بخشی از مقاله
چکیده
در سالهاي اخیر،با وضع قوانین سختگیرانه در رابطه بامحیط زیست،جایگزینی سیستمهاي محتوي حلالهاي آلی فرار را با سیستمهاي بدون حلال ویا پایه آبی را به همراه داشته است. اگر چه در کاربرد هاي ترافیکی، ضعف عمده این نوع رزین ها مقاومت سایشی و شستشویی ضعیف آنها میباشد. در این پروژه ابتدا با تکنیک پلیمریزاسیون امولسیونی، یک رزین پایه آبی و تک جزئی با قابلیتخود شبکه اي شدن تهیه شد. شبکه اي شدن لاتکس به منظور بهبود ثباتهاي سایشی و شستشویی واز طریق واکنش آدیپیک اسید دي هیدرازید و مونومر دي استون آکریل آمید انجام می پذیرد.آزمونهاي شناسایی رزین به کمک روشهاي FTIR، DLS، DSC انجام شد. Tg این رزین 48 درجه سلسیوس می باشد ومیانگین اندازه ذرات آن 165 میکرون تعیین شد.اندازه گیري ثبات سایشی تر و خشکو میزان ضخامت کاهش یافته نتایج بسیار بهتري را در مقایسه با نمونه مشابه مورد آزمون قرار گرفته را به همراه داشت، بطوریکه میزان کاهش ضخامت در اثر سایش در این نمونه حدود 4-3 برابر کمتر از نمونه مرجع بوده است.
واژههاي کلیدي: پلیمریزاسیون امولسیونی، دي استن اکریل آمید، واکنش شبکه اي شدن ، پوشش ترافیکی.
-1 مقدمه
کاربرد پوشش ترافیک در جاده هاي درون شهري و برون شهري، پارکینگها و ... می باشد که تردد وسایل نقلیه زیادي همچون خودروهاي سواري، کامیون، موتورسیکلت و ... بر روي آنها زیاد است و این جاده ها با آسفالت یا بتون پوشانده می شوند. کاربرد و اعمال رنگهاي ترافیک به طور ذاتی چالش برانگیز است زیرا زیرایند کار به ندرت یکنواخت و تمیز است. همچنین وجود روغن، گریس، گازوئیل و بنزین ریخته شده از وسایل نقلیه و همچنین روغنهاي بخار شده خروجی از اگزوز که بعد از سرد شدن نیز روي سطح جاده متراکم می شوند اثرات مخربی روي رنگهاي ترافیکی و زیرایند آنها دارند .[1] با وضع قوانین سختگیرانهتر زیست محیطی در سالهاي اخیر، پوششهاي پایه آبی در حال جایگزنی بجاي پوششهاي حلالی در ساخت پوششهاي ترافیکی و سایر انواع پوششها هستند. اما این پوششها ثبات شستشویی پایینتري در مقایسه با پوششهاي حلالی دارند.
روشهاي گوناگونی جهت افزایش ثبات شستشویی رنگهاي پایه آبی به کار می رود. از آن جمله واکنش شبکه اي شدن میان هیدرازید و گروهاي کربونیل در دماي محیط می باشد. رایج ترین ترکیب دي هیدرازید ماده شیمیایی آدیپیک اسید دي هیدرازید - Adipic acid dihydrazide - می باشد. همچنین از مونومرهاي قابل شبکه شدن که داراي گروهاي کربونیل می باشند می توان به دي استون آکریل آمید - Diacetone acrylamide - اشاره کرد. این دو ماده در آب قابل حل بوده و بی بو و سمیت کمی دارند که این ویژگی ها سبب استفاده این دو ماده در لاتکسهاي قابل شبکه اي شدن گردیده است 2] و .[3 در این تحقیق یک رزین پایه آبی و تک جزئی با قابلیت شبکه اي شدن سنتز گردید که هدف اصلی بهبود ثبات شستشویی و ثبات سایش خشک در رنگ و در مقایسه با رزینهاي متداول تجاري بود.
-2 بخش تجربی
-1-2 مواد
سدیم لوریل سولفات از شرکت Godrej industriesتهیه شد. شروع کننده آمونیوم پرسولفات از محصولات شرکت پروکسیکم و مونومرهاي مصرفی نیز از محصولات شرکت ال جی و از درجه صنعتی و بدون خالص سازي بیشتر استفاده گردید. رزین EXP-364از رزینهاي امولسیونی ساخت شرکت سیماب رزین و معادل رزین آکرونال 290 می باشد. -2-2 سنتز فرایند پلیمریزاسیون در بالن 4 دهانه 3 لیتري مجهز به کندانسور، دماسنج، قیفهاي افزودن مواد و همزن 2 پره می باشد. پري امولسیونی تهیه شده حاوي مونومرهاي بوتیل اکریلات، متیل متاکریلات ، متاکریلیک اسید و دي استون آکریل امید به ترتیب با نسبت وزنیهاي 2/1.5/47.5/49 تهیه گردید. . فرایند پلیمریزاسیون طی 3 ساعت و در دماي حدود 80œC انجام گردید. در پایان پلیمریزاسیون، pH امولسیون بوسیله آمونیاك روي 9 تنظیم گردید. به امولسیون فوق، محلول آبی از آدیپیک دي هیدرازید با نسبت مولی 1 به 2 نسبت به مونومر دي استون آکریلامید اضافه و بعد از فیلتراسیون تخلیه گردید. -3-2 آزمون آزمونهاي مادون قرمز تبدیل فوریه و پراکنش نوري دینامیکی جهت مشخص نمودن پیوندهاي حاصل و توزیع اندازه ذرات بر روي لاتکس انجام گردید. و آزمون مقاومت wetsrubطبق استاندارد ملی 289 جهت ارزیابی پایداري شستشویی رنگ حاصل صورت گرفت.
-3 نتایج و بحث
مونومر دي استون اکریلامید یک مونومر وینیلی بوده که داراي حلالیت و نسبت واکنش پذیري مناسب با اکثر مونومرها را داراست که شکلگیري کوپلیمرهاي حاصل از آن را با سهولت امکانپذیر میکند. این مونومر بعد از پلیمریزاسیون امولسیونی در سطح ذرات قرار میگیرد و با دارا بودن گروهاي کربونیل بعد از تبخیر آب با ترکیب آدیپیک اسید دي هیدازید محلول در آب طبق شکل 1 واکنش می دهد. گروه کربونیل موجود در این مونومر به آسانی با آمینهاي نوع اول شبکه اي شده و گروههاي ایمینی - imine - شکل می گیرد. اما از واکنش با آمینهاي نوع دوم گروههاي انامین - enamine - حاصل شده که با حذف مولکول آب همراه است.
مهمترین ویژگی این واکنش شبکه اي شدن انجام آن در دماي محیط است که کاربرد آنرا براي بسیاري زمینه ها همچون پوششها، چسب، جوهر و ... مستعد می سازد4]و. [ 5 شکل:1 واکنش شبکه اي شدن مونومر دي استون آکریلامید و آدیپیک دي هیدرازید در حین فرایند تشکیل فیلم طیف مادون قرمز در شکل 2، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه مربوط فیلم حاصل از لاتکس شبکه اي شده دیده می شود. فیلم فوق از طریق خشک نمودن لاتکس در دماي محیط حاصل شده است. در منحنی فوق، یک پیک با جذب شدید در 1735 nm-1 دیده می شود که از گروههاي کربونیل حاصل شده است. پیک جذبی در ناحیه 3441 nm-1 از گروههاي هیدروکسی و آمینی موجود در ساختار پلیمري ناشی می شود. همچنین پیک هاي جذبی در 2957 nm-1 و 2874 جذب کششی مربوط به C-H و
جذبهاي در نواحی 1166nm-1 و 1239 نیز از جذب کششی C-O ناشی می شود. توزیع اندازه ذرات در شکل 3، توزیع اندازه ذرات لاتکس حاصل را نشان می دهد. همانطور که دیده می شود میانگین اندازه ذرات 165 میکرون بوده و از توزیع یکنواختی برخوردار است که حاکی از عدم وجود تجمعات و ژل در محصولمی باشد
