chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).chemicallytech-1435Research ArticleSYNTHESIS AND PROCESSING OF POLYMERS AND POLYMERIC COMPOSITESСИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕModification of dispersed systems by polymers under mechanical treatmentМодификация дисперсных систем полимерами при механическом воздействииБулычевН. А.BulychevN. A.noemail@neicon.ruАрутюновИ. А.ArutunovI. A.noemail@neicon.ruАйзенбахК. .EisenbachC .noemail@neicon.ruЗубовВ. П.ZubovV. P.noemail@neicon.ruМИТХТ им. М.В. Ломоносова, 119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86РоссияM.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 86, Vernadskogo pr., Moscow 119571Russian FederationИнститут прикладной макромолекулярной химии, ШтутгартRussian Federation200628102006152040Copyright © Bulychev N.A., Arutunov I.A., Eisenbach C..., Zubov V.P., 20062006Булычев Н.А., Арутюнов И.А., Айзенбах К..., Зубов В.П.Bulychev N.A., Arutunov I.A., Eisenbach C..., Zubov V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/1435

The processes of surface modification in aqueous dispersions of hydrophilic inorganic pigments (titanium dioxide, ferrous oxide) as well as hydrophobic organic pigments (copper phthalocyanine and carbon black) by polymers of various nature were reviewed. The pigment surface modification by these polymers was achieved by conventional adsorption as well as by mechanical (ultrasonic and vibrowave) treatment of the pigment dispersion. The efficiency of the pigment surface coating was followed by the IR-analysis, Electrokinetic Sonic Amplitude (ESA) method and transmission electronic microscopy that enabled to gain quantitative data about the thickness and structure of polymer adsorption layers. Ultrasonic and vibrowave techniques have been shown to provide significant improvement of polymer adsorption layer thickness and to be a promising way for the surface modification of pigments with regard to their dispersion stability. Thermo-responsive («smart») polymers were shown to be effective temperature-controlled modifiers for both hydrophobic and hydrophilic pigments

В статье обсуждены результаты систематических исследований дисперсности водных суспензий ор- ганических и неорганических пигментов. Установлено, что с помощью механиче- ского воздействия в присутствии по- верхностно-активных полимеров можно существенно повысить их стабильность, дисперсность и качество. С помощью методов ИК-спектроскопии, проникающей электронной микроскопии, электрокине- тической звуковой амплитуды оценены свойства суспензий органических и не- органических пигментов, полученных в присутствии поверхностно-активных полимеров различной природы, вычисле- ны толщины полимерных адсорбционных слоев и определена их структура. Пока- зана перспективность использования температурно- чувствительных (“smart”) полимеров для модификации поверхности как гидрофильных, так и гидрофобных пигментов.

ReferencesРебиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая меха-Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая меха-ника. – М.: Наука, 1979. – С. 45.ника. – М.: Наука, 1979. – С. 45.Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. – К.: Наукова думка, 1977. – С.304.Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. – К.: Наукова думка, 1977. – С.304.Толстая С.Н., Шабанова С.С. Применение поверхностно-активных веществ в лакокрасоч-Толстая С.Н., Шабанова С.С. Применение поверхностно-активных веществ в лакокрасоч-ной промышленности. – М.: Химия, 1976. – С. 151.ной промышленности. – М.: Химия, 1976. – С. 151.Толстая С.Н. Классификация поверхностно-активных модификаторов по эффективностиТолстая С.Н. Классификация поверхностно-активных модификаторов по эффективностиих действия в наполненных полимерах. –- Киев.: Наук. думка, 1979. – С. 119.их действия в наполненных полимерах. –- Киев.: Наук. думка, 1979. – С. 119.Ребиндер П.А., Маргаритов В.Б. //Журн. резиновой промышленности. – 1935. – Т. 12, №Ребиндер П.А., Маргаритов В.Б. //Журн. резиновой промышленности. – 1935. – Т. 12, №– С. 991-1005.– С. 991-1005.Толстая С.Н. Физико-химические основы адсорбционной активации минеральных напол-Толстая С.Н. Физико-химические основы адсорбционной активации минеральных напол-нителей и пигментов в полимерных системах. //Дисс... д-ра хим. наук, М., 1970. – С. 170.нителей и пигментов в полимерных системах. //Дисс... д-ра хим. наук, М., 1970. – С. 170.Каргин В.А., Константинопольская М.Б., Берестнева З.Я. //Высокомолекул.соед. – 1959. –Каргин В.А., Константинопольская М.Б., Берестнева З.Я. //Высокомолекул.соед. – 1959. –Т. 1, № 7. – С. 1074-1076.Т. 1, № 7. – С. 1074-1076.Танабе К. Твердые кислоты и основания. – М.: Мир, 1973. – 183 с.Танабе К. Твердые кислоты и основания. – М.: Мир, 1973. – 183 с.Таубман А.Б., Толстая С.Н., Михайлова С.С., Бородина В.Н. Адсорбционное модифициро-Таубман А.Б., Толстая С.Н., Михайлова С.С., Бородина В.Н. Адсорбционное модифициро-вание наполнителей и пигментов и структурообразование в растворах полимеров. //Изв.вание наполнителей и пигментов и структурообразование в растворах полимеров. //Изв.АН СССР. – 1962. – Т. 142. – С. 407-410.АН СССР. – 1962. – Т. 142. – С. 407-410.Эрман В.Ю., Толстая С.Н., Таубман А.Б. //Коллоид. журн. – 1969. – Т. 31, № 4. – С. 617-622.Эрман В.Ю., Толстая С.Н., Таубман А.Б. //Коллоид. журн. – 1969. – Т. 31, № 4. – С. 617-622.Толстая С.Н. Закономерности модифицирования наполнителей полимерами.- В кн.: По-Толстая С.Н. Закономерности модифицирования наполнителей полимерами.- В кн.: По-верхностные явления в полимерах. – Киев: Наук. думка, 1976. – С. 3-13.верхностные явления в полимерах. – Киев: Наук. думка, 1976. – С. 3-13.R.R. Netz, D. Andelman. //Physics reports. – 2003. – V. 380. – P. 1-95R.R. Netz, D. Andelman. //Physics reports. – 2003. – V. 380. – P. 1-95P. Somasundaran, S. Krishnakumar. //Colloids and surfaces, A: Physicochemical and engineeringP. Somasundaran, S. Krishnakumar. //Colloids and surfaces, A: Physicochemical and engineeringaspects. – 1997. – V. 123. – P. 491-513.aspects. – 1997. – V. 123. – P. 491-513.Theo G.M. Van de Ven. //Advances in colloid and interface science. – 1994. – V.48. – P. 121-140.Theo G.M. Van de Ven. //Advances in colloid and interface science. – 1994. – V.48. – P. 121-140.P. Somasundaran, Xiang Yu. //Advances in colloid and interface science. 1994. – V.53. – P. 39-49.P. Somasundaran, Xiang Yu. //Advances in colloid and interface science. 1994. – V.53. – P. 39-49.B. van Lent, J. Scheutjens, T. Cosgrove. //Macromolecules. – 1987. V. 20. – P. 366.B. van Lent, J. Scheutjens, T. Cosgrove. //Macromolecules. – 1987. V. 20. – P. 366.G. Stratouras, M. Kosmas. //Macromolecules. – 1992. –V.25. – P. 3307.G. Stratouras, M. Kosmas. //Macromolecules. – 1992. –V.25. – P. 3307.C.M. Marques, J.F. Joanny. //Macromolecules. – 1990. V. 23. – P. 268.C.M. Marques, J.F. Joanny. //Macromolecules. – 1990. V. 23. – P. 268.B. van Lent, J. Scheutjens. //J. Phys. chem. – 1990. – V. 94. – P. 5033.B. van Lent, J. Scheutjens. //J. Phys. chem. – 1990. – V. 94. – P. 5033.J.P. Donley, G.H. Fredrickson //Macromolecules. – 1994. – V. 27 – P. 458.J.P. Donley, G.H. Fredrickson //Macromolecules. – 1994. – V. 27 – P. 458.Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов, О.В. Абрамов, Э.В. Кистерев.Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов, О.В. Абрамов, Э.В. Кистерев.//Материаловедение. –2005.– № 4. – С. 16.//Материаловедение. –2005.– № 4. – С. 16.В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, Н.А Булычев, В.П. Зубов. //Инженерно-физический журнал. –В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, Н.А Булычев, В.П. Зубов. //Инженерно-физический журнал. ––№ 1. – С. 76.–№ 1. – С. 76.I. F. Kuzkina, N. A. Bulychev, I. A. Arutunov, N. V. Serebryakova, O. V. Abramov, V. P. Zubov. //8th ConferenceI. F. Kuzkina, N. A. Bulychev, I. A. Arutunov, N. V. Serebryakova, O. V. Abramov, V. P. Zubov. //8th Conferenceof the European Society of Sonochemistry, Villasimius, Italy, 14 – 19 September. – 2002. –. P.111.of the European Society of Sonochemistry, Villasimius, Italy, 14 – 19 September. – 2002. –. P.111.I. F. Kuzkina, N. A. Bulychev, I. A. Arutunov, N. V. Serebryakova, O. V. Abramov, V. P. Zubov. //16thI. F. Kuzkina, N. A. Bulychev, I. A. Arutunov, N. V. Serebryakova, O. V. Abramov, V. P. Zubov. //16thInternational Symposium on Nonlinear Acoustics, Moscow, Russia, August 19 – 23. – 2002. – P. 56-58.International Symposium on Nonlinear Acoustics, Moscow, Russia, August 19 – 23. – 2002. – P. 56-58.И.Ф. Кузькина, Н.А. Булычев, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов. //VIII Международная научно-И.Ф. Кузькина, Н.А. Булычев, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов. //VIII Международная научно-техническая конференция «Наукоемкие химические технологии», Уфа, 7 – 11 октября. – 2002. – С.79.техническая конференция «Наукоемкие химические технологии», Уфа, 7 – 11 октября. – 2002. – С.79.Н.А. Булычев, И.Ф. Кузькина, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов, Конференция НТТМ «Химия иН.А. Булычев, И.Ф. Кузькина, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов, Конференция НТТМ «Химия иэкология – партнеры или…», Москва, ВВЦ, 5 – 6 июляю – 2002. – С.2-3.экология – партнеры или…», Москва, ВВЦ, 5 – 6 июляю – 2002. – С.2-3.В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов, Н.А. Булычев. //II международная конфе-В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов, Н.А. Булычев. //II международная конфе-ренция по коллоидной химии и физико-химической механике, Минск, Беларусь, 20 – 24ренция по коллоидной химии и физико-химической механике, Минск, Беларусь, 20 – 24октября. – 2003. – С. 128-130.октября. – 2003. – С. 128-130.Н.А. Булычев, В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов. //Третья Всероссийская Кар-Н.А. Булычев, В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов. //Третья Всероссийская Кар-гинская Конференция «Полимеры – 2004», Москва, МГУ, 27 января – 1 февраля. –2004 г. –гинская Конференция «Полимеры – 2004», Москва, МГУ, 27 января – 1 февраля. –2004 г. –Т. 1. –С. 223Т. 1. –С. 223В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов, Н.А. Булычев, И.Ф. Кузькина, Ю.А. Хру-В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов, Н.А. Булычев, И.Ф. Кузькина, Ю.А. Хру-сталев. //Коллоидный журнал. – 2004. – Т.67, № 3. – С. 342.сталев. //Коллоидный журнал. – 2004. – Т.67, № 3. – С. 342.Н.А. Булычев, В.П. Зубов, И.А. Арутюнов. //Ученые Записки МИТХТ. – 2004. – № 10. С. 24.Н.А. Булычев, В.П. Зубов, И.А. Арутюнов. //Ученые Записки МИТХТ. – 2004. – № 10. С. 24.И.А. Арутюнов, Н.А. Булычев, В.П. Зубов. //Производство и использование эластомеров. –И.А. Арутюнов, Н.А. Булычев, В.П. Зубов. //Производство и использование эластомеров. –– № 2. С. 15.– № 2. С. 15.Н.А. Булычев, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов. //Международная научно-техническая конфе-Н.А. Булычев, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов. //Международная научно-техническая конфе-ренция «Наука и образование – 2004», Мурманск, МГТУ, 7 – 15 апреля. – 2004. – С. 55-57.ренция «Наука и образование – 2004», Мурманск, МГТУ, 7 – 15 апреля. – 2004. – С. 55-57.Н.А. Булычев, В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов. //Х международная научно-Н.А. Булычев, В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов. //Х международная научно-техническая конференция «Наукоемкие химические технологии – 2004», Волгоград, 7 – 10техническая конференция «Наукоемкие химические технологии – 2004», Волгоград, 7 – 10сентября. – 2004. – С.127-129.сентября. – 2004. – С.127-129.Н.А. Булычев, В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов. //II Всероссийская конфе-Н.А. Булычев, В.П. Зубов, Н.В. Серебрякова, И.А. Арутюнов. //II Всероссийская конфе-ренция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазныхренция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазныхграницах ФАГРАН - 2004», Воронеж, 11 – 15 октября. – 2004. – С. 81-83.границах ФАГРАН - 2004», Воронеж, 11 – 15 октября. – 2004. – С. 81-83.В.П. Зубов, Е.Б. Малюкова, В.Н. Фомин, В.И. Кашников, Н.А. Булычев, А.Н. Генералова.В.П. Зубов, Е.Б. Малюкова, В.Н. Фомин, В.И. Кашников, Н.А. Булычев, А.Н. Генералова.//Лакокрасочные материалы и их применение. – 2004. –№ 10. – С. 29.//Лакокрасочные материалы и их применение. – 2004. –№ 10. – С. 29.И.А. Арутюнов, Н. А. Булычев, В.П. Зубов, Е.Б. Малюкова, В.Н. Фомин, А.Н. Генералова.И.А. Арутюнов, Н. А. Булычев, В.П. Зубов, Е.Б. Малюкова, В.Н. Фомин, А.Н. Генералова.//Лакокрасочные материалы и их применение. – 2004. – № 11. – С. 29.//Лакокрасочные материалы и их применение. – 2004. – № 11. – С. 29.P.J. Debye. //J. Chem. phys. – 1933. – V.1. – P. 13.P.J. Debye. //J. Chem. phys. – 1933. – V.1. – P. 13.R.W. O’Brien. //J. Fluid. mech. – 1988. – V. 190. – P. 71.R.W. O’Brien. //J. Fluid. mech. – 1988. – V. 190. – P. 71.R.W. O’Brien, B.R. Midmore, A. Lamb, R.J. Hunter. //Faraday discuss. chem. soc. – 1990. – V. 90. –R.W. O’Brien, B.R. Midmore, A. Lamb, R.J. Hunter. //Faraday discuss. chem. soc. – 1990. – V. 90. –P. 301.P. 301.M. Loewenberg, R.W. O’Brien. //J. Colloid interface sci.. – 1992. – V. 150. – P. 158.M. Loewenberg, R.W. O’Brien. //J. Colloid interface sci.. – 1992. – V. 150. – P. 158.P.F. Rider, R.W. O’Brien. //J. fluid. mech. – 1993 – V. 257. – P. 607.P.F. Rider, R.W. O’Brien. //J. fluid. mech. – 1993 – V. 257. – P. 607.H. Maier, J.A. Baker, J.C. Berg. //J. Colloid interface. Sci. – 1987. – V. 119. – P. 512-517.H. Maier, J.A. Baker, J.C. Berg. //J. Colloid interface. Sci. – 1987. – V. 119. – P. 512-517.N.P. Miller, J.C. Berg. //Colloids and surfaces. – 1991. V. 59. – P. 119-128.N.P. Miller, J.C. Berg. //Colloids and surfaces. – 1991. V. 59. – P. 119-128.M.L. Carasso, W.N. Rowlands, R.W. O’Brien. //J. Colloid Interface Sci. – 1997. – V. 193. – P. 200-214.M.L. Carasso, W.N. Rowlands, R.W. O’Brien. //J. Colloid Interface Sci. – 1997. – V. 193. – P. 200-214.R.W. O’Brien. //Part. syst. charact. – 2002. – V. 19. – P. 1-9.R.W. O’Brien. //Part. syst. charact. – 2002. – V. 19. – P. 1-9.Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, C.D. Eisenbach, В.П. Зубов, В.Ф. Ганиев.Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, C.D. Eisenbach, В.П. Зубов, В.Ф. Ганиев.//ДАН. – 2006. –№4. – С. 35.//ДАН. – 2006. –№4. – С. 35.B. Verdonck, E. J. Goethals, F.E. Duprez. //Makromol. chem. phys. – 2003. –V. 204. – P. 2090.B. Verdonck, E. J. Goethals, F.E. Duprez. //Makromol. chem. phys. – 2003. –V. 204. – P. 2090.N. A. Bulychev, I. A. Arutunov, V. P. Zubov, B. Verdonck, E. J. Goethals, F. E. Du Prez.N. A. Bulychev, I. A. Arutunov, V. P. Zubov, B. Verdonck, E. J. Goethals, F. E. Du Prez.//Macromolecular chemistry and physics. – 2004. – V 205. – P. 2457.//Macromolecular chemistry and physics. – 2004. – V 205. – P. 2457.N. Bulychev, K. Dirnberger, V. Zubov, C.D. Eisenbach, Wissenschaftlicher Seminar der StipendiatenN. Bulychev, K. Dirnberger, V. Zubov, C.D. Eisenbach, Wissenschaftlicher Seminar der Stipendiatendes «Michail Lomonosov” Programms», Bonn, Germany, 10-12 February. – 2005. – S.112-113/des «Michail Lomonosov” Programms», Bonn, Germany, 10-12 February. – 2005. – S.112-113/T Nishi, K. Kwei. //Polymer. – 1975. – V. 16. – P. 285.T Nishi, K. Kwei. //Polymer. – 1975. – V. 16. – P. 285.S. Shäfer, R. Moerkerke, H. Bergmans, R. Koningsveld, K. Dušel, K. Šolf. //Makromolecules. –S. Shäfer, R. Moerkerke, H. Bergmans, R. Koningsveld, K. Dušel, K. Šolf. //Makromolecules. ––B. 30. – S. 410.–B. 30. – S. 410.T. Schauer, C.D. Eisenbach. //European coatings journal. – 2003. – V. 3. – P. 114.T. Schauer, C.D. Eisenbach. //European coatings journal. – 2003. – V. 3. – P. 114.N. Bulychev, K. Dirnberger, V. Zubov, C.D. Eisenbach. //19 Stuttgarter kunststoff-kolloquium,N. Bulychev, K. Dirnberger, V. Zubov, C.D. Eisenbach. //19 Stuttgarter kunststoff-kolloquium,Stuttgart, Germany, 9-10 March. – 2005. – S.64-66/Stuttgart, Germany, 9-10 March. – 2005. – S.64-66/Н.А. Булычев. //Дисс... к-та хим. наук, М., 2006. – 170 с.Н.А. Булычев. //Дисс... к-та хим. наук, М., 2006. – 170 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.