Структура покрытий из кристаллических полимеров. Кристаллизация краски


Управление процессом кристаллизации | Всё о красках

Чтобы получить монодисперсную систему, исключив возможность роста одних кристаллов за счет растворения других, необходимо иметь большое число центров кристаллизации приблизительно равных размеров с примерно одинаковой растворимостью. При малом числе центров кристаллизации происходит их быстрое укрупнение, и система становится полидисперсной. Только при наличии в кристаллизующейся системе большого числа зародышей или при больших скоростях их образования (намного быстрее скорости роста) удается синтезировать дисперсную систему из очень мелких частиц практически одинаковых размеров. На этом принципе основано регулирование дисперсности продуктов синтеза при получении желтого железооксидного пигмента, для чего предварительно нарабатывается зародышевая суспензия гетита, и диоксида титана, когда гидролиз титанилсульфата проводится с введением в систему зародышевого золя ортотитановой кислоты. В качестве зародышей могут быть использованы частицы, по химическому составу отличные от готового продукта. Так, при синтезе свинцовых кронов для повышения их красящей способности рекомендуется вводить в хромовую смесь сульфат алюминия с последующим осаждением алюминия в виде гидроксида.

В случае полиморфизма большей вероятностью образования, как следует из выражения обладают те кристаллические модификации, для которых меньше значение sт.ж. Поскольку поверхностное натяжение на границе раздела раствора с аморфной частицей меньше поверхностного натяжения на границе с кристаллом, в ряде случаев первоначально выпадает аморфный осадок, переход которого в кристаллическое состояние может быть очень замедленным. Для того чтобы предотвратить образование аморфных осадков также вводят специально синтезированные зародыши.

Для направленного роста кристаллов применяют зародыши, изоструктурные с конечным продуктом кристаллизации, или, в случае необходимости синтеза метастабильной модификации, проводят соосаждение с изоморфным веществом, кристаллизующимся в форме, устойчивой при данных условиях. Такой прием используется, например, при синтезе лимонного свинцового крона. В процессе осаждения устойчивость той или иной модификации определяется главным образом температурой и рН среды. Так, у хроматов свинца при рН > 4,5 больше вероятность образования при синтезе ромбической модификации, при рН < 4,5 — моноклинной.

Для получения высокотемпературных кристаллических модификаций часто применяют процесс прокаливания. Так осуществляется, например, перевод анатаза в рутил в случае диоксида титана. Преимущественное получение той или иной модификации при прокаливании гидратированного диоксида титана, а также температура полиморфного превращения зависят от наличия некоторых добавок. Так, при прокаливании анатазная модификация сохраняется при добавлении к гидратированному диоксиду титана 0,5—0,6 % фосфорной кислоты; при добавлении до 1 % соединений цинка, магния, висмута, алюминия, сурьмы, ванадия значительно снижается температура перехода анатазной модификации в рутильную. Переходу анатазной модификации в рутильную способствует введение специально синтезированных зародышей рутила.

Переосаждение растворов для осуществления полиморфного превращения применяется при синтезе некоторых органических пигментов (полициклических, фталоцианиновых).

Для регулирования формы и размеров кристаллов можно использовать добавки ПАВ. Механизм их действия при кристаллизации из растворов сводится к уменьшению скорости роста кристаллов за счет формирования тонких адсорбционных слоев на их гранях и, следовательно, к образованию большего числа центров кристаллизации. Однако в ряде случаев применение ПАВ при синтезе пигментов вместо уменьшения размеров частиц может вызвать их рост, так как падение растворимости из-за формирования адсорбционных слоев настолько снижает степень пересыщения раствора относительно твердой фазы, что большинство возникших зародышей как бы выбывают из строя. Поэтому для уменьшения размеров кристаллов при синтезе пигментов следует использовать ПАВ, физически адсорбирующиеся на поверхности пигментов. Химическая адсорбция ПАВ приводит к увеличению размеров кристаллов. Физически адсорбирующиеся ПАВ максимальное влияние на дисперсность оказывают при концентрациях, равных или несколько больших критической концентрации мицеллообразования.

Необходимо учитывать, что все меры, принятые при управлении процессом синтеза могут быть сведены на нет на последующих стадиях промывки, фильтрования и сушки. Длительное пребывание частиц в маточном растворе на этих стадиях приводит к росту крупных частиц за счет убыли мелких, а также к значительному снижению дисперсности при сушке вследствие фазового срастания частиц. И нередко дисперсный состав пигмента определяется не условиями синтеза, а методами сушки и последующего сухого размола

vseokraskah.net

Кристаллическое состояние | Всё о красках

Кристаллическое состояние вещества наступает тогда, когда реализуется как ближний, так и дальний порядок во взаимном расположении частиц. Звенья, сегменты макромолекул могут взаимодействовать как внутри-, так и межмолекулярно. Если интенсивность внутримолекулярного взаимодействия выше, чем межмолекулярного, то макромолекулы могут свернуться в более или менее плотную глобулу. Если преобладает межмолекулярное взаимодействие, то макромолекулы стремятся ассоциироваться в пучки, пачки полимерных цепей. Определенный порядок во взаимном расположении соседних частиц, молекул реализуется на расстояниях, соизмеримых с размерами этих частиц. Ближний порядок возникает в результате флуктуаций молекул вещества. В случае глобулизирующихся полимеров ближний порядок обуславливается особенностями статистического распределения звеньев макромолекул.

Способность к кристаллизации обуславливается регулярностью строения полимерных цепей. В макромолекуле элементарные звенья и заместители могут располагаться в определенной последовательности и быть определенным образом ориентированы в пространстве (изотактические, синдиотактические и др.).

Если же присоединение носит статистический характер («голова к хвосту», «голова к голове», «хвост к хвосту»), а заместители не имеют преимущественной ориентации в пространстве, то такие полимеры имеют нерегулярное строение и относятся к группе атактических. Они могут находиться только в аморфном состоянии. Если при ассоциации регулярно построенных макромолекул в пачки создаются условия для правильной укладки не только полимерных цепей, но и боковых заместителей, то возникает трехмерный порядок во взаимном расположении частиц.

Таким образом, необходимое и достаточное условие для кристаллизации полимера – правильная взаимная укладка как цепей макромолекул, так и боковых заместителей.

Дальний порядок во взаимном расположении макромолекул обусловлен как определенным координационным порядком, так и ориентационным (т. е. одинаковой ориентацией цепей в кристалле). При плавлении кристаллических полимеров наблюдается последовательное изменение координационного и ориентационного порядков. Структура полимеров в твердом состоянии, характеризующаяся лишь дальним ориентационным порядком, относится к так называемой паракристаллической модификации. В пространственно упорядоченные области может входить не вся макромолекула целиком, а некоторая ее часть.

 

Рис. 13. Схематическое изображение кристаллизирующегося полимера:

а – реальный полимер; б – эквивалентная модель;

lа – среднестатистическая протяженность аморфной фазы;

lкр – среднестатистическая протяженность кристаллической фазы

Полимерная цепь последовательно проходит участки высокой упорядоченности (кристаллиты) и аморфные области. В отличие от низкомолекулярных веществ, в которых кристаллическая и аморфная фазы разделены четкой поверхностью раздела, в полимерах она отсутствует. Кристаллические области статистически распределены в аморфной массе. С увеличением гибкости регулярно построенных макромолекул облегчается кристаллизация полимера. Для удобства характеристики свойств кристаллических полимеров заменяют статистическое распределение упорядоченных областей в полимере (см. рис.13, а) эквивалентной моделью (см. рис.13, б), в которой кристаллические участки в строгой последовательности чередуются с аморфными.

Доля кристаллической фазы в полимерном субстрате называется степенью кристалличности aкр. Значения степени кристалличности могут изменяться от 0 (в аморфных изотропных полимерах) до 1.

Для регулярных полимеров кристаллическое состояние является термодинамически равновесным. Поэтому повышение подвижности макромолекул (например, нагреванием) ускоряет кристаллизацию.

Поделитесь с друзьями!

vseokraskah.net

Анодирование. Дефекты. Кристаллизация. | Всё о красках

Анодные пленки барьерного типа в процессе образования подвержены диэлектрическому пробою при характеристическом напряжении, которое сильно зависит от кислотного аниона. В ранних работах  отмечалось, что напряжение пробоя может увеличиваться по мере увеличения толщины пленки, что связывалось с появлением лавины заряженных частиц. Инжекция электронов в катод с использованием механизма Фаулера-Нордхайма описывалась учеными Форлани и Минайя.

Этот способ инжекции электронов был подвержен влиянию положительного пространственного заряда,  при этом в расчет так же принималось джоулево тепло. Де Вит и др. использовавшие напыленные золотые контакты, обнаружили, что поле пробоя не зависело от толщины и было близко к полю анодирования. Данное явление не может быть объяснено лавиной электронов, поэтому было выдвинуто предположение о том, что этот процесс приводится в действие ионным транспортом, относящимся к процессу анодирования.

Захави и Мецгер предполагали, что явление пробоя на базе пор может способствовать росту пленки. Они по своему интерпретировали электрооптические данные для того, чтобы продемонстрировать, что образование каналов происходит через барьерный слой, иногда связанный  с малыми ямками на границе металл/ оксид, которая имеет тенденцию к последующему восстановлению благодаря последующему анодному окислению, которое расширяет переднюю часть пористой пленки внутрь металла.

Анодные пленки на алюминии проявляют электролюминесцентные или гальванолюминесцентые и фотолюминесцентные свойства.Проявление гальванолюминесцентных свойств может наблюдаться в процессе анодирования во многих типах электролитов, это называется "пред-пробойным" свечением. Данное явление обычно нельзя наблюдать при анодировании в серной кислоте, однако в процессе проведения экспериментов с заполнением пор выяснилось, что и это возможно. Иконописов и его коллеги  привели объяснение, что центры гальванолюминесцентного свечения должны быть расположены на малой толщине барьерного слоя, который в пленках, образованных в серной кислоте, имеет малую толщину, а выделяющийся свет может поглощаться при этом толстыми пористыми слоями. Они так же подтвердили, что наличие гальванолюминесцентного свечения зависит от типа используемого электролита. Возможно, что инициирующий ток обеспечивается смешанным механизмом Шотки/Пул-Френкель.

Мизуки и его коллегам удалось наблюдать электролюминесцентное свечение в процессе электролитического окрашивания пористой пленки, сформированной в серной кислоте. Они использовали сплав Al-1%Mn, потому что имеющие субстрату данного типа пленки излучают желтое люминесцентное свечение вследствие возбуждения соударением ускоренными электронами в пленке магниевого активатора. Интенсивность наблюдаемого в процессе осаждения переменным током меди из раствора электролюминесцентного свечения оказалась фактически пропорциональной электронному току, хотя он составлял только лишь небольшую долю от общего тока. Максимальная интенсивность электролюминесцентного свечения наблюдалась при 100 Гц, а наиболее подходящая частота для окрашивания составляла 1000 Гц. При напряжении переменного тока  ниже 8 В не наблюдалось ни электролюминесцентного свечения, ни окрашивания, при напряжении от 8 до 17 В наблюдалось и то и другое, однако при превышении 17 В происходило появление ярких пятен электролюминесцентного свечения и растрескивание. Эти авторы так же предупреждали, что в процессе электролитического окрашивания возможно инициирование осаждения меди, когда протоны мигрируют через барьерный слой в течение катодного полуцикла, что приводит к генерации ионов водорода путем реакции с захваченными электронами, а это в свою очередь приводит к повышению уровня рН в нижней части пор и способствует восстановлению Cu2+.

Проявление явления фотолюминесценции ассоциируется с включением в пленку анионов карбоксилата, а так же с тем, что формированием центров люминесценции происходит путем абсорбции молекул воды, или радикалов OH- в некоторых местах (дефектах) в анодных пленок. Йованик и его коллеги провели сравнение наибольшего значения возбуждения анодных пленок, образованных в различных кислотах с предсказываемыми значениями, используя молекулярно-орбитальную теорию и выявили неплохое сходство, которое говорит о важности включенных анионов или их фрагментов. Интересно сказать, что эти ученые так же заранее предсказывали структурные изменения в некоторых анодных пленках с целью объяснения факта существования двух максимумов возбуждения. Так, например, они выдвинули предположение, что S2-, P3- и COO- существуют на большей глубине в оксидных слоях, получаемых в соответственно серной, фосфорной и щавелевой кислотах.

 

 

Если алюминий вступает в реакцию с горячей водой с образованием пленки водного оксида, то в процессе последующего анодирования в нейтральном электролите, это приведет к созданию пленки барьерного типа с кристаллической структурой, появление которой связано в основном с полевой дегидратацией водного оксида. Емкость кристаллической пленки барьерного типа выше, чем в случае с аморфной оксидной пленкой,  образование которой происходит таким же образом, однако на подложке без водной пленки. Сложный кристаллический оксид проявляет свойства электрической нестабильности, которые можно скорректировать путем релаксации и деполяризации, зачастую так же путем гидротермической обработки с повторным анодированием.

Ученые Алвит и его коллеги  выдвинули предположение, что это может быть связно с наличием закрытых пустот в анодной пленки, имеющей кристаллическую структуру, которые открываются на поверхность в процессе гидротермической обработки. Бернард и Русел  определили, что в оригинальной пленке может присутствовать кислород в таком объеме, который предполагает нахождение под высоким давлением или в конденсированном состоянии. Они так же предположили, что конверсия водного оксида относительно малой плотности до состояния анодного оксида может привести к восстановлению объема, который может привести к образованию усадочных пор, заполненных кислородом, сгенерированным электрохимическим способом. Если нагревание до температуры 600ºС позволяло удалить до 55% захваченного кислорода, то обработка в кипящей воде эффективно помогала открывать уплотненные полости.

Ученые Алвит и Дайер проведи идентификацию трех типов пустот в пленках, образованных на 99.99% алюминии, первые два класса были подтверждены Стевенсом и Шафером. Класс I связан с пустотами в кристаллическом слое пленки, образующей длинные цепочки или нити. Они имеют 3-4 нм в ширину, до 70 нм в длину с плотностью порядка 1010см-2. В отличие от пустот класса I, пустоты класса II являются неподсоединенными, не могут быть удалены посредством анодирования, имеют около 3 нм в диаметре и присутствуют примерно на 1012см2-. Пустоты класса III существуют в специальных пленках, имеющих большую толщину, однако сходный размер и популяцию с пустотами класса III. Они похожи на те, которые, согласно имеющимся данным, составляют области пробоя.

Хутчинсу и Чену  удалось выяснить, что при прожигании алюминия в воздухе при температуре 600ºС может происходить образование кристаллитов g-Al2O3, которые зависят от ориентации субстрата (наименьшая плотность популяции была на 100 зернах), и в процессе анодирования служат в качестве мест нуклеации для роста кристаллов g'-Al2O3 с менее упорядоченной структурой. Количество кристаллических областей значительно увеличивалось по мере увеличения температуры электролита, а скорость их роста увеличивается с температурой электролита и напряжением анодирования, однако при меньшей плотности тока. Область перехода аморфного оксида, который может иметь более упорядоченную структуру, была обнаружена вокруг кристаллитов в процессе их распространения путем конверсии аморфного оксида. В процессе анодирования можно было получить лист кристаллического материала, полностью покрывающий поверхность.  Эти авторы, Кобайши и его коллеги  показали, что образование кристаллитов может происходить в фольге, подвергнутой гальванической обработке без использования прожига или гидротермической обработки, в процессе анодирования в первичном кислом фосфате аммония при температуре 85ºС. Кобайяши удалось показать, что кристалличность структуры зависит от продолжительности погружения образца в раствор для анодирования в период до начала собственно процесса анодирования. Так же ему удалось установить, что переход g'-Al2O3 можно ингибировать с помощью определенных типов растворов для анодирования, возможно из-за миграции ионов кислорода через границу соприкосновения аморфного и g'-Al2O3, что приводит к потере избыточного объема, связанного с наличием в аморфной фазе ионов кислорода. Образование кристаллов происходит в центре толщи пленки, где располагаются начальные кристаллиты термического оксида (возможно, они слишком малы для того, чтобы их можно было увидеть невооруженным взглядом) после завершения формирования анодной пленки на границе слоев, образованной транспортом катионов и анионов.

Шимизу и его коллеги объяснил свои наблюдения тем, что в анодных пленках барьерного типа пробой берет свое начало в дефектах. Согласно имеющимся данным наличие дефектов может быть связано с ориентацией зерен субстрата. Эти ученые так же поддержали предположение Юнга, что инициация пробоя может осуществляться локальными тепловыми эффектами, вызванными проводимостью сквозь заполненные электролитом трещины и дефекты пленки, однако при этом он так же уверял, что лавина заряженных частиц может играть большое значение в повышении локальной температуры. Данный фактор может так же способствовать  перерастанию пленки, расположенной вокруг дефектов и, в некоторых случаях, приводить к температурной нестабильности, которая в свою очередь приводит к образованию проводящих каналов. На участках пробоя так же был обнаружен и кристаллический материал пленки.

Исследования показали, что образование кристаллической анодной пленки на 99.99% алюминии, подверженном обжигу в воздухе происходит при воздействии температурой 500ºС на протяжении 15 минут.  Это связывалось с пробоем в процессе анодирования, при этом было так же установлено, что процесс обжига обладает свойством уменьшать напряжение пробоя. Над островками кристаллического материала в анодных пленках обнаружились пустоты. Было выдвинуто предположение, что кристаллиты g-Al2O3 в оксиде, образованном термическим способом, служат в качестве центров роста кристаллического материала в процессе анодирования. Позднее с помощью микродифракции удалось установить, что образование микрокристаллических областей, имеющих размер порядка нескольких нанометров, может происходить даже при относительно низкотемпературном обжиге (450ºС на протяжении одного часа) для анодных пленок, образованных в растворе пентабората аммония. Было выдвинуто предположение, что размер этих кристаллитов сравним с критическим размером, необходимым для стабильного присутствия. В качестве объяснения результатов исследований ионной проводимости, проведенных  учеными Креверкура и Де Вит, предлагалась структурная реорганизация кристаллитов, которая в свою очередь была связана с их диссоциацией в аморфном оксиде.

 

 

Дигнам  в своих работах показал, что после обжига пленки барьерного типа, применение повторного анодирования с увеличенным напряжением приводило к появлению выраженного пика тока. Так же он показал, что ионная проводимость оксида была очень низкой после обжига, однако могла быть восстановлена путем применения высокого электрического поля. Дальнейшие исследования, в которых пленки подвергались обжигу  в кислороде при температуре 400ºС, показали, что при повторном анодировании с постоянным напряжением до начала увеличения силы тока не существовало никакого индукционного периода.  В течение периода пикового тока, рост пленки происходил  неоднородно в центрах материала с нормальной проводимостью, при этом пленка разрасталась параллельно поверхности до тех пор, пока вся поверхность не оказывалась покрытой ею.  Существует модель, сочетающая теорию двухплоскостной фазовой трансформации с экспоненциальным отношением между ионным током и полем. В процессе этой работы ни рентгеноскопия, ни электронная дифракция не выявили никакой разницы между необожженными и обожженными пленками.

Шимуцу и его коллегам  удалось показать, что области кристаллического алюминия приводят к развитию окружающих дефектов в пленках барьерного типа, образованных на поверхности, состоящей из 99.99% алюминия в водном растворе бората аммония. Плотность популяции дефектов в этом случае может варьироваться от 2.4х108 см-2 для прокатанных поверхностей непосредственно после выращивания кристаллов, до менее 105см-2 для образцов, подвергнутых гальванической обработке. Таким образом, эти ученые считали, что появление дефектов может быть связано с сегрегатами примесей, попадающих туда в процессе прокатки.  Существуют так же свидетельства существования тонких каналов, расположенных в растущих пленках над сегрегатами, при этом выдвигалось предположение, что выделение кислорода на подобных участках происходит в условиях высокой локальной силы тока. Возникновение кристаллических островков связывалось с локальным повышением температуры, причем наиболее четко они становились видны по достижении напряжения анодирования 100 В, после чего начинался радиальный рост островков. Основное влияние на процесс роста оказывали температура электролита, а не его концентрация и плотность тока. Это тормозило рост обычной барьерной пленки.

Арнот и др. так же занимался исследованием той роли, которую играют дефекты в пленках барьерного типа в процессе подготовки металлической поверхности путем сегрегации примесей или дефектов в естественных пленках. Им удалось установить, что в процессе деформации растяжением анодированного металла, размеры разрыва анодной пленки зависят от плотности уже существующих изначально дефектов . Для пленок <30 нм в толщину разрыв происходит скользяще и ступенчато, причем возникает в металле субстрата, если  оксид содержит ослабляющие дефекты в непосредственной близости. Начало разрыва пленки происходит при уровне деформации порядка 5 х 10 -3 до 10-2. Было проведено несколько экспериментов с целью показать, что одни и те же дефекты могут использоваться для контроля механических свойств и тока утечки, или эффективной сопротивляемости, анодной пленки.

На ток утечки и на явления пробоя могут влиять присутствие в высокочистом алюминии железа или меди. Это уже тема следующего раздела, где более детально рассматривается влияние примесей на процесс анодирования.

vseokraskah.net

Автомобильная кристалл-маска | VSTO

Сделать свою машину уникальной и выделить ее среди остальных можно простым и доступным способом – покрасить ее кристалл-маской или краской с эффектом Marble. Эта уникальная краска занимает высокую позицию среди лидеров эксклюзивной покраски авто.

Кристалл-маска и краска

Уникальная технология, которая совершила настоящую революцию в индустрии красок, позволяет применять твердые кристаллы для любой окрашенной поверхности.

Кристалл маска – это новая, уникальная технология тюнингованния различных поверхностей. Она была специально разработана для создания специального кристаллического эффекта на поверхности. Представляет из себя жидкий шаблон, находящийся между двумя контрастными цветами.

Ее революционная формула помогает материалу кристаллизоваться даже при комнатной температуре. Для затвердения кристалл маске требует не более пятнадцати минут времени. Подключив к работе свое воображение, вы сможете получить множества уникальных изображений и неожиданных комбинаций.

Получить кристаллическое разнообразие просто. Их размер напрямую зависит от температуры и силы сушки. Если необходим рисунок мелких кристалликов применяется высокая температура и чем она выше, тем они будут меньше, для больших, соответственно, применяется только низкая температура.

Кристалл маска ни с чем не смешивается, перед нанесением. Наносить на поверхность ее нужно аккуратно, не оставляя сухих мест и не повреждая ее. В результате, она должна выглядеть как сплошная пленка.

Для декорирования поверхности такая краска подойдет как нельзя кстати. Не важно, какой предмет вы хотите сделать уникальным. Это может быть автомобиль, холодильник или чехол для телефона. С другими красками такого яркого и эффектного изображения у вас не получится. Кристаллизирующаяся маска самоактивируется. Ее можно добавлять в базовую основу для покраски или в лак. С помощью специальной формулы, ее химический состав легко кристаллизуется в течении пятнадцати минут, при температуре в 27 градусов по Цельсию (80 F). Благодаря этому, она может иметь более сотни вариаций, ведь является связующим звеном между двумя контрастными красками.

У кристалл-маски есть несколько уникальных преимуществ в применении для покраски машины:

  • Кристалл-маска цветовая политраНасыщенная глубина цвета достигается при использовании разных больших и маленьких кристаллов;
  • Каждый созданный кристаллический рисунок является уникальным. Получить одинаковый эффект дважды, даже при той же температуре, невозможно;
  • Краска легко смывается и наносится на ту же поверхность заново, оставаясь такой же привлекательно, как и в первый раз;
  • Автомобиль с уникальным рисунком не рискнут угонять, поскольку его легко найдут;
  • Владелец авто может застраховать нанесенный рисунок после покраски на определенную сумму и получить компенсацию, в случае повреждения.

Перед началом нанесения уникального рисунка, авто красится в желаемый цвет. Этот слой краски является основным. После того, как она высыхает, а это приблизительно через час, поверхность шкуриться и хорошенько просушивается. На подготовленную машину разбрызгивают кристаллическую маску. Рисунок может быть заранее запланированным, а может быть произвольным. Возникающие кристаллы просушивают. Они могут быть одинаковыми на всей поверхности и просушены с одной температурой, а могут иметь своеобразный рисунок. В этом случае мастер применяет несколько температурных режимов. После того, как кристаллы высохли, наносится пыльный слой контрастной нитро-краски. Как только этот все высыхает, автомобиль протирают влажной салфеткой. Краска смывается, оставаясь только в кристаллах, и придает им насыщенный цвет. По истечению еще одного часа, поверхность машины лакируют, и нанесенная краска приобретает новый оттенок и блеск. Используя для тюнинга кристалл-маску, можно получить удивительный рисунок, который не удастся повторить другими технологиями.

Кристал-маска для автомобилейТехнология кристаллической покраски весьма сложная и доверять такую работу нужно только профессионалам. Мастера V-STUDIO обладают не только большим опытом в этой сфере, но и необходимым оборудованием для покраски автомобилей. В их мастерской побывала не одна стальная красотка и владельцы остались довольны полученным результатом.

Этапы нанесения кристаллической маски:

  1. Поверхность автомобиля подготавливается для базовой краски, цвет может быть абсолютно любым. Рассматривается так же вариант нескольких цветов. Затем слой лака;
  2. Как только лак высох, поверхность должна быть матирована. Для этого используется наждачная бумага;
  3. Из распылителя на авто наноситься непосредственно сам состав Кристалл-маск;
  4. В прохладном помещении кристаллизация займет больше времени, а сами кристаллы будут иметь большой размер;
  5. В помещении, где температура выше комнатной, этот процесс будет продвигаться быстрее, но кристаллы будут меньше.
  6. Для контрастного пыльного слоя можно выбрать краску любого цвета. Этот слой будет сохнуть всего десять минут;
  7. Влажными салфетками или губками, необходимо смыть пыльный слой. Между кристаллами останется краска и получится более яркий и четкий рисунок. После этого, должно пройти не меньше получаса, чтобы приступить к следующему этапу;
  8. Лак наносится на поверхность в два слоя, после полного высыхания предыдущего этапа.

Важно, не спешить выполняя каждый этап покраски. Слой краски или лака должен полностью высыхать, прежде чем вы приступите к дальнейшим действиям.

Технология нанесения  краски эффект кристалл-маска

 

v-sto.ru

Физические показатели | Всё о красках

В зависимости от внешних условий возможно три агрегатных состояния вещества, каждое отличается характером движения частиц, который, в свою очередь, зависит от типа связи их друг с другом. По степени распространенности среди твердых тел выделяется кристаллическое состояние, кое характеризуется строго определенной ориентацией частиц друг относительно друга. Это, в свою очередь, обуславливает и внешнюю форму тела в виде какого-либо многоугольника – кристалла. В идеале кристалл ограничен плоскими гранями, сходящимися в точечных вершинах и прямолинейных ребрах. Такие монокристаллы иногда встречаются в природе, можно также получить их искусственно. Но большинство известных кристаллических тел являются поликристаллическими, т.е. сростками большого количества мелких кристаллов, имеют неправильную внешнюю форму но правильное внутреннее строение.

Получение кристаллов из растворов называют кристаллизацией. Процесс кристаллизации включает в себя:

1.  Образование перенасыщенных растворов

2.  Возникновение зародышей кристаллизации

3.  Рост кристалла

4.  Перекристаллизация (сочетание процессов растворения и кристаллизации)

Одним из способов получения перенасыщенных растворов является химическое взаимодействие веществ. Если в результате химической реакции образуется малорастворимое вещество, то со временем его концентрация становится выше растворимости и раствор по отношению к нему становится перенасыщенным.

Кристаллизация включает два процесса:

1.  Рост уже имеющихся центров кристаллизации за счет отложения новых молекулярных слоев

2.  Возникновение центров кристаллизации

В зависимости от условий эти процессы идут с разными скоростями. Если скорость первого процесса значительно больше скорости второго, то образуются крупные кристаллы, если наоборот – аморфный осадок, если скорости приблизительно равны, то образуется полидисперсная кристаллическая система.

Массовому возникновению центров кристаллизации способствует быстрое смешение холодных растворов, при медленном смешении горячих растворов образуются крупные кристаллы. Если в сосуде находятся полидисперсные кристаллы одного и того же вещества, то со временем будет постепенно происходить рост крупных кристаллов за счет растворения мелких. Это объясняется тем, что из-за большей удельной поверхности мелких частиц раствор по отношению к ним является ненасыщенным и наоборот. Теоретически, этот процесс завершится образованием одного крупного кристалла. Различная скорость роста отдельных граней кристалла обуславливает разнообразие форм. Изучением формы кристаллов занимается кристаллография.

Фазовое состояние твердого тела, характеризующееся правильной периодической повторяемостью в пространстве расположения структурных элементов называется кристаллическим состоянием. Все неорганические и органические пигменты являются кристаллическими веществами, и большая часть их физических и технических свойств определяется именно кристаллическим состоянием.

В зависимости от вида структурных элементов и преобладающего характера связи между ними кристаллы подразделяются на атомные (ковалентная связь), ионные (ионная связь), молекулярные (силы межмолекулярного притяжения) и металлические (металлическая связь). Среди пигментоввстречаются кристаллы со всеми видами связи, однако не всегда можно достаточно строго отнести кристалл к тому или другому виду. Чаще всего связи в кристаллах пигментов, по своей природе являющихся солями или оксидами, имеют ковалентный или ионно-ковалентный характер. Молекулярные кристаллы наиболее характерны для органических пигментов. Преобладающий характер связи определяет многие свойства кристаллов — твердость, температуру плавления, электрические свойства и др.

То или иное конкретное расположение структурных элементов вещества в пространстве носит название кристаллической структуры. Определенный отрезок, при переносе на который в каком-либо направлении вся кристаллическая структура совмещается сама с собой, называется трансляцией. Совокупность трансляций образует кристаллическуюрешетку.

Важнейшим признаком кристаллов является их симметрия, характеризуемая  элементами  симметрии   (плоскости,  оси  и  центры  симметрии). Для кристаллов возможны 32 различных набора элементов симметрии. Это — так называемые классы симметрии. Параллелепипед,  построенный из кратчайших трансляций, которые направлены по координатным осям, соответствующим симметрии кристалла, называется элементарной ячейкой. Углы при ее вершине и длины трансляций, являющихся ее ребрами, называютсяпараметрами решетки. В зависимости от направления координатных   осей   и   соотношения размеров трансляций, из которых   образована   элементарная   ячейка, все классы симметрии, которые возможны для кристаллических решеток, делятся на 6 систем, называемых сингониями: кубическая, тетрагональная, гексагональная,   ромбическая,   моноклинная   и   триклинная. Кубическая сингония относится к высшей категории симметрии, тетрагональная   и   гексагональная — к средней, ромбическая, моноклинная и триклинная — к низшей.

Если элементарные ячейки, соответствующие шести сингониям, дополнить, по мере возможности, кратчайшими трансляциями, не совпадающими с осями координат, то в элементарных ячейках появятся дополнительные узлы кристаллической решетки. Эти узлы будут располагаться в пространстве между вершинами параллелепипеда, представляющего собой элементарную ячейку. Они могут располагаться в центрах всех граней,— такая решетка носит название гранецентрированной; в центрах пары противоположных граней — базоцентрированная решетка; в центре ячейки — объемноцентрированная решетка. Если в ячейке нет узлов, кроме узлов в вершинах, то ячейка называется примитивной. Таким образом, по виду центровки решетки кубической сингонии подразделяются на гранецентрированные, объемноцентрированные и примитивные; решетки гексагональной сингонии — на дважды центрированные (два узла на большей объемной диагонали) и примитивные; решетки ромбической сингонии — на объемноцентрированные, базоцентрированные, гранецентрированные и примитивные; решетки моноклинной сингонии — на базоцентрированные и примитивные,_Решетка—триклинной сингонии

может быть только примитивной. Эти 14 видов кристаллических решеток называются решетками Браве.

Для кристаллического состояния весьма характерно явление полиморфизма. Полиморфизм — это способность одного и того же химического вещества существовать в виде двух или нескольких кристаллических структур (модификаций). Переход из одной кристаллической модификации в другую называется полиморфным превращением. Кристаллические модификации одного и того же вещества обозначаются буквами греческого алфавита в порядке повышения температуры стабильного состояния данной модификации. Однако в химии пигментов для обозначения тех или иных модификаций часто пользуются исторически сложившимися названиями. Каждая кристаллическая модификация стабильна в определенном температурном интервале. Переход из одной модификации в другую сопровождается тепловым эффектом. Переход высокотемпературной модификации в низкотемпературную сопровождается выделением теплоты, обратный переход — поглощением теплоты. Переход одной кристаллической модификации в другую характеризуется обычно очень высоким значением энергии активации. В случае перегрева вблизи температуры полиморфного превращения, а при переохлаждении даже при очень большом удалении от нее, число структурных элементов, обладающих достаточной энергией для перестройки в пространстве, невелико, тем более, что поглощенная твердым телом энергия, даже сравнительно большая, распределяется между колоссальным числом

структурных элементов. Поэтому вероятность полиморфного превращения незначительна. Таким образом, при данных условиях могут существовать метастабильные кристаллические модификации, т. е. модификации относительно устойчивые, но термодинамически неравновесные.

Знание и использование возможных полиморфных превращений того или иного химического соединения, применяемого в качестве пигмента, позволяет направленно регулировать его физико-химические свойства, которые у разных модификаций могут сильно различаться. Ближе по свойствам кристаллы в том случае, если они относятся к одной и той же категории симметрии, и тем более к одной и той же сингонии. Переход от низшей категории симметрии к средней вызывает в этом случае резкое расширение полосы поглощения света в длинноволновую область, что вызывает значительное изменение окраски пигмента.

Модификации, относящиеся к одной сингонии, могут довольно значительно различаться по ряду физико-химических свойств — по плотности, показателю преломления, твердости и прочности кристаллов. Например диоксид титана анатазной модификации имеет плотность 3840 кг/м3 и показатель преломления 2,3, а рутильной модификации — 4200 кг/м3 и 2,6 соответственно. Рутил характеризуется большей твердостью, чем анатаз, и большей склонностью к явлению фототропии (обратимому изменению окраски под действием света в присутствии небольших количеств примесей), тогда как анатаз проявляет большую фотохимическую активность, нежели рутил.

Получая в результате синтеза ту или иную кристаллическую модификацию или смесь модификаций, можно в довольно широких пределах варьировать многие свойства пигмента.

Некоторые соединения, близкие по химическому составу, могут образовывать одинаковые кристаллические структуры. Это явление называется изоструктурностью. Если соответствующие структурные единицы изоструктурных соединений способны к образованию близких по характеру связей и мало отличаются по объему, то эти соединения могут образовывать смешанные кристаллы. Такие химические соединения называют изоморфными.

Явления изоструктурности и изоморфизма широко используют при синтезе пигментов для управления процессами кристаллизации и повышения устойчивости метастабильных кристаллических модификаций (например, при синтезе лимонного свинцового крона для стабилизации ромбической модификации хромата свинца его соосаждают с изоморфным ему более устойчивым сульфатом свинца).

Многие свойства реальных кристаллических веществ, в отличие от идеальных кристаллов, в большой степени зависят от дефектов кристаллической структуры. Различают точечные, линейные, поверхностные  и объемные дефекты. Точечным дефектом может являться вакансия, т. е. отсутствие атома или иона в узле кристаллической решетки, или атом или ион (принесенный или собственный), располагающийся между узлами. Линейные дефекты, или дислокации,—это нарушение периодичности расположения атомов или ионов вдоль какой-либо линии. Длина дислокации соизмерима с размерами кристалла, а ширина не превышает нескольких межатомных расстояний. Поверхностные дефекты — это нарушение периодичности кристаллической решетки, распространяющееся в двух направлениях. Толщина поверхностных дефектов не превышает нескольких межатомных расстояний. Объемные дефекты —это макродефекты, представляющие собой включения в кристалл частиц другой фазы, микрополости, поры. Дефекты возникают как в ходе процесса кристаллизации, так и в последующих процессах термической обработки и механического измельчения, вызывающего деформацию кристаллов.

Все виды дефектов кристаллической решетки оказывают значительное влияние на свойства пигментов. Точечные дефекты влияют на цвет кристаллов, показатель преломления, плотность, электрическую проводимость, магнитные свойства. Наличие в кристаллической решетке посторонних атомов, даже в очень малых количествах, может вызывать явление фототропии — обратимого изменения свойств кристалла под действием света. Так, диоксид титана анатазной модификации, содержащий незначительное количество примесей железа, хрома и никеля, под действием света приобретает коричневую окраску, исчезающую в темноте.

Поверхностные дефекты разделяют кристаллы на отдельные блоки различной формы и размеров, разориентированные друг относительно друга на некоторый угол, что придает кристаллам мозаичное строение. Выходящие на поверхность кристаллов поверхностные дефекты и дислокации вызывают ее микронеоднородность. Нарушение упорядоченности расположения атомов или ионов на поверхности по местам выхода линейных или поверхностных дефектов можно рассматривать как микрообласти с аморфным состоянием, характеризующимся повышенным запасом поверхностной энергии.

От объемных дефектов зависит прочность кристаллов, что играет важную роль в процессах механического измельчения и диспергирования пигментов.

Точечные дефекты вызывает нестехиометричность соединения как в объеме кристалла, так и на его поверхности. В частности, такая нестехиометричность характерна для диоксида титана: из-за наличия вакансий содержание кислорода в кристаллической решетке может быть меньше стехиометрического на 0,1 моль. Нестехиометричность характерна для оксида цинка, в котором содержание кислорода может превышать стехиометрическое. Отклонение от стехиометрии, вызванное наличием в кристаллической решетке точечных дефектов, наблюдается и у других, оксидных пигментов (оксидов железа, свинца и др.).

Присутствие в кристаллической решетке посторонних ионов оказывает влияние на поверхностные свойства пигментов. Если посторонний ион имеет одинаковый заряд с ионом кристаллической решетки и отличается от последнего ионным радиусом, наблюдается деформация решетки. Такие дефекты в приповерхностном слое вызывают появление участков с повышенной поверхностной энергией, что влияет на адсорбционные свойства поверхности.

vseokraskah.net

Кристалл маска - Crystal

кристалл-маскаДекоративная краска кристалл маска «CRYSTAL» предназначена для создания спецэффекта кристаллов на любой окрашиваемой поверхности. 

Специальная формула состава позволяет краске «CRYSTAL» кристаллизоваться при комнатной температуре всего за 15 минут. Этот потрясающий эффект можно получить в сотнях комбинациях.

При помощи кристалл маски можно получить кристаллы различного размера, который зависит от потока воздуха и температуры сушки этого материала. Если поверхность высушить при повышанной температуре, получаются мелкие кристаллы, а если при низкой температуре - кристаллы большого размера.

Краска «CRYSTAL» готова к применению, ее не надо ни чем разбавлять, просто распылить на поверхность чтобы была мокрая плёнка без сухих мест.

Используя различные цвета нитро-краски НЦ, Вы можете получать нереальные эффекты, которые невозможно будет повторить ни в одной окрасочной системе и никакими другими материалами.

Кристалл маска «CRYSTAL» может оказаться реальной находкой для дизайнеров, декораторов и художников по аэрографии, т.к. эффект получается без использования спец оборудования и больших затрат времени. Этот эффект может стать центром внимания, в любой композиции.

 ›› Купить/Заказать Кристалл маска - CRYSTAL.

 ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

1. Наносится НЦ нитро краска, которая будет служить основным цветом. Сушится 60 мин.

2. ОБЯЗАТЕЛЬНО пошкурить поверхность.

3. Протереть чистой тканью и просушить от влаги.

4. Нанести межслойную кристалл маску «CRYSTAL», разбрызгивая до полной смачиваемости поверхности.

Кристаллизацию можно контролировать, задавая нужный рисунок. Во время появления кристаллов на поверхности, заостренной деревянной палочкой ставить точки острым концом - в этом месте появится кристалл, расползаясь в разные стороны. Но если кристаллический рисунок не устраивает можно смыть водой, просушить и снова нанести Кристалл маску «CRYSTAL».

5. Сушится 15-30 мин, пока не образуются кристаллы.

Деталь должна полностью просохнуть, чтобы не осталось жидкого раствора, а были только кристаллы.Не применять для сушки слишком горячий воздух, кристалл может разрушится и стать белым налетом.

6. Далее нанести контрастный пыльный слой нитро краски (не наносить слишком толстый слой) и высушить 15-30 мин.

7. При помощи воды и поролоновой губки смывается пыльный слой. В образовавшихся кристаллах остается часть краски, сушится 60 мин.

8. Поверхность обезжирить и нанести лак, в лак можно добавить  Цветные пигменты - COLOR CHROME и придать поверхности дополнительный оттенок и глубину.

 

Кристалл маска «CRYSTAL» 

  

купить

ru-chrome.ru

Структура покрытий из кристаллических полимеров

Закономерности изменения структуры кристаллических полимеров (степень кристалличности, параметры кристаллической решетки, размер и морфология надмолекулярных образований) при пленкообразовании имеют более сложный характер, чем в случае аморфных полимеров.

Степень кристалличности a во времени t при первичной кристаллизации полимеров в изотермических условиях изменяется согласно уравнению Аврами:

a = 1 – e-Кtn,                                                                      (33)

где К- константа суммарной скорости полимеризации; n—показатель, численно равный 1, 2, 3 или 4 в зависимости от природы центров кристаллизации и процессаих роста.

Образование первичных зародышей и рост вторичных (надмолекулярных) структур происходит в области температур Тпл-Ткр. Первый процесс несколько опережает второй, поэтому температурные области первичной и вторичной кристаллизации не совпадают (рис. 34). Для большинства кристаллических полимеров температура максимальной скорости кристаллизации Тмакс.кр » (0,82-0,83) Тпл. Кристаллизация проходит с индукционным периодом tинд, который зависит от температуры. Так, для полипропилена при 123°С tинд = 2 мин, при 142°С tинд = 90 мин. В табл. 2 приведены некоторые параметры кристаллизации полимеров, наиболее широко применяемых в технологии покрытий.

Таблица 2. Параметры кристаллизации полимерных пленкообразователей

Полимер

Тпл°С

Ткр,

°С

uмакс,

мкм/с

a, %

Кристаллическая система

1

2

3

4

5

6

Полиэтилен

108-110

80-100

30-40

53-67

Орторомбическая

Полипропилен

167-170

120-

140

0,5-1,0

40-65

Гексагональная, моноклинная

Поликапроамид

210-218

170-

190

3-4

45-60

То же

Окончание табл. 2

Пентапласт

178-180

130-160

0,3-0,5

20-30

Орторомбическая, моноклинная

Фторопласт-3

208-210

180-200

0,4-0,5

40-85

Гексагональная

Рис. 34. Зависимость скорости зародышеобразования J и радиального роста сферолитов w от соотношения Ткр/Тпл для кристаллических полимеров

Структура полимеров, кристаллизующихся с небольшой скоростью, когда максимальная радиальная скорость роста сферолитов uмакс не превышает 5 мкм/с, может быть изменена применением соответствующих режимов охлаждения расплавов в момент кристаллизации. Этот технический прием широко используется при получении покрытий. Так, применяя быстрое охлаждение полипропиленовых покрытий в воде (uохл = 2-3°С/с), можно понизить степень кристалличности на 30-33% по сравнению с покрытиями естественного охлаждения (uохл = 0,2°С/с). Еще более быстрое охлаждение расплавов полипропилена приводит к получению его аморфизированной формы, так называемой смектической или паракристаллической модификации. Существенным изменениям подвержена и кристаллическая структура пентапласта. При медленном охлаждении расплавов образуется преимущественно a-форма (орторомбическая). Если расплав быстро охладить, то кристаллизация практически не проходит, и покрытия приобретают структуру, свойственную полимеру в расплавленном состоянии. Такая структура, однако, нестабильна: уже при комнатной температуре идет кристаллизация полимера с образованием b-формы - моноклинной. Полное завершение процесса кристаллизации при 15°С наступает примерно через 7 сут, при 60°С - через 30 мин. Закаливанию подвержены и другие кристаллические полимеры: полиамиды, поликарбонаты, фторопласты. Так, в зависимости от скорости охлаждения покрытий из фторопласта-3 степень кристалличности может изменяться от 35 до 85%.

Надмолекулярная структура.

Характер вторичной (надмолекулярной) структуры пленок определяется условиями кристаллизации: чем медленнее охлаждается полимер, тем меньше возникает центров кристаллизации и тем совершеннее получается его структура.

Сферолитной кристаллизации подвержены практически все кристаллические полимеры. Особенно резко она выражена у полипропилена, полиамидов, фторопластов, полиэтилентерефталата, изотактического полистирола. Достаточно уменьшить скорость охлаждения расплава полипропилена с 0,15 до 0,015°С/с, как размер сферолитов увеличивается с 30-40 до 200-250 мкм (рис. 35).

Рис. 35. Надмолекулярная структура полипропиленовых пленок, полученных при скоростях охлаждения расплава 3,0°С/с (а), 0,15°С/с (б) и 0,015°С/с (в)

Рост сферолитных структур прогрессирует с понижением молекулярной массы полимеров (в том числе и за счет термической деструкции) и при пластификации покрытий.

В связи с тем, что структурные характеристики покрытий во многом определяют и свойства, важно знать способы их регулирования и стабилизации. Наиболее оправдали себя в этом отношении технологические приемы: изменение скорости охлаждения и характера охлаждающей среды, применение ультразвуковой, термомагнитной и радиационной обработки пленок при их формировании. Например, воздействие ультразвука на расплавы и растворы кристаллизующихся полимеров приводит к увеличению числа центров и росту скорости кристаллизации; термомагнитная обработка расплавов вызывает ориентацию полимерных цепей и формирование сферолитов в направлении действия магнитного поля. Можно регулировать надмолекулярную структуру и введением в состав лаков и красок искусственных зародышей структурообразования - нерастворимых в пленкообразователях высокодисперсных неорганических и органических веществ. В частности, в полиамидных покрытиях в качестве структурообразователей нашли применение оксиды магния, алюминия и цинка, дисульфид молибдена, тальк, в полиэтиленовых - салицилат висмута, нафтенат меди, силикагель и др. Структура полимерных пленок, содержащих структурообразователи, обычно мелкосферолитная; она достаточно стабильна и не изменяется при колебаниях температуры, что особенно важно для сохранения первоначальных свойств покрытий.

Структурные изменения в покрытиях наиболее резко проявляются при небольших добавках структурообразователей (обычно 0,5-1,0%) при условии их тщательного и равномерного распределения в пленке. Наряду с уменьшением размеров сферолитов наблюдается их выравнивание по величине, т. е. снижение полидисперсности.

При определении свойств покрытий часто оценивают и их структуру. Для этого пользуются методами электронной и оптической микроскопии и рентгеноструктурного анализа (для кристаллических полимеров).

vseokraskah.net