دانلود پژوهش صنعت رنگ سازی (علم پلیمر)

دانلود پژوهش صنعت رنگ سازی (علم پلیمر) تحقیق حاضر درباره صنعت رنگ سازی می باشد. 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 . گل اخرا و کاربرد آن در رنگ 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 .

واژه های کلیدی: رزین های طبیعی، روغن، اپوکسی ها، فنولیکها، اکریلیک ها

بنابراین در این مطلب از فروشگاه مارکت فایل به ارائه صنعت رنگ سازی (علم پلیمر) در قالب 92 صفحه می‌پردازیم.

فهرست مطالب

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

دانلود پژوهش صنعت رنگ سازی (علم پلیمر)

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 .

روغن ها :

عمده ترین رزین طبیعی معرفی ، روغنهای نباتی و تا حد کمتری روغن ماهی است که قرنهاست به منظور ایجاد پوششهای تزئینی و حفاظتی استفاده می شوند . در سده نوزدهم و اوایل قرن بیستم ، این مواد ، عمده ترین چسب رنگها بودند . هر چند رنگهایی که فقط دارای چسب روغنی باشند هنوز هم وجود دارند ولی بازار NICHE بصورت PRESER VATIVE های چوب و   فیلم های VARNISH دارند . با این حال در ساخت پوششهای پیچیده تر نظیر الکیدها و اپوکسی استرها به مقدار زیاد از این روغنها استفاده می شود.

گلیسرول و انواع اسیدهای چرب ، اسیدهای کربوکسیلی هستند که گروه هیدروکربنی آلیفاتیک اشباع شده یا نشده معمولاً به طول ۱۷-۱۵ اتم کربن دارند مثل اسید اولئیک (شکل ۵-۴) . روغن (تری گلیسرید) دارای ساختار معمولی (شکل ۵-۵) است که R از انواع اسیدهای چرب بدست می آید .

فرمول بعضی از مهمترین اسیدهای چرب به قرار زیر است .

اسید استئاریک       CH3 (CH2) 16 COOH

 اسید پالمتیک                     CH3 (CH2) 14

اسید اولئیک                    CH3 (CH2)7 CH = CH (CH2)7 COOH

اسید لینوئیک         CH3 (CH)4 CH =  CH CH = CH   = CH (CH2)7 COOH

اسید لینولینک        CH3 CH = CH = CH CH = CH = CH CH = CH = CH (CH2)7 COOH

اسید ری سیلنولیک          CH3 (CH2)5 COH HCH2 CHCH = CH (CH2)7 COOH

اسید الئوستریک     CH3 (CH2)3 CH = CH CH = CH CH = CH (CH2)7 COOH

الکیدها و اپوکسی استرها :

۵ . ۲ .۱ الکیدها :

الکیدها یکی از پاهای ثابت صنعت پوشش در عمده قرن بیستم بوده است . علیرغم منافع پوششهای پیچیده کاراتر نظیر اپوکسی و یورتانها ، الکیدها همچنان در بازار برای نگهداری ساختمانها و تجهیزات صنعتی به کار می روند. با اینحال حرکت به سمت قانونهایی که استفاده از پوششهایی که دارای کمترین ترکیبات آلی فرار هستند را توصیه می نماید نهایتاً ممکن است منجر به افول آنها گردد .

الکیدها در اصل پلی استرهای اصلاح شده با روغن هستند که از واکنش پولیولها ، اسیدهای دو بازی و اسدهای چرب (یا روغنهایی که از اسید چرب درست شده اند) ایجاد می شوند . هر چند پولیولهای متنوعی می توانند در اینجا استفاده شوند دو تا از متداولترین آنها گلیسرول (شکل۵-۳) و پنتا اری تریتول(شکل ۵-۷) می باشد . متداولیترین اسید دو بازی به صورت انیدریدی استفاده می شود و دارای انیدرید فتالیک (شکل۵-۸) می باشد . اسید ایزوفتالیک (شکل ۵-۹) نیز تا حدی متداول است.

استرهای اپوکسی :

از نظر فنی، استرهای اپوکسی یک نوع الکید اصلاح شده تلقی می شوند ولی چون استر اپوکسی نامیده می شوند نه الکیدهای اصلاح شده با اپوکسی ، در اینجا قسمت جداگانه ای برایشان در نظر گرفته شده است .

پوشش های با رزین اپوکسی یکی از مهمترین پوششهای کارا می باشد . استرهای اپوکسی پوششهای اپوکسی نیستند و نبایستی با آنها قاطی شوند لذا بهتر است الکیدهای اصلاح شده با اپوکسی نامیده شوند .

از نظر شیمیایی ، گروه عامل اپوکسی (که گروه اکسیران هم نامیده می شوند) حلقه سه عضوی از دو اتم کربن و یک اتم اکسیژن  است . بیشتر رزین های اپوکسی براساس اتردی گلیسیریل بی فنل A (DGEBA) درست  شده اند که دارای ساختاری مشابه (شکل ۵-۱۴) می باشد . رزین های اپوکسی متداول ، محصولات تراکم DGBEA با ساختار مشابه (شکل ۵-۱۵)هستند که n معمولاً ۱ تا ۱۲ است . رزین ها دارای گروه هیدروکسیل و اکسیژن هستند که با گروه اسید کربوکسیلیک اسید چرب الکید واکنش داده و استر اپوکسی ایجاد می کنند . این رزینهای اپوکسی تا حدی با همدیگر واکنش داده (گروه هیدروکسیل دوم ملکول با گروه اکسی ران ملکول دوم واکنش   می دهد) که با اتخاذ روش پخت مناسب ، این کار به حداقل می رسد .

۵ .۳ اپوکسی ها :

وقتی رزین های اپوکسی اولین بار در اوایل دهه ۱۹۴۰ مورد مصرف تجاری قرار گرفتند به صورت چسب استفاده می شدند . امروزه آنها مهمترین گروه پوشش های ترموست کارا هستند . اپوکسی به صورت پوشش دو جزئی عمل آمدنی در محیط ، به صورت سیستم پخت در دمای بالا ، به صورت اسپری سریع عمل آمدنی صد درصد جامد و حتی به صورت پوشش مواد پودری ساخته می شوند . در مقایسه با الکیدها و استرهای اپوکسی ، چسبندگی مقاومت خوردگی و شیمیایی و خواص فیزیکی و مکانیکی بهتر دارند .

۵ . ۳ .۱ عامل های آمینی و آمیدی عمل آورنده رزین های اپوکسی :

آمینها و آمیدهای دارای گروه آمینی جزو عمده ترین عوامل عمل آورنده پوششهای اپوکسی کارای صنعتی که در محیط گیرش پیدا می نمایند هستند . آمینهای اولیه آلیفاتیک و سیکلوآلیفاتیک با رزین اپوکسی با مکانیزمی مطابق شکل ۵-۱۶ واکنش می دهد .

آمین ثانویه ای که به این ترتیب تولید می شوند با سرعت کمتری بواسطه (HINDRANCE) ممانعت استئاریک با ملکول دیگر اپوکسی واکنش می دهد .

آمینهای ساده آلیفاتیک اصلاح نشده نظیر تری آمین دی اتیلن (DGTA) (شکل ۵-۱۷) بسیار فعال می باشد و منجر به ایجاد پوششهایی با عمر پس از مخلوط کوتاه  می شود چون DETA دو هیدروژن آمین اولیه و سه هیدروژن آمین ثانویه با تعداد گروههای عامل ۵ دارد پوشش با دانسیته پیوند عرضی بسیار بالا با مقاومت شیمیایی و حرارتی عالی و استحکام پیوستگی عالی ایجاد می نماید با این حال بخاطر مقدار بالای پیوند عرضی ، انعطاف پذیری و مقاومت ضربه آسیب خواهد دید .