый слой краски. В рецептуре краски связующий компонент является одним из главных, основных, благодаря ему краска имеет определенную плотность, густоту, после покраски, красочный слой становится устойчивым к влиянию со стороны атмосферы, к механическим воздействиям, данная добавка обеспечивает связь краски и поверхности, диктует принципы нанесения материала.

В рецептуре материала связывающими веществами могут использоваться различные ингредиенты, все зависит от вида лакокрасочного материала. Если краска, лак, эмаль на полимерной основе применяется полимер. Когда краска на основе каучука, то связующее вещество в ней каучук. Нитролак в основе содержит производные целлюлозы, масляные краски основываются на олифе. Клей на основе животных продуктов или казеина используется в клеевых красках. Если состав на основе цемента или краска известковая или силикатная, то связующим будет неорганический компонент. Добавка, обеспечивающая связь компонентов в краске, подбирается исходя из ее способностей к адгезии.

Необходимо обращать внимание на то, каким образом, и при каких условиях краска достигнет полного высыхания, достигнет твердого состояния. Качества краски, обеспечивающие ее защитную функцию, определяющие ее прочность зависимы от обрабатываемого материала. Иногда бывает, что поверхность будущего покрытия неоднородной текстуры, оно имеет определенную фактуру или работать приходится с бетонными, металлическими поверхностями и другими поверхностями. В таком случае имеет значение не только то, какое связующее используется в краске, но и ее пигментные добавки, которые придают материалу антикоррозийные свойства.

Органические связующие вещества

Связующие на основе полимеров используются самостоятельно с растворителями в лакокрасочных материалах, в комбинированных рецептурах. Примером может служить связь цемента и связующего, когда состав краски полимерцементный. Синтетические полимеры используются, как замена органического масла, тем самым уменьшая их количество в составе. Лаки и эмали на основе полимерных веществ не требуют применения дорогостоящих, покупных компонентов, природного происхождения, получаемых из смолы дерева. Полученные синтетическим способом смолы, каучук и целлюлозные вещества после растворения, доведения до определенного состояния органическими растворителями применяются, как полимерное связующее. Пленкообразование происходит после того, как растворитель полностью испарится из краски.

Если вещество, обеспечивающие связь, производится на масляной основе, тогда такой продукт называется олифой. Его получают из масляных веществ, производимых путем преобразования продукции искусственного происхождения, когда образуется пленка.

Состав, образующий пленку без высыхания масла, с использованием заменяющих веществ получил название синтетическая или искусственная олифа.

Такой пленкообразователь используется, когда необходимо разбавить краску, шпаклевку грунтовки, покрыть деревянную поверхность, штукатурку. Олифа наносится послойно, каждый слой должен хорошо высохнуть, обычно это происходит в течение суток. Если время высыхания необходимо уменьшить в состав добавляется сиккатив.

Существует олифа на основе натуральных, т. е. масляных компонентов, она бывает окисленной или полимеризационной. Окисленная олифа получается после переработки льняных, конопляных масел, путем продувания воздухом после нагревания до определенной температуры, дополнительно вводится сиккатив из марганца или другого вещества. Полимеризованная олифа производится в процессе обработки масла из льна, происходит его нагревание и добавляется сиккатив из специальных веществ. Натуральные олифы для производства требуют применения дорогих по стоимости масел, из-за этого такая олифа не применяется в наружных и внутренних отделках металлических, деревянных или отштукатуренных поверхностях.

Полунатуральная олифа изготавливается на основе полимеризованного, оксидированного масла или на основе иного уплотненного масла, которое прошло специальную обработку при определенной температуре совместно с дополнительными веществами и летучими растворителями, такими как уайт-спирит, скипидар, бензол. Существует замена натуральной олифе, полученная из уплотненного льняного масла после обработки воздухом, с использование сиккативного вещества и последующем введением в него определенных растворителей. Такая олифа применяется для разбавления густых красочных материалов, во время работы внутри и снаружи помещения.

Олифная оксоль-смесь используется в качестве замены натурального вещества, получается из уплотненного масла льна, конопли или на основе их смесей с маслом подсолнечника, после воздушной обработки с применением сиккативного вещества и внесением в смесь растворителей.

Олифа, полученная таким образом используется при разбавлении густых красок, которые применяются внутри помещения.

Виды связующих веществ

Краска на олифе

Синтетическая олифа изготавливается без использования натурального растительного масла или содержит их небольшое количество. Существуют различные ненатуральные виды олифы, например, глифталевая, сланцевая, синтолоновая, куманоинденовая. Глифталевая олифа получается после обработки растительного масла, с глицерином и фталевым ангидритом, добавляется сиккатив, который после разбавления специальным веществом, им может быть бензин, растворитель, с последующим доведением до определенного состояния. Глифталевая олифа применяется при производстве красок, высочайшего качества, для обработки металлических, деревянных и отштукатуренных поверхностей. Дизельные и генераторные масляные вещества находятся в основе сланцевой олифы, которая используется при изготовлении красочного материала для внутренних работ. Производственные каучуковые отходы представляют собой этиноль, он применим в грунтовочных смесях для металлов, в красках. Кумароноинденовые олифы получаются из кумароноинденовых смол с растворителями. Такие олифы используются для приготовления шпаклевки и грунтовки, применяемой внутри помещения.

Краска на клее

Связующим веществом может быть клей, когда красочный состав водоклеевый. Клей применяется и для производства красочной эмульсии на основе воды. Существуют также клеевые грунтовки, шпаклевки. Клей может быть животного происхождения, например, казеиновый, растительного или искусственного происхождения. Животные клеи имеют редко используются, так как существуют аналоги, получившие широкое распространение. Клей, полученный из искусственного сырья, состоит из искусственной смолы, растворенной в жидкости, представляет собой определенную смесь. Клей на основе карбоксиметилцеллюлозы получается химическим способом из целлюлозного материала, древесного происхождения, имеет специфический желтый цвет. Такая целлюлоза не гниет, может набухнуть или раствориться в водном растворе.

Клей на основе метилцеллюлозы имеет отличительные свойства. Вещество, входящее в его состав, не боится воздействия кислоты или щелочи. Полимерные клеи имеют высокую способность склеивания.

При его изготовлении используется поливинилацетатная смола. Такой клей часто используется, как эмульсия при склеивании.

Растворители для краски

Предназначение разбавителей изменение густоты материала или для применения с сухими минеральными красками. Разбавитель имеет способность образовывать пленку, для образования хорошего красочного слоя. Разбавитель на основе эмульсии используется при производстве грунтовочных смесей или для изменения густоты масляной краски. Эмульсионный разбавитель, применим, для получения более жидкого состояния белил, красочных материалов. В составе разбавитель не должен быть в пределах от 22% до 40 %. Если консистенция получилась недостаточно качественной, то добавляются растворители.

Растворитель - это жидкость, применяемая для разбавления состава. Растворители бывают трех видов, каждый для определенной краски или лака.

Если краска клеевая водоэмульсионная, то растворителем служит водный раствор. Существует множество растворителей, к каждому материалу он подбирается индивидуально.

Таблица 1. Связующие вещества в составе упрочняющих красок в вес. %.

Номер краски	ЛСТ	Пектиновый клей	Декстрин	Вода	Плотность краски, г/см 3
1	25	-	-	75	1,10
2	-	25	-	75	1,10
3	-	-	10	90	1,08

Таблица 2. Связующие вещества в составе красок, улучшающих чистоту поверхности отливки из легких сплавов, в вес. %.

Таблица 3. Связующие вещества в составах паст в вес. %.

Марка пасты	Зерновая составляющая		Связующие			Вода	Плотность в г/см 3
Марка пасты	маршалит	графит черный	бентонит	декстрин	сульфитная барда	Вода	Плотность в г/см 3
ГБ-1	-	60	3,5	3,5	-	33	1,4-1,45
ГБ-2	-	-	-	-	-	-	-
ГБ-3	-	58,5	2,5	-	10,0	28	-
СТ-1	70,5	-	3,0	1,5	-	25	1,6-1,65
СТ-2	-	-	-	-	-	-	-
СТ-3	70,0	-	3,0	-	10,0	17	1,6-1,65

Таблица 4. Связующие вещества в составах красок и паст для форм из жидкостекольных смесей.

Примечания: 1. Состав красок № 1, 2 и 3 приведен в вес. %, а красок № 4 и 5 в об. %;

Таблица 5. Связующие вещества в составах красок для форм крупных стальных отливок в вес.%.

1 Воду вводят до требуемой вязкости

3 Плотность 1,3 г/см 3

материалы по теме

В Томске создали пигменты широкого применения

Эксперты лаборатории гетерогенных металлических систем, которая находится в Томском научном центре СО РАН, создали инновационные неорганические пигменты различных оттенков. Новые материалы устойчивы к внешним действиям.

Металлические пигменты

Металл всегда ценился дороже таких материалов, как глина, дерево или пластмасса, по причине своих физических свойств. Но если его нельзя использовать как основу, то можно пойти на хитрость, и нанести только поверх готового продукта. Таким образом, изделие приобретает все заметные человеческому глазу признаки металла – цвет и блеск. Промышленность взяла это на вооружение и вот уже несколько веков производит металлические пигменты.

Компания BASF вывела на рынок новые пигменты

Специалисты предприятия BASF рассказали о новой разработке линейки пигментов. В новую линейку вошли красители и пигменты для производства покрытий, пластмасс, и даже в печатной промышленности.

Читайте также: