بخشی از مقاله
چکیده هدف از انجام این پژوهش، تهیه رزین اکریلیک امولسیونی شبکهاي شونده در دماي محیط و قابل عرضه با عامل پخت در یک ظرف - تک جزیی - می باشد. استفاده از این رزین در تهیه پوششهاي ترافیکی آب پایه از دو مزیت برخوردار است: -1 جلوگیري از اتلاف وقت ناشی از اختلاط دو جز رزین و عامل پخت در زمان اجراي خطکشی و -2 بهبود مقاومت سایشی در رنگهاي سرد کم دوام. رزین اکریلیک امولسیونی از مونومرهاي متیل متاکریلات - MMA - ، بوتیل آکریلات - BA - ، استایرن - St - ، آکریلیک اسید - AA - و مونومر شبکهاي شونده دیاستونĤکریل آمید - DAAM - به روش پلیمریزاسیون پیش امولسیونی نیمه پیوسته - Semi-continuous pre-emulsion polymerization - تهیه شد.
رزین تهیه شده با استفاده از طیفسنجی مادون قرمز ATRشناسایی شد و پس از اختلاط با عامل پخت آدیپیک اسید دي هیدرازید - ADH - ، خواص مکانیکی فیلم حاصله با آنالیز تنش-کرنش - SSA - وآزمون سختی پرسوز ارزیابی شد. نتایج حاصل حاکی از شبکهاي شدن رزین امولسیونی تهیه شده و افزایش سختی و بهبود سایر خواص مکانیکی بوده است. همچنین تأثیر درصدهاي مختلف مونومر شبکهاي شوندهي DAAMدر مخلوط مونومرها بر خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج ارزیابی خواص مکانیکی نشان داد که استفاده از %1 منومر DAAMدر مخلوط منومرها در تهیه رزین، منجر به حصول بهترین خواص مکانیکی در فیلم پوششی میشود.
-1 مقدمه
استفاده از رزینهاي اکریلیک آب پایه به دلیل مسائل زیست محیطی در سالهاي اخیر گسترش قابل توجهی یافته و در صنایع مختلف به سرعت جایگزین رزینهاي حلال پایه میشوند. عموماً پوششهاي آب پایه در مقایسه با پوششهاي حلال پایه از خواص مکانیکی و مقاومتی ضعیفتري برخوردارند که این امر اساساً ناشی به فرآیند تشکیل فیلم و ساختار فیلم پوششی آنهاست. پژوهشهاي زیادي براي بهبود خواص اینگونه پوششها صورت گرفته است .[1-4] از جملع عوامل مؤثر در بهبود مقاومت سایشی پوششهاي ترافیکی آب پایه، سختی و شبکهاي شدن رزین در طی فرایند تشکیل فیلم آنهاست که باعث بهبود خواص مکانیکی فیلم رزینی مربوطه میشود.
در این تحقیق سعی شده رزین اکریلیکی با قابلیت شبکهاي شدن در دماي محیط و برخوردار از سایر خواص مورد نیاز جهت مصرف در پوششهاي ترافیکی تهیه شود. با انتخاب منومر دي استون آکریل آمید - DAAM - در تهیه رزین اکریلیک و بکارگیري درصدهاي مختلف این منومر در ساختار رزین حاصله و استفاده از عامل پخت آدیپیک اسید دي هیدرازید - ADH - ، و پیشبینی شبکهاي شدن رزین اکریلیک پس از حذف آب در طی فرایند تشکیل فیلم [5-6]، خواص مکانیکی به ویژه سختی و مقاومت سایشی در فیلم رزین اکریلیک امولسیونی ارزیابی شده است.
- 2 بخش تجربی :
1-2 مواد و تجهیزات مونومرهاي بوتیل آکریلات، متیل متاکریلات، استایرن، آکریلیک اسید با خلوص %99/5، از شرکت سیماب رزین تهیه شدند. سدیم دودسیل سولفات - SDS - به عنوان امولسیفایر یونی، نونیل فنل 20 مول اتوکسیله شده - NP-20 - به عنوان امولسیفایر غیر یونی، سدیم هیدروژن سولفات - - NaHCبه عنوان بافر و آمونیوم پرسولفات - APS - به عنوان آغازگر نیز از شرکت سیماب رزین تهیه شدند. واکنش پلیمریزاسیون بدون حذف ماده بازدارنده از مونومرها صورت گرفت. براي انجام فرایند پلیمریزاسیون از رآکتور شیشهاي دو جداره پنج دهانه و یک لیتري ساخته شده توسط شرکت Dorsa Tech استفاده شد.
2-2 فرایند پلیمریزاسیون فرآیند پلیمریزاسیون در یک رآکتور پنج دهانه صورت گرفت که به ترتیب روداژها شامل - کندانسور، حسگردما، دو فانل جهت افزودن مواد اولیه و همزن استیل زنگ نزن - بود. از یک فانل براي افزودن مخلوط پیش امولسیون تهیه شده و از فانل دیگر براي افزودن محلول آبی آغازگر استفاده شد. براي انجام فرایند پلیمریزاسیون ابتدا پیش امولسیون در یک ظرف در بسته تهیه شد.
براي این منظور ابتدا کل مونومرها به همراه %50 آب و 2/3 مخلوط امولسیفایرها در ظرفی به مدت 30 دقیقه در دماي 25 سانتیگراد مخلوط شدند. سپس پیش امولسیون تهیه شده طی سه ساعت توسط فانل اضافه کننده به آرامی به محتویات داخل رآکتور اضافه شد. دماي واکنش 80 درجه سانتیگراد و سرعت همزن 200 دور بر دقیقه بود. پس از افزودن کامل پیش امولسیون تهیه شده، شرایط واکنش حفظ شد تا مونومرهاي باقیمانده نیز وارد واکنش شوند.
براي انجام واکنش شبکهاي شدن، عامل پخت ADHدر نسبت استوکیومتري - 1 به - 2 با رزین اکریلیک حاوي DAAMمخلوط شد. سپس از مخلوطهاي تهیه شده با استفاده از فیلمکش، بر روي شیشه تمیز فیلمهایی شفاف تهیه شدند. فیلم نمونه پس از خشک شدن و تشکیل فیلم در دماي محیط، براي انجام آزمونها مورد استفاده قرار گرفتند. واکنش شبکه- اي شدن رزین آکریلیک و عامل پخت ADHدر شکل 1 نشان داده شده است.
