اختصاصی بسپار/ چگونه نانومواد می‌توانند خواص پوشرنگها را ارتقا دهند؟
گروه ترجمه و تولید محتوا بسپار / ایران پلیمر برای قرن‌ها پوشرنگ بسیار بیشتر از یک پوشش تزئینی بوده است. این ماده اولین سد در برابر خوردگی، سایش، تنش، کرنش، فرسایش شیمیایی، پوسیدگی و حتی تشعشع است. مردم با استفاده از یک لایه‌ی نازک از پوشرنگ یا لاک، از چوب، پلاستیک، فلز و حتی شیشه محافظت می‌کنند.
پوشرنگ در طول دوره‌های مختلف از گذشته تا حال دچار توسعه زیادی شده است. چرا که انسان ماقبل تاریخ از گچ، خون، و مواد طبیعی برای پوشش دیواره‌های غار استفاده می‌کرد. در دهه 1950، تولیدکنندگان پوشش، لاک‌های اکریلیک گرمانرم و همچنین رنگدانه‌های فلزی را ابداع کردند. در دهه 1970 آن‌ها برای جلوگیری از زنگ زدن خودروها آسترهای رسوب الکتریکی را رونمایی کردند. به همین منوال، اخیرا ابداع اکریلیک‌های رقيق پذیر با آب، لاتکس‌های اکریلیک و در نهایت پراکنه پلی‌یورتان در دهه 1990 به طرز قابل‌توجهی خواص پوشرنگ را ارتقا داده است. اما امروزه، فناوری نانو صنعت پوشش را به سمت جهش علمی بعدی خود هدایت می‌کند.
نانومواد از قبیل نانوذرات، نانولوله‌ها و نانومیله‌ها قطری کمتر از 100 نانومتر دارند. در این مقیاس (نانو)، نحوه عملکرد مواد با نحوه عملکردشان در مقیاس درشت (ماکرو) متفاوت است. بنابراین یک محصول را می‌توان با افزودن این مواد خام قوی‌تر، انعطاف‌پذیرتر، مغناطیسی (یا نه)، رسانای الکتریکی (یا نه)، رسانای حرارتی (یا نه)، یا محكم‌تر ساخت.
معنای این امر برای صنعت پوشش این است که به پوشرنگ و لاک می‌توان خواص جدیدتری داد. به عنوان مثال، افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم می‌تواند پوشرنگی ایجاد کند که خودتمیزشونده باشد.
همانطور که مجله صنعت نانومواد گزارش می‌دهد: ” نانو دی اکسید تیتانیوم در پوشرنگ برای بهره‌برداری از دو ویژگی عالی آن استفاده می‌شود: (1): فعالیت فوتوکاتالیستی و (2) محافظت در برابر اشعه فرابنفش.” به طور خاص، ” ترکیب اثر فوتوکاتالیستی، همراه با خواص آبدوستی منجر به اثر خودتمیزشوندگی پوشرنگ می‌شود. سطح دیگر نیازی به تمیز کردن منظم نخواهد داشت زیرا آب و خاک دیگر روی آن نمی‌چسبد.”
در همین حال، افزودن نانوذرات دی اکسید سیلیکون به فرمولاسیون پوشرنگ می‌تواند سختی پوشش و نیز مقاومت در برابر سایش، خراش و آب و هوا را بهبود بخشد. متاسفانه نانو دی اکسید سیلیکون خاصیت ارتجاعی پوشرنگ را محدود می‌کند، بنابراین طول عمر پوشش را کوتاه می‌کند، زیرا کمتر قادر به انبساط و انقباض طبیعی در اثر تغییرات دما و رطوبت خواهد بود.
یکی از شرکت‌هایی که از انقلاب نانوتکنولوژی در صنعت پوشش بهره میبرد، گروه AG CHEMI مستقر در پراگ است. آن‌ها با تکیه بر تقریبا 30 سال تخصص خود در تامین مواد خام صنعتی، مجموعه‌ای از نانومواد مورد استفاده در پوشرنگها و همچنین انواع فرآیندهای ثبت شده برای بهبود خواص پوشش را ایجاد کرده‌اند.
به گفته لیاپیکوف، مدیر توسعه محصولات گروه AG CHEMI: “نانومواد خواص جدیدی به رزین‌ها و پوشرنگها می‌افزایند، بدون اینکه تاثیر منفی بر پایه فیزیکی و شیمیایی مواد بگذارند، که محصولات ما را از سایر محصولات معمولی در بازار متمایز می‌کنند. به عنوان مثال، استفاده سنتی از کربن سیاه، استحکام مکانیکی پلیمرها را کاهش می‌دهد و طیف رنگی پوشش را به یک محدوده ثابتی از فام رنگی محدود می‌کند، اما راه‌حل ما برای رفع این مشکل اینگونه نیست.”
یکی از مزایای کلیدی نانومواد این است که اندازه‌ی آن‌ها، نسبت سطح به وزن زیادی را فراهم می‌کند. این بدان معنی است که گنجاندن مقدار کمی از نانومواد می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی بر روی خواص پوشش داشته باشد.
لیاپیکوف می‌گوید: ” فناوری توسعه‌یافته توسط شرکت AG CHEMI به ما این امکان را می‌دهد که با طیف وسیعی از نانومواد با غلظت‌های مختلف کار کنیم. به عنوان مثال، ما می‌توانیم محلولی با غلظت 015/0 درصد نانومواد ایجاد کنیم که خواص عملکردی عالی داشته باشد. یا می‌توانیم ترکیبی حاوی حداکثر 10 درصد نانومواد با سطح ویژه تا 1000 متر مربع در هر گرم تولید کنیم.”
مانند هر پیشرفت علمی جدید، نانوتکنولوژی نیز بدبینان خود را دارد.
مترجم: مهندس محمد رمضان زاده کراتی، دانشجوی دکتری مهندسی پلیمر- صنایع رنگ، پژوهشگاه رنگ
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 241 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در پایان آبان ماه 1401 منتشر شده است بخوانید.
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.
