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 .

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.

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

روغنهای طبیعی دارای یک تری گلیسرید که از گلیسرول و یک اسید چرب ساخته شده باشد نیستند بلکه دارای مخلوطی از تری گلیسریدهایی هستند که از اسیدهای چرب مختلف آمده است .

الکیدها و اپوکسی استرها

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 .

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 .

وقتی رزین های اپوکسی اولین بار در اوایل دهه 1940 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 .

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 5-16 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 .

انواع شکست اپوکسی

انواع مختلفی از رزین هاغی اپوکسی وجود دارند که می توانند با تعداد زیادتری عوامل گیرش ، واکنش دهند . همچنین تعداد زیادی رنگدانه ، کاتالیست ، افزودنی و حلال برای انتخاب وجود دارد . مشکل و گاهی خطرناک است که راجع به پوشش های اپوکسی (یا هر گروه از پوششها) کلی گویی کرد . نویسنده اغلب عبارتی نظیر اینرا شنیده است: ( این مطلب برای اپوکسی ، طبیعی به نظر نمی رسد) . پشتیبانی از چنین مشاهداتی اغلب مشکل است مگر اینکه شخص تجربه قبلی در مورد محصول خاص مورد نظر را داشته باشد یا اینکه دسترسی به داده های منتشر نشده در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی پوشش مورد نظر داشته باشد . بعضی نتایج کلی اگر گاهی tentative باشد راجع به کارایی گروههای خاصی از اپوکسی و راجع به مکانیزمهای شکست آنها وجود دارد .

اپوکسی های اصلاح شده

شیمی اپوکسی بسیار انعطاف پذیر است و انواع عوامل گیرشی و مسیرهای واکنش ، بقدری بیشمار است که نمی توان همه را در کتاب حاضر آورد . با این حال چند کلاس مهم اپوکسی های اصلاح شده که محقق شکست پوشش احتمالاً با بیشتر آنها برخورد خواهد داشت در اینجا گفته می شود .

فنولیک ها

رزین های فنولیک توسط واکنش فرمالدئید با فنل یا فنولهای جانشینی تولید می شوند. وقتی واکنش تحت رایط قلیایی انجام شود رزین به نام فنولیک RESOLE نامیده می شود و وقتی تحت شرایط اسیدی انجام شود فنولیکهای NOVALAC نامیده می شود .

آمینو رزین ها

رزینهایی که در این قسمت توضیح داده می شوند گاهی به نام آمینو رزین ها شناخته می شوند و دارای خواص فیزیکی مناسبی که بواسطه آنها تشکیل پوشش بدهند نیستند. با اینحال به عنوان پیوند دهنده عرضی با بسیاری از رزین ها ، کاربرد گسترده ای دارند . بجای توصیف آنها بصورت pecemeal در فصل های بعدی ، در اینجا به صورت یک گروه معرفی می شوند . امینو رزین ها معمولاً حدود 30درصد یا کمتر vwhicle غیر فرار پوششهای ترموست مختلف را تشکیل می دهند و عامل عمده پیوند عرضی چنین پوششهایی هستند که می توانند با اکریلیک ها ، پلی استرها ، الکیدها ، استرهای اپوکسی و حتی اپوکسیها به کار بروند . برخلاف پوششهای اپوکسی ترموست که در قسمت قبلی توضیح داده شد پوششهای ترموستی که با آمینورزین ها پیوند عرضی ایجاد نموده اند تقریباً همیشه بجای دو جزئی بودن ، تک جزئی هستند . این امر بخاطر سرعت بینهایت پایین واکنش در دمای کم امکان پذیر است و به منظور گیرش بایستی پخت شوند .

اکریلیک ها

دقیقتر ین تعریف رزین اکریلیک هر رزین است که از مشتقات اسید اکریلیک (CH2 = CH = COOH) تشکیل شده باشد . این تعریف ساده ، انواع پیچیدگی رزین های اکریلیک را belies می نماید که در کاربردهای متنوعی نظیر پلاستیکها ، caulks and sealants fabrics ، رنگهای ساختمانی latex و پوششهای ترموست با کارایی بالا استفاده می شوند .

پلی استرها

پلی استرها پلیمرهایی هستند که با واکنش اسیدهای چرب دارای چند گروه عامل یا انیدرید با الکل های دارای چند گروه عامل (الکهای پلی هیدرید) برای ایجاد BACK bone پلیمری دارای گروه استری ایجاد می شوند . از این نظر آنها مشابه الکیدها هستند ولی بدون اصلاح اضافه ناشی از روغن های طبیعی در نتیجه رزین ها یا پلیمرهایی که ساختار بسیار ساده تری نسبت به الکیدها دارند بدست می آید .

پلی یورتان ها

پلی یورتانها یکی از مهمترین پوششهای چندکاره است که از پوششهای لعاب مانند نسبتاً ساده تا پوششهای با کیفیت بالای اتومبیل را می پوشاند . این پوششها معمولاً با واکنش الکل (R-OH) با ایزوسیانات (R-NCO) برای ایجاد یورتان یا کربامات که ساختار آن در شکل 5-34 نشان داده شده است ایجاد می شوند .

وینیل ها

از نظر تئوری ، هر پوشش تکیل شده از پلیمریز اسیون افزایش مونومروینیل یا ترکیبی از مونومرهای وینیل باشد می تواند وینیل در نظر گرفته شود مونومر وینیل هر ملکولی است که دارای ساختار زیر باشد :

CH2 = CR1 CR2

پوشش های قیری

عبارت” پوشش قیری “ در اصل به دلیل ماهیت نامشخص موادی که از انها ساخته می شود باعث گیجی می شود . در اصل ، منشاء پوشش قیری آسفالت یا قطران است هر چند این گروه دارای رزین های coumaron idene (که از کوره های کک سازی بدست می آید) و رزین های هیدروکربنی برپایه هیدروکربنهای با وزن ملکولی کم اشباع نشده که از محصولات نفت (gasoline) بدست می آید نیز می باشد . تاکنون بیشترین مقدار این پوششها ، قطران ها و آسفالتها بوده است . هر دو عمدتاً بخاطر معلق بودن ذرات ریز کربن عنصری سیاه یا قهوه ای سیاه می باشند .

پوشش های غیر آلی و سیلیکونی اصلاح شده

تمام انواع پوششهای که تاکنون توضیح داده شده اند براساس چسب های آلی (پایه کربنی) ساخته می شوند یا اینحال ، رزین های غیر آلی پایه سیلیکونی و سیلیکاتی نیز نقش مهمی در صنعت پوشش دارند .

سیلیکونها که پلی سیلوکسانها نیز نامیده می شوند دارای ساختار عمومی شکل 5 – 38 می باشند . مونومرهای استفاده شده برای تهیه این رزینها ، کلروسیلانهایی نظیر تری متیل کلروسیلان و دی فنیل دی کلروسیلان هستند . کلروسیلانها با آب واکنش می دهند تا سیلانول تولید نمایند که با حذف رطوبت متراکم و تولید رزین سیلیکونی (یا پلی سیلوکسان)می نماید.

انواع پوشش و شکست های متداول

کلیات

فهرست مطالب

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “انواع پوشش و شکست های متداول” لغو پاسخ