اختصاصی بسپار/ هنر کاربرد افزودنی ها

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر مواد افزودنی معمولا با ایجاد تغییر در پوشرنگ و فیلم، خواص و رفتار آن ها را بهبود می بخشند. حضور این مواد برای دست یابی به یک فرمول موفق و رفع نواقص محصول امری ضروری است. اما انتخاب ماده افزودنی مناسب بسیار دشوار بوده و گاهی نیازمند سعی و خطا بسیار است.
انواع مختلفی از افزودنی ها وجود دارند که در محصولات متفاوت مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه به معرفی برخی از افزودنی ها پرداخته خواهد شد.
مواد سطح فعال:
این افزودنی ها دارای عوامل فعال سطحی هستند، یعنی دارای گروه هایی با قطبیت مخالف و یا انحلال پذیری با مولکول یکسان هستند. تعداد زیادی از این افزودنی ها با شیمی، ساختار و خواص متفاوت وجود دارند. این مواد کاربردهای مختلفی از قبیل بهبود سطح پوشش ها، کاهش کشش سطحی، و یکنواخت سازی سطح پوشش هستند. این مواد توانایی بهبود جریان پذیری، یکنواخت سازی سطح را داشته و مقاومت به حفره زدن را بالا برده و از نواقص دیگر از قبیل ترنشدن سطح، نایکنواختی و سایر عیوب ظاهری دیگر جلوگیری می کنند. سایر مواد سطح فعال توانایی ترکردن و انحلال عوامل تمیزکننده، بهبود ترشوندگی رنگدانه و تعلیق اجزا سامانه (به خصوص در پوشش های آب پایه) را دارا هستند.
قابل ذکر است که از افزودنی ها تنها در هنگام نیاز و به مقدار بسیار اندک و در چند مرحله استفاده می شود.
اصلاح کننده رئولوژی:
استفاده از این افزودنی ها امکان کنترل گرانروی پوشرنگ در حین تولید، اعمال و یا زمان پخت/خشک شدن را می دهد. اصلاح کننده های جریان شامل مواد تیکسوتروپ و غلظت دهنده هایی هستند که با ایجاد تغییرات ساختاری، گرانروی را در سرعت های برشی کم، بالا می برند. در مورد پوشش های حلال پایه از سیلیکای غباری، میکروژل ها، خاک رس اصلاح شده با مواد آلی و روغن کرچک هیدروژنه برای این منظور استفاده می شود. اصلاح کننده های پوشش های آب پایه شامل مشتقات سلولز اریلات ها و غلظت دهنده های مشارکتی هستند. عوامل ترکننده سبب بهبود پراکنده شدن رنگدانه در سامانه شده و گرانروی را در سرعت های برشی کم کاهش می دهند. هم چنین عوامل کنترل کننده جریان هم هستند که معمولا عوامل سطح فعال پلیمری می باشند. این افزودنی ها سبب همگن شدن و یکنواختی پوشش می شوند.
ضدکف:
این افزودنی ها معمولا ترکیبی از یک ماده سطح فعال با ذرات بسیار کوچک (مثلا سیلیکون یا سیلیکا) هستند. این مواد سطح را پوشانده و کف را ناپایدار می کنند. ذرات، عامل تخریب حباب هستند. از بین بردن کف و یا ممانعت از ایجاد آن کاملا تحت تاثیر سامانه پوششی است و لزوما یک ضدکف در تمامی سامانه ها عملکرد موثری نخواهد داشت. این افزودنی ها در مقادیر بسیار کم استفاده می شوند. در صورت استفاده از مقادیر بالا این افزودنی ممکن است نواقصی از قبیل حفره ها در سطح پوشش ایجاد شوند.
بهبوددهنده چسبندگی:
حضور گروه های قطبی مانند هیدروکسیل ها، کربوکسیل ها و آمین ها در رزین پوشش، ایجاد پیوندهای هیدروژنی با فلزات را بهبود داده و سبب افزایش چسبندگی می شوند. رزین اپوکسی دارای گروه های هیدروکسیل و اتر بوده که با فلز پیوند داده و با سایر مولکول ها در پوشش، برهم کنش دارند. ذرات زیادی هستند که به دلیل دارا بودن کشش سطحی، محتوای جامد پایین و تعداد گروه های قطبی کم و یا عدم حضور هرگونه گروه قطبی، چسبندگی پایینی دارند. در این گونه مواد استفاده از یک پیوندپوشه و یا بهبود-دهنده چسبندگی (معمولا یک لایه نازک از لاستیک کلرینه شده و یا اولفین کلرینه شده) ضروری است.
کمک لغزنده:
شاید نیاز به کاهش ضریب اصطکاک سطح پوشش برای ایجاد لغزندگی در سطح وجود داشته باشد. در این موارد مقاومت به خراش نیز بهبود می یابد. از آن جایی که کم تر موادی چسبندگی خوبی به سطح دارند، مقاومت به چسبناک شدن نیز افزایش می یابد. از موم ها که معمولا مواد سطح فعال فلویورینه شده هستند برای دست یابی به این منظور استفاده می شود.
حلال به عنوان افزودنی:
حلال ها می توانند کشش سطحی پوشرنگ را به منظور ترشوندگی بهتر و کاهش عیوب سطحی در حین خشک شدن پوشش، کاهش دهند. این مواد ترشوندگی رنگدانه را بهبود داده و پراکنش بهتری را حاصل می-کنند. استفاده از حلال های غیرقابل اختلاط با آب در پوشش های آب پایه به انعقاد کمک کرده و عیوب را کاهش می دهد. حلال هایی مانند ۲-اتیل هگزانول، تری بوتیل سولفات می توانند به عنوان ضدکف عمل کنند.
حلال های غیرقابل اختلاط با آب با سرعت تبخیر پایین، سطح پوشش آب پایه را به مدت طولانی تری باز نگه داشته و اجازه آزادسازی بهتر مواد فرار را می دهد.
حلال منعقدکننده:

از این حلال ها در پوشش های آب پایه استفاده می شود. این حلال ها مخلوط پوشرنگ را روان کرده و موجب کاهش دمای انتقال شیشه ای و در نتیجه کاهش حداقل دمای تشکیل فیلم شده و به موجب آن فیلم بر اثر انعقاد در دماهای پایین همگن خواهد شد. پلیمرها با دمای انتقال شیشه ای بالا، انعقاد سخت تری دارند. افزودن میزان کافی از حلال منعقدکننده اجازه تشکیل فیلم در دمای پایین را می دهد، یعنی خشک شدن آهسته تر و ایجاد سطحی نرم و احتمالا کمی چسبنده. یک حلال منعقدکننده مناسب دارای خواصی از قبیل سرعت تبخیر پایین، حلالیت خوب برای رزین و تمایل بیش تر برای حضور در فاز پلیمری نسبت به فاز مایع (به معنای تطابق بهتر با رزین تا آب) است.

مترجم: مهندس معصومه کاویانی دارانی، دانشجوی دکتری مهندسی رنگ، پژوهشگاه رنگ

 

(ادامه دارد …)

متن کامل این گفت و گو را در شماره 247 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در پایان اردیبهشت ماه 1402 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.