دانلود مقاله صنعت رنگ سازی (علم پلیمر)

دانلود مقاله صنعت رنگ سازی (علم پلیمر)

انواع پوشش و شکستهای متداول :

مهمترین جزء یک پوشش ، رزین آن است . نوع رزین یا پلیمر به قدری مهم است که رنگ را برحسب آن نامگذاری و می فروشند . پوشش الکیدی یا اپوکسی برای همه آشناست ولی کسی تا به حال نام پوشش دی اکسید تیتانیم یا متیل اتیل کتون به گوشش نخورده است . در این فصل ، انواع رزین یا پلیمرهای مورد استفاده در پوشش بهمراه نقاط ضعف و قوت آنها بحث می شود . حتی در یک خانواده پوشش ، ممکن است پوششهای با خواص فیزیکی و شیمیایی کاملاً متفاوت وجود داشته باشد . یکی از جذابیتهای علم پلیمر ، گسترده بودن آن است مثلاً تغییرات جزئی در ساختار مونومر یک اکریلیک ، پلیمری با خواص کاملاً متفاوت ایجاد خواهد کرد. اپوکسی ممکن است سخت و شکننده یا نسبتاً نرم و انعطاف پذیر باشد . در این بحث های کلی بایستی مواظب استثناها بود .

–

رزین ها  و روغن های طبیعی :

قرنها است که از این مواد برای ساخت پوشش تزئینی و محافظ استفاده  می شود . این مواد از منابع طبیعی نظیر باقیمانده گیاهان ، حیوانات و فسیلها بدست می آیند . هر چند روغنهایی مثل روغن بزرک یا روغن ماهی ، رزینهای طبیعی هستند ولی به صورت جداگانه توضیح داده می شوند .

–

رزین های طبیعی :

بسیاری از رزینها طبیعی از شیره درختان حاصل می شوند که برای حفاظت درخت در برابر بریدگیها و زخمها از آن تراوش می نماید . بسیاری از آنها دارای گروه عامل کربوکسیل و اسیدی هستند که اسیدی بودن آن برحسب عدد اسید بیان می شود (میلیگرم هیدروکسید پتاسیم لازم برای خنثی کردن اسید یک گرم رزین). رزین های طبیعی معمولاً وزن ملکولی نسبتاً بالا و در حالت خالص در دمای اطاق ، جامدند ، اغلب برای تولید روغن جلا ، آنها را با مقادیر مختلف روغن نباتی ، حرارت می دهند. رزین طبیعی باعث سختی ، جلا ، مقاومت در برابر رطوبت و بهبود زمان خشک شدن می شود در حالیکه روغن نباتی باعث انعطاف پذیری و دوام می شود .

المی ، کوپال ، دامار و روسین نمونه هایی از رزین های طبیعی هستند که از درختان ، گیاهان و فسیلها بدست می آیند .

المی رزین نرم دارای محدوده ذوب C 120 – ۸۰ و عدد اسید پایین  (۳۵ – ۲۰) است که از درختی در فیلیپین بدست می آید . با بسیاری از رزینها و حلالها سازگار است و به لعاب و جلا ، انعطاف پذیری می بخشد .

بر خلاف المی ،کوپال ماده سخت دارای وزن ملکولی بالا و دمای ذوب بالا  (C 149) است و عدد اسید آن در انواع نیوزیلندی ۵۰ و در انواع آفریقای مرکزی ۱۴۰ است . دارای مواد فسیل شده که از درختان مختلف TROPICAL بدست می آید می باشد که اگر تحت دما و فشار ، تقطیر نشود کاربرد کمی خواهد داشت . پس از تقطیر ، جلاهای با دوام و مقاومت اتمسفری عالی تولید می نماید . کوپال مانیلی که در فیلیپین یا هند شرقی بدست می آید فسیل نیست بلکه از Tapping درختان زنده بدست       می آید که تا حدی نرمتر از کوپال فسیلی و در الکل قابل حل است . انواع فسیلی    سخت تر نیز در دسترس می باشد .

دامار رزین نسبتاً نرمی با محدوده ذوب C113 – ۷۰ و عدد اسید پایین (۳۰ – ۲۰) است . دامار از درختان خاصی در هند شرقی بدست می آید و حتی در حلالهای هیدروکربنی ضعیف نیز قابل حل است .

این ماده برای جلاها ، لعاب های نیتروسلولزی و حتی به عنوان اصلاح کننده در پوشش های الکیدی خاصی استفاده می شود . دامار براقیت و دوام رنگ را بهبود  می بخشد.

روسین که به کولوفونی نیز معروف است یکی از کاربردی ترین رزین های طبیعی است که دارای نقطه ذوب حدود C80 است . بسیار اسیدی( دارای عدد اسید ۱۸۰ – ۱۵۰) و در الکل و هیدروکربنها قابل حل است . از Pine درختان تراوش می شود و بصورت DOMESTICALLY می تواند بدست آید . از نظرشیمیایی دارای مشتقات فنان ترین (هیدروکربن آروماتیک چند   هسته ای) نظیر اسید ابتیک (شکل ۵-۱)است.

روسین معمولاً مقاومت ضعیفی در برابر آب و قلیاها دارد ، با گذشت زمان اکسید   می شود تا حدی TACKY است . بخاطر این نواقص ، اغلب از روسین بعنوان PRECURSOR در ساخت دیگر رزین ها استفاده می شود . وقتی روسین با گلیسرول یا دیگر الکل های پلی هیدریک واکنش بدهد به محصولی بنام GUM استری تبدیل می شود که ماده ای سخت و برای تولید جلا از آن استفاده می شود . واکنش ، بین گروه اسیدکربوکسیلیک (- COOH) روسین و گروه هیدروکسیل گلیسرول برای تولید استر با وزن ملکولی بالاتر ، انجام می پذیرد.

وقتی روسین با ایندریک مالئیک (شکل ۵-۲) و سپس با گلیسرول (شکل۵-۳) واکنش بدهد استرهای مالئیک روسینی ایجاد می شود . عدم اشباع CONJUGATED روسین اولیه حذف می گردد بنابراین دوام رنگ بیشتر می شود و محصول که دارای وزن ملکولی بالاتر است  TACKINESS روسین را ندارد . استرهای مالئیک روسین همراه با روغن های نباتی برای تولید چسب هایی که به مرور زرد نخواهد شد ، برای بهبود براقیت و سختی الکیدها و در ساخت جلاها استفاده می شوند . شلاک یک رزین طبیعی است که نسبت به موادی که تاکنون توضیح داده شد دارای منشاء کاملاً متفاوت می باشد . شلاک EXCRETION حشره LAC است که بومی هند و تایلند  می باشد.

EXCRETION خشک شده ، خرد و شسته می شود سپس ذوب و بصورت ورقه های خشک می شود که در اثر شکسته شدن به پولکی تبدیل شده ، سپس در الکل حل می شود . برای تولید سیلرهای KNOT و لعابها استفاده می شود .

استفاده عمده رزین های طبیعی جلا است در ساخت جلا ، رزین طبیعی با روغن خشک کننده ای نظیر روغن بزرگ پخت می شود تا محلولی یکنواخت بدست آید سپس این محلول را رقیق می نمایند تا وسیکوزیته آن به حدی برسد که قابل کار کردن باشد . این جلاها به نام جلاهای اولئورزین معروفند که هنوز هم برای کاربردهای خاصی استفاده می شود ولی عمدتاً توسط  رزین های مصنوعی که کارایی بهتر و در حلالهای پیرامونی کمتر حل می شوند جایگزین شده اند هرچند لغت«جلا » هنوز هم برای توصیف این پوششهای ترانسپارنت به کار می رود تعداد کمی از آنها به معنی واقعی کمه جلا هستند.

–

فهرست

انواع پوشش و شکستهای متداول :   ۱
رزین ها  و روغن های طبیعی :   ۱
رزین های طبیعی :   ۲
روغن ها :   ۵
الکیدها و اپوکسی استرها :   ۹
۵ . ۲ .۱ الکیدها :   ۹
استرهای اپوکسی :   ۱۴
۵ .۳ اپوکسی ها :   ۱۵
۵ . ۳ .۱ عامل های آمینی و آمیدی عمل آورنده رزین های اپوکسی :   ۱۷
۵ . ۳ . ۲ انواع شکست اپوکسی :   ۲۲
۵ . ۴ اپوکسی های اصلاح شده :   ۲۹
۵ . ۴ . ۱ اپوکسی های اکریلیک :   ۲۹
۵ . ۴ . ۲ اپوکسی های قطران :   ۳۰
۵ . ۴ . ۳ فنولیکهای اپوکسی :   ۳۱
۵ . ۵ فنولیکها :   ۳۱
۵ . ۵ . ۱ فنولیک های RESOLE  :   ۳۲
۵ .۲ .۲ فنولیکهای novalac :   ۳۳
۵ . ۵ . ۳ انواع شکست فنولیکها :   ۳۴
۵ . ۶ آمینو رزین ها :   ۳۴
۵ . ۷ . اکریلیک ها :   ۳۷
۵ . ۷ . ۱ اکریلیک های محلولی :   ۳۸
۵ . ۷ . ۲ پوششهای اکریلیک latex :   ۴۱
۵ . ۷ . ۳ اکریلیک های ترموست :   ۴۶
مشکلات احتمالی پوششهای اکریلیک/ MF عبارتند از :   ۴۹
۵-۸ پلی استرها :   ۵۰
۵ . ۸ . ۱ پلی استرهای اصلاح شده :   ۵۱
۵ . ۸ . ۲ پلی استرهای اشباع نشده :   ۵۵
۵ . ۹ پلی یورتانها :   ۵۷
۵ . ۹ . ۱ پوششهای دو جزئی پلی ایزوسیانات / پولیول :   ۶۰
۵ . ۹ . ۲ پور الکیدها :   ۶۵
۵ . ۹ . ۳ پلی یورتانهای گیرش یافته با رطوبت :   ۶۶
۵ . ۹ . ۴ لعابها و dispersion های پلی یورتان :   ۶۹
۵ . ۹ . ۵ پلی یورتانهای دو جزئی water – borne :   ۶۹
۵ – ۱۰ وینیل ها:   ۷۱
۵ . ۱۰ . ۱ وینیل های محلولی :   ۷۱
۵ . ۱۰ . ۲ پلاسیتسولها و ارگانوسولها :   ۷۲
۵ . ۱۰ . ۳ وینیل فلورایدها :   ۷۳
۵ .۱۰ .۴ پلی (وینیل بوتیرال)   ۷۴
۵ . ۱۰ . ۵ : وینیل های  latex :   ۷۵
۵ . ۱۱ پوششهای قیری :   ۷۷
۵ – ۱۲ پوششهای غیر آلی و سیلیکونی اصلاح شده :   ۸۱
۵ . ۱۲ . ۱ پوششهای سیلیکونی :   ۸۱
۵ .۱۲ . ۲ پوششهای سیلیکاتی :   ۸۵