Systems. Methods. Technologies 2 (42) 2019

Системы Методы Технологии. Ю.И. Цой и др. К вопросу об отверждении … 2019 № 2 (42) с. 87-93 87 УДК 684.59 DOI: 10.18324/2077-5415-2019-2-87-93 К вопросу об отверждении водно-дисперсионных лакокрасочных материалов Ю.И. Цой 1 a , А.К. Блинов 2 b , В.Ю. Поликарпов 1 c 1 Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, пер. Институтский 5, Санкт-Петербург, Россия 2 Санкт-Петербургская государственная художественно-промышленная академия им. А.Л. Штиглица, пер. Соляной 13, Санкт-Петербург, Россия a tsoi-yuriy@yandex.ru, b kdm@ghpa.ru, c mrpe4en@gmail.com a https://orcid.org/0000-0002-7906-9662 , b https://orcid/org/0000-0001-8957-4593, c https://orcid.org/0000-0003-3029-9181 Статья поступила 10.03.2019, принята 14.04.2019 Приведены результаты исследований кинетики сушки водно-дисперсионных лакокрасочных материалов, широко приме- няемых при защитно-декоративной отделке различных изделий из древесины. Для изучения кинетики процесса высыхания вод- но-дисперсионных латексов была использована теоретическая модель десорбции с поверхности жидкости [14–20]. Физиче- ское объяснение модели основано на аналогии процесса испарения с поверхности жидкости с вылетом молекул с поверхности твердого тела. Оба процесса связаны с наличием ближнего порядка в расположении молекул в веществе, что определяет работу выхода для испаряющихся молекул. Из физической модели процесса испарения получена теоретическая зависимость массы летучей части от температуры и времени испарения. Для подтверждения теоретических предпосылок авторами бы- ли проведены исследования по изучению кинетики сушки водно-дисперсионных латексов. Как показали эксперименты, при нанесении на основу (шпон ясеня и дуба) второго слоя латекса интенсивность испарения несколько увеличивается, а именно для первого нанесения лака получены значения летучести К ≈ 0,01–0,05 г/мин, для второго слоя лака К ≈ 0,03–0,06 г/мин при температуре Т = 20 0 С. При изменении температуры до 40 0 С показатель летучести увеличивается: при первом нанесении лака К ≈ 0,06 г/мин, для второго слоя лака К ≈ 0,06–0,12 г/мин. Повышение коэффициента летучести при формировании вто- рого слоя покрытия на древесной подложке объясняется тем, что на первом этапе преобладает диффузионная составляю- щая, а на втором этапе превалирует испаряющая составляющая летучих компонентов лака с поверхности древесины. На основе экспериментальных данных были вычислены также теплота испарения и энергия активации водно-дисперсионного латекса. Для этого использовали два значения коэффициента летучести k 1 и k 2 , соответствующие двум различным темпе- ратурам Т 1 и Т 2 . Исследования по кинетике сушки проводили с лакокрасочным материалом на акриловой основе при форми- ровании покрытий на древесине сосны и дуба. Энергию активации определяли при температуре Т 1 = 40 о С и Т 2 = 60 о С по формуле Еа= ln , где k 1 и k 2 — константы скоростей при Т 1 и Т 2 . Как показали расчеты, энергия активации составляет 1,6–4,5 ккал/моль в зависимости от марки лака. Ключевые слова: кинетика сушки; порода древесины; водно-дисперсионные лакокрасочные материалы; константа скоро- сти реакции; теплота испарения; энергия активации. On the issue of the curing of water-dispersion paints Yu.I. Tsoy 1 a , A.K. Blinov 2 b , V.Yu. P likarpov 1 c 1 St. Petersburg State Forest Technical University under name of S.M. Kirov; 5, Institutsky Per., St. Petersburg, Russia 2 St. Petersburg State Academy of Art and Industry under name of A.L. Stieglitz; 13, Solyanoy Per., St. Petersburg, Russia a tsoi-yuriy@yandex.ru, b kdm@ghpa.ru, c mrpe4en@gmail.com a https://orcid.org/0000-0002-7906-9662 , b https://orcid/org/0000-0001-8957-4593, c https://orcid.org/0000-0003-3029-9181 Received 10.03.2019, accepted 14.04.2019 The results of studies of the kinetics of drying water-dispersion paints and varnishes, widely used in the protective and decorative fi- nishing of various wood products, are presented. To study the kinetics of the drying process of water dispersion latexes, a theoretical model of desorption from the surface of a liquid was used. The physical explanation of the model is based on the analogy of the process of evaporation from the surface of a liquid with the emission of molecules from the surface of a solid. Both processes are associated with the presence of a short-range order in the arrangement of molecules in a substance, which determines the work function for evapo- rating molecules. From the physical model of the evaporation process, the theoretical dependence of the volatile mass on the tempera-