بخشی از مقاله
چکیده :
هدف از انجام این پژوهش، تهیه رزین اکریلیک امولسیونی شبکهای شونده در دمای محیط و قابل عرضه با عامل پخت در یک ظرف - تک جزیی - می باشد . استفاده از این رزین در تهیه پوششهای ترافیکی آب پایه از دو مزیت برخوردار است: -1 جلوگیری از اتلاف وقت ناشی از اختلاط دو جز رزین و عامل پخت در زمان اجرای خطکشی و -2 بهبود مقاومت سایشی در رنگهای سرد کم دوام. رزین اکریلیک امولسیونی از مونومرهای متیل متاکریلات - MMA - ، بوتیل آکریلات - BA - ، استایرن - St - ، آکریلیک اسید - AA - و مونومر شبکهای شونده دی استون آکریل 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 ATR شناسایی شد و پس از اختلاط با عامل پخت آدیپیک اسید دی هیدرازید - ADH - ، خواص مکانیکی فیلم حاصله با آنالیز تنش-کرنش - SSA - وآزمون سختی پرسوز ارزیابی شد. نتایج حاصل حاکی از شبکهای شدن رزین امولسیونی تهیه شده و افزایش سختی و بهبود سایر خواص مکانیکی بوده است. همچنین تأثیر درصدهای مختلف مونومر شبکهای شوندهی DAAM در مخلوط مونومرها بر خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج ارزیابی خواص مکانیکی نشان داد که استفاده از %1 منومر DAAM در مخلوط منومرها در تهیه رزین، منجر به حصول بهترین خواص مکانیکی در فیلم پوششی میشود.
کلید واژه:اکریلیک شبکهای شونده، مقاومت سایشی، دی استون آکریل آمید - DAAM - ، آدیپیک اسید دی هیدرازید - ADH -
-1 مقدمه :
استفاده از رزینهای اکریلیک آب پایه به دلیل مسائل زیست محیطی در سالهای اخیر گسترش قابل توجهی یافته و در صنایع مختلف به سرعت جایگزین رزینهای حلال پایه میشوند. عموماً پوششهای آب پایه در مقایسه با پوششهای حلال پایه از خواص مکانیکی و مقاومتی ضعیفتری برخوردارند که این امر اساساً ناشی به فرآیند تشکیل فیلم و ساختار فیلم پوششی آنهاست. پژوهشهای زیادی برای بهبود خواص اینگونه پوششها صورت گرفته است .[1-4] از جملع عوامل مؤثر در بهبود مقاومت سایشی پوششهای ترافیکی آب پایه، سختی و شبکهای 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 شبکهای شدن در دمای محیط و برخوردار از سایر خواص مورد نیاز جهت مصرف در پوششهای ترافیکی تهیه شود. با انتخاب منومر دی استون آکریل آمید - DAAM - در تهیه رزین اکریلیک و بکارگیری درصدهای مختلف این منومر در ساختار رزین حاصله و استفاده از عامل پخت آدیپیک اسید دی هیدرازید - ADH - ، و پیشبینی شبکهای 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
مونومرهای 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. برای انجام فرایند پلیمریزاسیون از رآکتور شیشهای دو جداره پنج دهانه و یک لیتری 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 برای افزودن مخلوط پیش امولسیون تهیه شده و از فانل دیگر برای افزودن محلول آبی آغازگر استفاده شد. برای انجام فرایند پلیمریزاسیون ابتدا پیش امولسیون در یک ظرف در بسته تهیه شد. سپس پیش امولسیون تهیه شده طی سه ساعت توسط فانل اضافه کننده به آرامی به محتویات داخل رآکتور اضافه شد و شرایط واکنش حفظ شد تا مونومرهای باقیمانده نیز وارد واکنش شوند. درصد وزنی مواد مصرفی در تهیه رزینهای اکریلیک حاوی مقادیر مختلف از منومر DAAM با کدگذاری رزینهای مربوطه در جدول - 1 - آورده شده است.
برای انجام واکنش شبکهای شدن، عامل پخت ADH در نسبت استوکیومتری - 1 به - 2 با رزین اکریلیک حاوی DAAM مخلوط شد. سپس از مخلوطهای تهیه شده با استفاده از فیلمکش، بر روی شیشه تمیز فیلمهایی شفاف تهیه شدند. فیلم نمونه پس از خشک شدن و تشکیل فیلم در دمای محیط، برای انجام آزمونها مورد استفاده قرار گرفتند. واکنش شبکهای شدن رزین آکریلیک و عامل پخت ADH در شکل 1 نشان داده شده است.همان طور که در شکل 1مشخص است، مونومر دی استون آکریل آمید - DAAM - با وارد شدن در زنجیر کوپلیمر همچنان یک مرکز فعال - گروه آکریل آمید - برای واکنش دارد که دو گروه آکریل آمیدی از دو زنجیر متفاوت به وسیله عامل شبکهای کننده آدیپیک اسید دی هیدرازید - ADH - به یکدیگر متصل شده و فرایند شبکهای شدن رخ می دهد. مزیت این پژوهش در این است که فرایند شبکه ای شدن در حین تشکیل فیلم و در دمای معمولی صورت می گیرد و پیش از آن در زمان انبارداری رزین پایدار و به صورت شبکهای نشده باقی مانده و پایدار است و مانند بیشتر رزین های شبکه ای شونده نیازی به افزودن عامل پخت در زمان مصرف رزین نمی باشد.
-3 نتایج و بحث :
