From Chemistry Towards Technology Step-By-Step From Chemistry Towards Technology Step-By-Step От химии к технологии шаг за шагом 2782-1900 92387 10.52957/2782-1900-2024-5-4-74-87 Научные статьи Scientific articles Научные статьи Povedenie polimernyh poverhnostno-aktivnyh veshchestv v vodnyh rastvorah i perspektivy ih primeneniya v kachestve dispergatorov krasok Поведение полимерных поверхностно-активных веществ в водных растворах и перспективы их применения в качестве диспергаторов красок Морева Надежда Александровна Moreva Nadezhda Aleksandrovna nadezhda.zakharova.yar@mail.ru Разговоров Павел Борисович Razgovorov Pavel Borisovich razgovorovpb@ystu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Ярославский государственный технический университет Yaroslavl State Technical University 23 12 2024 23 12 2024 5 4 74 87 20 11 2024 03 12 2024 https://chemintech.ru/en/nauka/article/92387/view

На основании проведенного анализа литературных источников и общей классификации поверхностно-активных веществ (ПАВ) объясняется научный интерес к разработке новых высокомолекулярных и полимерных соединений, изменяющих поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Приведены примеры использования полимерных ПАВ в различных областях химической промышленности, а также строительстве (модифицированные добавки в бетоны, защитные составы и краски композиции). Несмотря на то, что в последние годы рынок синтезированных полимерных ПАВ не претерпел глобальных изменений, на современном этапе развития науки выявлен спектр перспективных модификаторов, при введении которых в системы ожидается прогнозируемый эффект создания прочных композиций с хорошей адгезией к поверхности строительных материалов и конструкций, а также получения на основе таких композиций водоустойчивых покрытий.

На основании проведенного анализа литературных источников и общей классификации поверхностно-активных веществ (ПАВ) объясняется научный интерес к разработке новых высокомолекулярных и полимерных соединений, изменяющих поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Приведены примеры использования полимерных ПАВ в различных областях химической промышленности, а также строительстве (модифицированные добавки в бетоны, защитные составы и краски композиции). Несмотря на то, что в последние годы рынок синтезированных полимерных ПАВ не претерпел глобальных изменений, на современном этапе развития науки выявлен спектр перспективных модификаторов, при введении которых в системы ожидается прогнозируемый эффект создания прочных композиций с хорошей адгезией к поверхности строительных материалов и конструкций, а также получения на основе таких композиций водоустойчивых покрытий.

 полимерные поверхностно-активные вещества высокомолекулярные соединения критическая концентрация мицеллообразования модифицирующие добавки диспергаторы красок прочность и адгезия композиций водоустойчивые покрытия

Неудачина Л.К., Петрова Ю. С. Применение поверхностно-активных веществ в анализе: [учеб. пособие]. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. 76 с. Neudachina L.K., Petrova Yu. S. Primenenie poverhnostno-aktivnyh veschestv v analize: [ucheb. posobie]. Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, 2017. 76 s. Мансураева Л.М. Поверхностно-активные вещества: свойства и применение // Вестник магистратуры. 2022. № 2–1. С. 30–35 Mansuraeva L.M. Poverhnostno-aktivnye veschestva: svoystva i primenenie // Vestnik magistratury. 2022. № 2–1. S. 30–35 Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества: Свойства и применение. 2-е изд., перераб и доп. Л.: Химия, 1981. 304 с. Abramzon A.A. Poverhnostno-aktivnye veschestva: Svoystva i primenenie. 2-e izd., pererab i dop. L.: Himiya, 1981. 304 s. Крысин М.Ю., Вережников В.Н., Гермашева И.И. Коллоидная химия поверхностно-активных веществ: учеб. пособие. СПб: Лань, 2015. 304 с. Krysin M.Yu., Verezhnikov V.N., Germasheva I.I. Kolloidnaya himiya poverhnostno-aktivnyh veschestv: ucheb. posobie. SPb: Lan', 2015. 304 s. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е, перераб. и доп. М. : Химия, 1975. 512 с. Voyuckiy, S.S. Kurs kolloidnoy himii. Izd. 2-e, pererab. i dop. M. : Himiya, 1975. 512 s. Фролов, Ю.Г., Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: учебник для вузов. М. : Альянс, 2004. 464 с. Frolov, Yu.G., Kurs kolloidnoy himii. Poverhnostnye yavleniya i dispersnye sistemy: uchebnik dlya vuzov. M. : Al'yans, 2004. 464 s. Холмберг К., Йенссон Б., Кронберг Б., Линдман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах. М. : Бином. Лаборатория знаний, 2013. Holmberg K., Yensson B., Kronberg B., Lindman B. Poverhnostno-aktivnye veschestva i polimery v vodnyh rastvorah. M. : Binom. Laboratoriya znaniy, 2013. Штыков С.Н., Горячева И.Ю., Штыкова Л.С. Мицеллы и микроэмульсии в разделении и концентрировании // Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58, № 7. С. 732–733. Shtykov S.N., Goryacheva I.Yu., Shtykova L.S. Micelly i mikroemul'sii v razdelenii i koncentrirovanii // Zhurn. analit. himii. 2003. T. 58, № 7. S. 732–733. Shtykov, S. N. Surfactants in analysis: Progress and development trends / S. N. Shtykov // Journal of Analytical Chemistry. – 2000. – Vol. 55, No. 7. – P. 608-614. – DOI: 10.1007/BF02827992. Shtykov, S. N. Surfactants in analysis: Progress and development trends / S. N. Shtykov // Journal of Analytical Chemistry. – 2000. – Vol. 55, No. 7. – P. 608-614. – DOI: 10.1007/BF02827992. Junquera E., Tardajos G., Aicart E. Effect of the presence of beta-cyclodextrin on the micellization process of sodium dodecyl sulfate or sodium perfluorooctanoate in water // Langmuir. 1993. Vol. 9, no. 5. PP. 1213–1219. – DOI: 10.1021/la00029a0. Junquera E., Tardajos G., Aicart E. Effect of the presence of beta-cyclodextrin on the micellization process of sodium dodecyl sulfate or sodium perfluorooctanoate in water // Langmuir. 1993. Vol. 9, no. 5. PP. 1213–1219. – DOI: 10.1021/la00029a0. Umlong I.M., Ismail K. Micellization behaviour of sodium dodecyl sulfate in different electrolyte media // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2007. Vol. 299, no. 3. PP. 8–14. – DOI: 10.1016/j.colsurfa.2006.11.010. Umlong I.M., Ismail K. Micellization behaviour of sodium dodecyl sulfate in different electrolyte media // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2007. Vol. 299, no. 3. PP. 8–14. – DOI: 10.1016/j.colsurfa.2006.11.010. Soni S.S., Panjabi S.H., Sastry N.V. Effect of non-electrolyte additives on micellization and clouding behavior of silicone surfactant in aqueous solutions // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2011. Vol. 377, no. 3. PP. 205-211. – DOI: 10.1016/j.colsurfa.2010.12.048. Soni S.S., Panjabi S.H., Sastry N.V. Effect of non-electrolyte additives on micellization and clouding behavior of silicone surfactant in aqueous solutions // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2011. Vol. 377, no. 3. PP. 205-211. – DOI: 10.1016/j.colsurfa.2010.12.048. Mohajeri Eh., Noudeh Gh.D. Effect of temperature on the critical micelle concentration and micellization thermodynamic of nonionic surfactants: Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters // E-Journal of Chemistry. 2012. V. 9, no. 4. PP. 2268–2274. – DOI: 10.1155/2012/961739. Mohajeri Eh., Noudeh Gh.D. Effect of temperature on the critical micelle concentration and micellization thermodynamic of nonionic surfactants: Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters // E-Journal of Chemistry. 2012. V. 9, no. 4. PP. 2268–2274. – DOI: 10.1155/2012/961739. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. Л. : Химия, 1984. 368 с. Fridrihsberg D.A. Kurs kolloidnoy himii. Uchebnik dlya vuzov. 2-e izd., pererab. i dop. L. : Himiya, 1984. 368 s. Ахмедов К.С. Водорастворимые полимеры и их взаимодействие с дисперсными системами. Ташкент: «ФАН», 1969. 250 с. Ahmedov K.S. Vodorastvorimye polimery i ih vzaimodeystvie s dispersnymi sistemami. Tashkent: «FAN», 1969. 250 s. Плетнев М.Ю. Поверхностно-активные вещества и композиции. Справочник. /Под ред. М.Ю. Плетнева. М. : ООО «Фирма Клавель», 2002. 768 с. Pletnev M.Yu. Poverhnostno-aktivnye veschestva i kompozicii. Spravochnik. /Pod red. M.Yu. Pletneva. M. : OOO «Firma Klavel'», 2002. 768 s. Щукин Е.Д., Перцов А. В., Амелина Е.А. Коллоидная химия: Учебник для университетов и химико-технолог. вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 2004. 445 с. Schukin E.D., Percov A. V., Amelina E.A. Kolloidnaya himiya: Uchebnik dlya universitetov i himiko-tehnolog. vuzov. 3-e izd., pererab. i dop. M. : Vyssh. shk., 2004. 445 s. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования. 5-е изд., стер. М. : Изд. центр «Академия», 2010. 368 с. Semchikov Yu.D. Vysokomolekulyarnye soedineniya: ucheb. dlya stud. uchrezhdeniy vyssh. prof. obrazovaniya. 5-e izd., ster. M. : Izd. centr «Akademiya», 2010. 368 s. Чернов А.А. Регулирование группового углеводородного состава гудронов – сырья нефтетехнологических процессов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2004. № 10. С. 17–19. Chernov A.A. Regulirovanie gruppovogo uglevodorodnogo sostava gudronov – syr'ya neftetehnologicheskih processov // Neftepererabotka i neftehimiya. 2004. № 10. S. 17–19. Шрубок А.О. Окисленные битумы из модифицированного сырья // Тр. БГТУ. 2012, № 4. С. 92-95. Shrubok A.O. Okislennye bitumy iz modificirovannogo syr'ya // Tr. BGTU. 2012, № 4. S. 92-95. Федулов А.А. Применение поверхностно-активных веществ (стабилизаторов) для улучшения свойств связных грунтов в условиях дорожного строительства: дис. … канд. техн. наук: 05.23.11 / Федулов Андрей Александрович. М., 2005. 165 с. Fedulov A.A. Primenenie poverhnostno-aktivnyh veschestv (stabilizatorov) dlya uluchsheniya svoystv svyaznyh gruntov v usloviyah dorozhnogo stroitel'stva: dis. … kand. tehn. nauk: 05.23.11 / Fedulov Andrey Aleksandrovich. M., 2005. 165 s. Якимович И.В. Асфальтобетон с адгезионной добавкой ДАД-1: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Игорь Валентинович Якимович. Белгород, 2009. 178 с. Yakimovich I.V. Asfal'tobeton s adgezionnoy dobavkoy DAD-1: dis. … kand. tehn. nauk: 05.23.05 / Igor' Valentinovich Yakimovich. Belgorod, 2009. 178 s. Ахмадова Х.Х. и др. Основные способы модификации битумов различными добавками // Вестник ГГНТУ. Технические науки. Том XV. № 3 (17). 2019. С. 42-57. Ahmadova H.H. i dr. Osnovnye sposoby modifikacii bitumov razlichnymi dobavkami // Vestnik GGNTU. Tehnicheskie nauki. Tom XV. № 3 (17). 2019. S. 42-57. Рамачадран В.С., Фельдман Р.Ф., Коллепарди М. [и др.] Добавки в бетон: справ. пособие. Стройиздат, 1988. 575 с. Ramachadran V.S., Fel'dman R.F., Kollepardi M. [i dr.] Dobavki v beton: sprav. posobie. Stroyizdat, 1988. 575 s. Schramm Laurier L., Stasiukb Elaine N., Marangoni D. Gerard. Surfactants and their applications // Annu. Rep. Prog. Chem. 2003. Vol. 99. PP. 3–48. – DOI: 10.1039/B208499F. Schramm Laurier L., Stasiukb Elaine N., Marangoni D. Gerard. Surfactants and their applications // Annu. Rep. Prog. Chem. 2003. Vol. 99. PP. 3–48. – DOI: 10.1039/B208499F. ГОСТ 24211–2008. Добавки для бетонов и строительных растворов. Опубл. 01.01.2011. GOST 24211–2008. Dobavki dlya betonov i stroitel'nyh rastvorov. Opubl. 01.01.2011. Пат. RU 2360880. Суперпластификатор высокой начальной прочности / Клементе Паоло, Феррари Джорджо, Гамба Марьеле, Пистолези Карло и др. Опубл. 10.07 2009. Pat. RU 2360880. Superplastifikator vysokoy nachal'noy prochnosti / Klemente Paolo, Ferrari Dzhordzho, Gamba Mar'ele, Pistolezi Karlo i dr. Opubl. 10.07 2009. Пат. RU 2390530. Добавка к бетону и раствору / Изуми Тацуо, Зандерс Карстен, Янсен-Боктинг Марион, Дикти Штефан. Опубл. 10.06.2010. Pat. RU 2390530. Dobavka k betonu i rastvoru / Izumi Tacuo, Zanders Karsten, Yansen-Bokting Marion, Dikti Shtefan. Opubl. 10.06.2010. Ferrari L., Kaufmann J., Winnefeld F., Plank J. Multi-method approach to study influence of superplasticizers on cement suspensions // Cement and Concrete Research. 41. DOI: https://doi.org/1058.10.1016/j.cemconres.2011.06.010. Ferrari L., Kaufmann J., Winnefeld F., Plank J. Multi-method approach to study influence of superplasticizers on cement suspensions // Cement and Concrete Research. 41. DOI: https://doi.org/1058.10.1016/j.cemconres.2011.06.010. Agarwal S.K., Masood I., Malhotra S.K. Compatibility of superplasticizers with different cements // Constr. Build. Mater. 2000. Vol. 14, № 5. PP. 253–259. – DOI: 10.1016/S0950-0618(00)00025-8. Agarwal S.K., Masood I., Malhotra S.K. Compatibility of superplasticizers with different cements // Constr. Build. Mater. 2000. Vol. 14, № 5. PP. 253–259. – DOI: 10.1016/S0950-0618(00)00025-8. Prince W., Espagne M., Aitcin P.-C. Ettringite formation: a crucial step in cement superplasticizer compatibility // Cem. Concr. Res. 2003. Vol. 33, №5. Pp. 635–641. Prince W., Espagne M., Aitcin P.-C. Ettringite formation: a crucial step in cement superplasticizer compatibility // Cem. Concr. Res. 2003. Vol. 33, №5. Pp. 635–641. Nikinamubanzi P.-C., Aitcin P.-C. Cement and superplasticizer combinations: compatibility and robustness // Com. Concr. Agg. 2004. Vol. 26, № 2. PP. 102–109. - DOI: 10.1520/CCA12329. Nikinamubanzi P.-C., Aitcin P.-C. Cement and superplasticizer combinations: compatibility and robustness // Com. Concr. Agg. 2004. Vol. 26, № 2. PP. 102–109. - DOI: 10.1520/CCA12329. Брок Т., Гротеклаус М., Мишке П. Европейское руководство по лакокрасочным материалам и покрытиям. М. : ООО «Пэйнт-Медиа», 2004. 548 с. Brok T., Groteklaus M., Mishke P. Evropeyskoe rukovodstvo po lakokrasochnym materialam i pokrytiyam. M. : OOO «Peynt-Media», 2004. 548 s. Bielman J. Additives for Coatings. Willey, VCN, 2001. P. 130. Bielman J. Additives for Coatings. Willey, VCN, 2001. P. 130. Григорьев И.В., Мифтахов Э.Н., Мустафина С.А. Математическое моделирование процесса полимеризации стирола с малеиновым ангидридом // Вестник Технологического университета. 2015. Т. 18, № 15. С. 211-216. Grigor'ev I.V., Miftahov E.N., Mustafina S.A. Matematicheskoe modelirovanie processa polimerizacii stirola s maleinovym angidridom // Vestnik Tehnologicheskogo universiteta. 2015. T. 18, № 15. S. 211-216. Староверова О.С. Модификация эпоксиэфиром полимерных материалов для лакокрасочных покрытий: дисс. … канд. хим. наук: 02.00.06 / Староверова Ольга Сергеевна. – Ярославль, 2014. – 118 с. Staroverova O.S. Modifikaciya epoksiefirom polimernyh materialov dlya lakokrasochnyh pokrytiy: diss. … kand. him. nauk: 02.00.06 / Staroverova Ol'ga Sergeevna. – Yaroslavl', 2014. – 118 s. Пат. 0292702B1 Composition containing dispersed pigment / Harunori G., Hisao K., Hiroyoshi K. Опубл. 23.12.85. Pat. 0292702B1 Composition containing dispersed pigment / Harunori G., Hisao K., Hiroyoshi K. Opubl. 23.12.85. Манеров Е.В. Влияние полимерных ПАВ на формирование и свойства полиэфирмеламиноформальдегидных композиций: дисс. … канд. техн. наук: 02.00.06 / Евгений Владимирович Манеров. Ярославль, 2012. 155 с. Manerov E.V. Vliyanie polimernyh PAV na formirovanie i svoystva poliefirmelaminoformal'degidnyh kompoziciy: diss. … kand. tehn. nauk: 02.00.06 / Evgeniy Vladimirovich Manerov. Yaroslavl', 2012. 155 s. Шевченко Н.М. Реологические и диспергирующие добавки, используемые в лакокрасочных материалах. М. : НИИТЭХИМ, 1990. 34 с. Shevchenko N.M. Reologicheskie i dispergiruyuschie dobavki, ispol'zuemye v lakokrasochnyh materialah. M. : NIITEHIM, 1990. 34 s. Leiko V.V., Stepanova N. A., Kupriyanov V. D., Korsakov V. G. Rheological characteristics of barium titanate suspensions in butadiene-nitrile rubber solutions // Kolloidnyj Zhurnal. 1995. Vol. 57, No. 3. P. 364-367. Leiko V.V., Stepanova N. A., Kupriyanov V. D., Korsakov V. G. Rheological characteristics of barium titanate suspensions in butadiene-nitrile rubber solutions // Kolloidnyj Zhurnal. 1995. Vol. 57, No. 3. P. 364-367. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров. М. : Наука. 1991. 260 с. Lipatov Yu.S. Fiziko-himicheskie osnovy napolneniya polimerov. M. : Nauka. 1991. 260 s. Баенкевич В.В., Лаврищев Л.П., Цюрупа Н.Н. Реологический способ определения критической концентрации пигмента // ЛКМ и их применение. 1975. № 3. С. 61-62. Baenkevich V.V., Lavrischev L.P., Cyurupa N.N. Reologicheskiy sposob opredeleniya kriticheskoy koncentracii pigmenta // LKM i ih primenenie. 1975. № 3. S. 61-62. Pat. 4347285 of USA / Batdorf Vernon H. Publ. 1982. Pat. 4347285 of USA / Batdorf Vernon H. Publ. 1982. Примаченко О.Н., Павлюченко В.Н., Гагарина К.А. [и др.] Антистатические латексные покрытия на основе аминосодержащих сополимеров // Журнал прикладной химии. 2000. Т. 73, № 10. С. 1713-1719. Primachenko O.N., Pavlyuchenko V.N., Gagarina K.A. [i dr.] Antistaticheskie lateksnye pokrytiya na osnove aminosoderzhaschih sopolimerov // Zhurnal prikladnoy himii. 2000. T. 73, № 10. S. 1713-1719. Primachenko O.N, Sorochinskaya O. V., Pavlyuchenko V. N. [et al.] Compound latexes for antistatic coatings // Russian Journal of Applied Chemistry. 2002. Vol. 75, No. 10. P. 1705-1708. – DOI 10.1023/A:1022256624472. Primachenko O.N, Sorochinskaya O. V., Pavlyuchenko V. N. [et al.] Compound latexes for antistatic coatings // Russian Journal of Applied Chemistry. 2002. Vol. 75, No. 10. P. 1705-1708. – DOI 10.1023/A:1022256624472. Pat. 4737575 of USA / Вlount David Н. Publ. 1988. Pat. 4737575 of USA / Vlount David N. Publ. 1988. Григорьев П.Н., Матвеев М.А. Растворимое стекло. М. : Промстройиздат. 1956. 444 с. Grigor'ev P.N., Matveev M.A. Rastvorimoe steklo. M. : Promstroyizdat. 1956. 444 s. Панов В.П., Елхова Н.Н., Стрелков В.П., Вахтеров Г.Н. Авторское свидетельство 1158539 СССР // Бюл. 1985. № 20. Panov V.P., Elhova N.N., Strelkov V.P., Vahterov G.N. Avtorskoe svidetel'stvo 1158539 SSSR // Byul. 1985. № 20. Павлов В.И., Збанацкий Н.Л., Веселовский Н.А. Влияние силикатного модуля жидкого стекла на прочность отвержденных композиций полиизоцианата // Пластмассы. 1988. Вып. 10. С. 15–17. Pavlov V.I., Zbanackiy N.L., Veselovskiy N.A. Vliyanie silikatnogo modulya zhidkogo stekla na prochnost' otverzhdennyh kompoziciy poliizocianata // Plastmassy. 1988. Vyp. 10. S. 15–17. Майстренко А.А., Глуховский В.Д., Рунова Р.Ф., Старосельский С.Я., Кавалерова Е.С. Авторское свидетельство 1257080 СССР // Бюл. 1986. № 34. Maystrenko A.A., Gluhovskiy V.D., Runova R.F., Starosel'skiy S.Ya., Kavalerova E.S. Avtorskoe svidetel'stvo 1257080 SSSR // Byul. 1986. № 34. Альбертинский Г.Л., Дельгадильо Х.Э., Агафонов Г.И., Верхоланцев В.В. Влияние ПАВ на свойства водных растворов силикатов щелочных металлов / ЛКМ и их применение. 1988. № 2. С. 13–15. Al'bertinskiy G.L., Del'gadil'o H.E., Agafonov G.I., Verholancev V.V. Vliyanie PAV na svoystva vodnyh rastvorov silikatov schelochnyh metallov / LKM i ih primenenie. 1988. № 2. S. 13–15. Альбертинский Л.Г., Дельгадильо Х.Э., Агафонов Г.И., Верхоланцев В.В. Влияние ПАВ на некоторые свойства жидких стекол / ЛКМ и их применение. 1988. № 5. С. 17–18. Al'bertinskiy L.G., Del'gadil'o H.E., Agafonov G.I., Verholancev V.V. Vliyanie PAV na nekotorye svoystva zhidkih stekol / LKM i ih primenenie. 1988. № 5. S. 17–18.