اخباراخبار ویژهمقالات

اختصاصی بسپار/ بهبود عملکرد سامانه های پوششی آب پایه‌ با ایجاد پیوند های عرضی و نانو ذارت فعال

بسپار/ایران پلیمر در دهه های اخیر به دلایل گوناگون به خصوص به خاطر مسائل زیست محیطی، استقبال از فناوری های نوین جهت حذف یا کاهش حلال های آلی در صنایع پوشرنگ‌ و پوشش از سوی تولید کنندگان و مصرف کنندگان رو به گسترش است. بنابراین، پراکندگی های پلیمری بر پایه آب، به اصطلاح لاتکس تولید شده توسط بسپارش امولسیونی از اهمیت خاصی برخوردار است و محصولات مختلفی جهت طیف گسترده ای از محصولات، از جمله پوشرنگ ها و لاک های چوبی، پوشش های محافظ فلزات و سیستم های تزئینی را ارائه می دهد.
لاتکس‌های برپایه اکریلات از جمله محمل های مدرنی هستند که برای پوشش‌های صنعتی چوب، فلزات و پلاستیک استفاده می‌شوند. پراکنه پلیمری حاصل، ویسکوزیته کم، جرم های مولکولی نسبتاً بالا و اندازه ذرات حدود 0.2 میکرون دارند. بنابراین، معمولاً کمی مایل به آبی هستند. محتوای غیرفرار معمولاً 40-50٪ است. مواد سطح فعال معمولاً برای اطمینان از پایداری خوب چنین سیستم‌هایی استفاده میگردند. مقاومت بالا در برابر چرخه های انجماد/ذوب و ترشوندگی بهتر رنگدانه ها با وارد کردن 1 تا 2 درصد اسید های اکریلاتی به مونومر به دست می آید. سازگاری با محیط زیست و ایجاد طیف گسترده ای از پراکنه های پلیمری از مزایای این سیستم هاست.
کیفیت سطوحی که با چنین پوشرنگ‌هایی تکمیل شده‌اند، مناسب بوده و این واقعیت که می توان از تعداد زیادی از روش های اعمال پوشرنگ استفاده کرد، یک مزیت عمده این نوع از سامانه ها می باشد. علیرغم محبوبیت روزافزون، کاستی‌های معمولی پوشش‌های امولسیونی، مانند حساسیت به آب، مقاومت کم در برابر حلال و تشکیل زنگ زدگی، اغلب کاربرد آن‌ها را محدود می‌کند. مقاومت مکانیکی پوشرنگ های تک جزئی و مقاومت آنها در برابر سیالات نیز اغلب ضعیف است. ولی در سیستم های پایه آب، برای غلبه بر برخی از اشکالات سیستم های امولسیونی، تقویت سامانه با استفاده از پیوند عرضی شیمیایی یک روش مورد استفاده می باشد. در میان واکنش‌های مختلف اتصال عرضی کووالانسی، خود شبکه شوندگی با استفاده از واکنش بین گروه‌های کربونیل و گروه‌های هیدرازید برای پوشش های پخت شونده در دمای محیط موثر خواهد بود.
در مورد لایه‌های پوشرنگ مبتنی بر لاتکس تک جزئی، خواص فیزیکی و مکانیکی و مقاومت شیمیایی را می‌توان با وارد کردن اتصالات عرضی بین ذرات کتو هیدرازید به محمل لاتکس بهبود بخشید. مکانیسم اتصال عرضی معمولاً به واکنش بین گروه های کربونیل موجود در لاتکس پلیمری و دی آمین محلول در جزء آبی بستگی دارد. حامل گروه کربونیل در طول سنتز توسط پلیمریزاسیون امولسیونی به عنوان یک کومونومر به سیستم وارد می شود. مقدار کمی از یک دی آمین، به طور خاص دی هیدرازید، باید به لاتکس اضافه شود تا اتصال عرضی موفقیت آمیز باشد. دی هیدرازید معمولاً به عنوان ترکیبی با گروه های هیدرازید (–NH–NH2) استفاده می شود که برای تأمین سیستم تک جزئی خود شبکه شونده استفاده می شود.
لاتکس‌هایی که از خود شبکه شوندگی کتو هیدرازید استفاده می‌کنند، مزایای ترکیب تک جزئی و اتصال عرضی سریع در دمای محیط را فراهم می‌کنند. جدای از اتصال عرضی کووالانسی، خواص بهبود یافته فیلم های لاتکس را می توان با پیوند عرضی فیزیکی از طریق پیوند یونی به دست آورد. در مورد لاتکس حاوی اسید کربوکسیلیک، پیوندهای یونی بین بخش های کربوکسیلیک که بخشی از یک پلیمر لاتکس هستند، در حضور نمک ها و اکسیدهای فلزات چند ظرفیتی ایجاد می شوند. در میان این ترکیبات، ترکیبات حاوی روی جایگاه ویژه ای در منابع تحقیقاتی دارند. تصور می شود که در ترکیب با اتصال عرضی کووالانسی، اتصال عرضی یونی سختی، چسبندگی، مقاومت در برابر آب و حلال را ایجاد می کند. از جمله این موارد می توان به سامانه های پوششی برای پوشش های روی فلز یا پوشش های ترافیکی اشاره کرد.
از طرفی شرایط بهداشتی و ایمنی زندگی انسان همچنان توجه عمومی را به خود جلب می کند و در نتیجه تقاضا برای تولید پوشش های بهداشتی افزایش می یابد. این پوشش‌ها معمولاً به گونه‌ای فرموله می‌شوند که ترکیبات فعالی را در خود جای دهند تا به غیرفعال کردن آلودگی زیستی کمک می‌کنند. بنابراین پوشش‌های بهداشتی می‌توانند نقش مهمی در محدود کردن گسترش آلودگی میکروبیولوژیکی و یافتن کاربرد در حفاظت از اشیاء و سطوح نه تنها در بیمارستان‌ها و مراکز مراقبت‌های بهداشتی، بلکه در مکان‌های زندگی روزمره داشته باشند.

اغلب، پوشرنگ‌های آب پایه تحت تأثیر میکروارگانیسم ها قرار می‌گیرند که می‌توانند خواص پوشرنگ مایع و پوشش نهایی را تغییر دهند و باعث افت ویسکوزیته و تغییر رنگ یا pH پوشرنگ مایع شوند. تجمع میکروبی سطح فیلم پوشرنگ‌ در درجه اول یک مسئله زیبایی شناختی است، اگرچه ممکن است حباب هایی نیز ایجاد شود و لایه ممکن است به طور کلی کنده یا تخریب شود. حساسیت یک لایه پوشرنگ‌ به میکروارگانیزم ها تا حدی به ماهیت شیمیایی محمل و نوع و غلظت رنگدانه و افزودنی ها بستگی دارد. وجود و غلظت عوامل ضد میکروبی نقش عمده ای در تعیین حساسیت پوشرنگ‌ به عملکرد میکروبیولوژیکی دارد. پوشرنگ‌ های ضد میکروبی باید برای چندین سال فعال باقی بمانند و برای کاهش خطر انتشار عفونت در بیمارستان ها و مطب های پزشک، ادارات دولتی، تاسیسات صنایع غذایی و سایر ساختمان ها طراحی شده اند. این پوشش ها همچنین برای محافظت از سطوح بیرونی مانند نماها، کف قایق ها و کشتی ها و نرده ها نیز استفاده می شوند.
نانوذرات حاوی فلزات واسطه در دهه‌های گذشته به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی عالی از جمله فعالیت ضد باکتریایی مورد توجه فزاینده‌ای قرار گرفته‌اند. اثر ضد میکروبی نانوذرات نقره و مس به خوبی ثابت شده است. همچنین اکسیدهای فلزی نانوساختار مختلفی مانند CuO ، TiO2 و ZnO به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته اند و همچنین با موفقیت به عنوان عوامل ضد باکتریایی مورد استفاده قرار گرفته اند. در میان اکسیدهای فلزی نانوساختار که به طور گسترده در پوشش‌های بهداشتی استفاده می‌شوند، اکسید های حاوی روی به طور کلی به عنوان یک ماده ایمن که پوشرنگ‌ را به مدت طولانی در برابر کپک ها حفظ می کند، شناخته می شود. علاوه بر این، نانو اکسید روی یک فعالیت ضد میکروبی قوی بدون نیاز به فعال‌سازی در مقایسه با TiO2 که به حضور نور نیاز دارد، نشان می‌دهد. همچنین، اکسید روی نانوساختار، خواص مهم دیگری مانند پایداری شیمیایی بالا، فعالیت فوتوکاتالیستی و جذب شدید اشعه ماوراء بنفش را نشان می‌دهد. بنابراین، نانو ذرات اکسید روی به طور گسترده در کاربردهای متنوعی از جمله کاتالیزورها، رنگدانه‌ها، مواد نوری، لوازم آرایشی، جاذب‌های UV و افزودنی‌ها در بسیاری از محصولات صنعتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

نویسنده :  مهندس شهرزاد نجفی

کارشناس توسعه محصول- شرکت رزینفام

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 263 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در نیمه شهریورماه 1403 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا