МОДИФИКАЦИЯ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЭМУЛЬСИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГИДРОФОБНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СНИЖЕНИЯ ПЫЛЕОСЕДАНИЯ
Authors: В.В. СТРОКОВА , М.В. НИКУЛИНА , Э.М. ИШМУХАМЕТОВ , А.Ю. ЕСИНА , П.С. БАСКАКОВ , М.А. СТЕПАНЕНКО , И.Ю. МАРКОВА , А.В. АБЗАЛИЛОВА , И.Г. РЫЛЬЦОВА 
Published: November 2024

Интенсивная угледобыча на территории нашей страны, связанная с увеличением доли экспорта твердого топлива за рубеж, способствует развитию логистической инфраструктуры и вместе с тем ухудшению экологической ситуации вблизи угольно-добывающих предприятий. Один из путей борьбы с пылящими поверхностями, в том числе с высокодисперсными частицами угольной пыли, - их обработка гидрофобизирующей кремнийорганической эмульсией. Однако до сих пор не решен вопрос повышения гидрофобности покрытий, образованных эмульсией. Этот показатель оценивается путем определения значений краевого угла смачивания. В данной работе по изменению величины краевого угла смачивания пленок оценена эффективность модифицирования и коалесцирующей способности различных добавок в составе водных эмульсий кремнийорганической жидкости ГКЖ-94. Показаны зависимости изменения смачиваемости пленок от модификатора и коалесцента и их количества в составе эмульсии. Зависимости изменения краевого угла смачивания от количества применяемого модификатора и коалесцента построены на основе полиномиальной аппроксимации функций. Установлено, что предварительная модификация эмульгатора приводит к увеличению жесткости поливинилового спирта, в связи с чем затрудняется коалесценция частиц эмульсии. В результате сравнительного анализа также установлено, что наилучшие показатели краевого угла смачивания покрытий отмечаются у составов эмульсии с эмульгатором, модифицированным малым количеством глутарового альдегида, при высокой концентрации этиленгликоля как коалесцента. Использование глутарового альдегида в количестве 0.1-0.25 % от общей массы эмульсии, а этиленгликоля - 3-6 % позволит увеличивать краевой угол сформированных покрытий до 125°.

Intense coal mining at the territory of our country, related to the growing amounts of exported fuel, promotes the development of logistic infrastructure but at the same time causes a worsening of the environmental situation near coal mining enterprises. One of the ways to cope with the surfaces that generate dust, in particular fine coal dust particles, is surface treatment with hydrophobising organosilicon emulsion. However, the problem connected with enhancing the hydrophobicity of coatings formed by the emulsion has not been solved yet. This parameter is estimated by determining the wetting angle. The efficiency of modification and the coalescing ability of various additives in the aqueous emulsions of organosilicon liquid GKZh-94 are evaluated in the present work from changes in the wetting angle. The dependences of film wettability changes on the modifying and coalescing agents, and on their amount in the emulsion are demonstrated. The dependences of wetting angle changes on the amounts of the modifying and coalescing agents in the emulsion are plotted on the basis of the polynomial approximations of functions. It is established that preliminary modification of the emulsifier causes an increase in the hardness of polyvinyl alcohol, which hinders coalescence of particles in the emulsion. It is also determined as a result of a comparative analysis that the best wetting angle values are detected for the emulsions with the emulsifier modified with a small amount of glutaric aldehyde, with the high concentration of ethylene glycol as a coalescing agent. The use of glutaric aldehyde in the amount of 0.1-0.25 % and ethylene glycol in the amount of 3-6 % of the total mass of emulsion will allow an increase in the wetting angle of the formed coatings to 125°.