تاریخچه استفاده از چسب ها

یکی از قدیمی ترین روش های اتصال اجسام به یکدیگر استفاده از چسب بوده است و آثار گذشته نشان می دهد که حدود سه هزار سال قبل از چسب استفاده می شده است . بدون شک ،خوننخستین ماده‌ای بود که بشر از آنبه‌عنوان چسب استفاده می‌کرد که البته کیفیت خوبی نداشت و متداول نشد.

به‌تدریج بشربه وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد و استفاده از آنها را آموخت.در واقع اولین مادهچسب دار که بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بود،موادنشاسته‌ای ،قندی ، صمغ‌ها ، و شیره‌های برخی از گیاهان بود.مثلا رومیان ازسقز، مادهچسبدار و صمغی که از درختان برگ سوزنی ، نظیرسرووکاجو یا درخت صنوبر ترشح می‌شود در صنعتکشتی سازی استفاده می‌کردند. به‌تدریج مواد دیگری مانند موم ، عسل و یا مواد ژلهمانندی از ماهی ، شاخ حیوانات یا شیر و تخم مرغ بکار گرفته شدند.

انسان بتدریج با پختن پوست حیوانات در آب ماده ای چسبناک – چسب مایع – به دست آورد.

با پیشرفتصنایع و استخراج وپالایشنفت ، ازقیرو قطران چوب و ... به‌عنوان چسب استفادهبه عمل آمد. چسب های قدیمی حالتی شبیه به قیر داشته اند و برای مثال از آنها به صورت ساروج در ساخت برج بابل استفاده شده است تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت بسیار کمی داشته است.

با کشف لاتکس که شیره سفید رنگی از درختان  آمریکای جنوبی بود صنعت چسب وارد مرحله نوینی شد.اگر چهکائوچویطبیعی (لاتکس) از مدتها قبل شناخته شده بود، اما چون حلال مناسبی برای آنموجود نبود، کاربردی به‌عنوان ماده چسبی پیدا نکرد تا اینکه با دستیابی بهروغن‌هاینفتی که کائوچو را در خود حل کرده ، مایع چسبناکی را بوجود می‌آورند، کاربرد آنبه‌عنوان ماده چسبی متداول شد.

تکنولوژی چسب ها در دهههایاخیر رشد زیادی نموده است . برای مثال ، آمار نشان می دهد که در سال 1966 در حدود هفت میلیون پوند چسب در دنیا مصرف شده است که نسبت به مصرف سال 1965 پانزده درصد افزایش داشته است.

از قرن نوزدهم بتدریج با پیدایش چسب‌های سنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر ، چسب‌های سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شده است. صنعت چسب به صورت گسترده ای در حال رشد می‌باشد و تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است.  امروزه در دنیا بیش از صدها سازنده و فرمول دهنده چسب وجود دارند و این تعداد روز به روز افزایش می یابد برای مثال صنعت چسب در آمریکا بصورت یک حرفه تخصصی در آمده است که در آن هزاران نفر به کار و فعالیت مشغولند.

 

تعریف چسب

چسب ماده ای است که میتواند بین دو سطح اتصال چسبی بوجود آورد. یک اتصال چسبی دو سطح جامد به هم اتصال یافته است که لایه نازکی از یک چسب را شامل می شود .

 

خصوصیات اصلی یک چسب مرغوب

-         نباید رنگ موادی که می خواهند چسبانده شوند را تغییر دهد.

-         نباید لخته شود و باید دارای غلظت متناسب با مصرف باشد.

-         باید طوری تهیه شود که پس از استعمال به سرعت سخت شود.

-         باید خاصیت ارتجاعی داشته باشد و در برابر رطوبت نیز مقاوم باشد.

 

طبقه بندی چسب ها

طبقه بندی بر اساس نام جزء اصلی در فرمول چسب

این روش تنها برای چسب هائی که در فرمول آنها یک جزء اصلی وجود دارد ، مفید          می باشد. بر مبنای این روش انواع چسب ها را در قالب طبیعی و مصنوعی می توان نام برد.


 الف ) چسب های دارای جزء اصلی طبیعی – ماده طبیعی موجود در چسب ممکن است از نوع سلولزی ویا پروتئینی باشد .

چسب های نوع سلولزی مانندچسب نشاسته ، دکسترین و یا هر صمغ گیاهی چسب های پروتئینی ممکن است حیوانی و یا گیاهی باشند . نوع حیوانی مثل آلبومین خون ، استخوان ، کازئین و غیره و نوع گیاهی مثل آرد دانه لوبیا ، آرد بادام و غیره می باشد.
 از چسب های دارای پایه مواد طبیعی به غیر از سلولزی و پروتئینی میتوان از کائوچوی طبیعی ، سیلکیات سدیم و شلاک نام برد.


ب )  چسب های دارای جزء اصلی مصنوعی – ماده مصنوعی جزء اصلی چسب ممکن است یکی از مواد ترمو پلاستیکی (مانند پلی و نیل الکل ، نایلون ، پلی اکریلیک) و یا یکی از رزین های ترموستی (مانند رزین فنلی، آمینی، اپوکسی) باشد.

 

انواع چسب

§         چسب طبیعی - معدنی

مهم ترین چسب معدنی سیلیکات سدیم می باشد ؛ این چسب خیلی کم دوام است و معمولا برای ارتقای دوام با کازیین  به صورت مخلوط استفاده می شود .

چسب سیلیکات سدیم به چسب کاغذ معروف است  و برای چسباندن کارتن و کاغذ کرافت استفاده می شود و در صنعت چاپ  نیز کاربرد دارد.

 

§         چسب طبیعی – گیاهی

نشاسته ، سریش ، دکسترین ، صمغ عربی ، سویا و چسبهای سلولزی

نشاسته معمولترین ماده برای چسباندن کاغذ بوده است ، که از آرد غلات تهیه می شود. امروزه چسبهای ترموپلاستیک جایگزین این دسته از چسبها شده اند.

 

§         چسب طبیعی - حیوانی

ژلاتین ، سریشم ، کازیین ، زیین و فیلشم ( سریشم ماهی)

چسبهای حیوانی معمولا برای جلدسازی به کار گرفته می­شوند؛ آنچه در بازار ایران متداول­تر است، چسبی است که از استخوان چهارپایان تهیه می­شود .

امروزه اغلب چسبهایی با پایه - پلی وینیل استات - جایگزین چسبهای حیوانی در صنعت شده اند.

سریشم از چسبهایی است که در صحافی کاربرد دارد و بیشتر در جلد سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چسب باید در حرارت غیر مستقیم قرار بگیرید تا یک‌دست بماند.این چسب را با قلممو نمی‌توان کار کرد و حتماً باید با دستگاه سریشم‌زنی مورد استفاده قرار گیرد.

 

§         چسب های سنتزی (مصنوعی)

مواد اولیه این چسب ها را مواد شیمیایی مصنوعی تشکیل می دهند و امروزه اکثر چسب های مورد استفاده در صنایع از این دسته هستند. مواد تشکیل دهنده ی چسب های مصنوعی عبارتند از :

 

رزین : ماده خالص چسب ؛ سبب اتصال سطوح به یکدیگر

سخت کننده :موادی است برای سخت شدن و اتصال و استحکام چسب

حلال ها :موادی است برای سیالیت چسب و پخش یکنواخت رزین بین سطوح

قدرت دهنده ها : موادی است برای تقویت و استحکام لایه چسب

رقیق کننده ها : موادی است برای کنترل جاری شدن چسب و میزان نفوذ آن

پایدار کننده ها :موادی  است برای پایداری و دوام لایه چسب

مواد پر کننده : موادی برای کنترل ضریب انبساط حرارتی و مقاومت حرارتی چسب

کاتالیزور : موادی برای گیرایی چسب در زمان کوتاه – انعقاد سریع تر چسب –

 

 

چسب مصنوعی – ترموپلاست ( گرمانرم )

این چسبها در اثر حرارت نرم می شوند و تغییر شکل می دهند و در اثر از بین رفتن حرارت سخت می شوند.

چسب مصنوعی – ترموست ( گرماسخت )

این چسبها در اثر حرارت سخت می شوند و در اثر حرارت دادن مجدد  تغییر شکل نداده و به همان شکل باقی می مانند.

چسبهای صحافی بسته به نوع کاربرد، انواع و اقسام مختلفی دارند.

اما اغلب چسبهای مورد استفاده در این صنعت باپایه های رزینی و پلیمری متفاوت در دسته ی چسبهای ترموپلاستیک قرار دارند.

 

چسبهای صحافی

  • دسته­ بندی عمومی چسبهای مصرفی :

الف) چسب سرد

ب) چسب گرم

 

از گذشته برای صحافی کتاب شیوه های گوناگونی ابداع گردیده است. در روشهای ابتدایی، انتهای کتب دوخته می شد . با گذشت زمان و ظهور برخی از چسب های جدید ، از چسب هایی با منشأ حیوانی و سپس از چسب‌های سیلیکاتی و پلی وینیل استاتی استفاده می‌شد. با توجه به تیراژ بسیار بالای کتاب در سال‌های اخیر و با توجه به سرعت صحافی پایین با چسب های سنتی، عموماً مشکلات زیاد در تحویل کتب ایجاد می‌شد. با ارائه چسب‌های گرم و سرد سرعت کاربری بسیار بالا و با استفاده از دستگاه‌های اتوماتیک سرعت صحافی افزایش سریع یافت. امروزه با استفاده از این چسب ها امکان صحافی چند هزار جلد کتاب در یک ساعت نیز ایجاد شده است.


چسب‌های صحافی آمیزه‌ای از چند پلیمر، عوامل چسبناک کننده، اصلاح کننده ویسکوزیته و پایدار کننده‌های حرارتی می‌باشند. با تغییر مقدار هریک از این اجزاء می توان خواص متفاوتی از چسب‌های گرم به دست آورد. لازم به ذکر است که در انتخاب یک چسب بایستی پارامترهای مختلفی بررسی شوند. رنگ، ویسکوزیته، زمان گیرایی، نقطه نرم شوندگی، میزان چسبندگی، قیمت و شرایط مصرف مثل نوع دستگاه و نوع جلد مشخص کننده نوع چسب مصرفی می‌باشد.

 

چسبهای سرد و کاربردهای آن

به طور کلی چسبهای سرد برای عطف کتاب به کار گرفته می­شود.

در کارگاه­های کوچک صحافی این چسب­ها، که پایه پلیمری دارند به صورت دستی و با برس اعمال می شوند. در چاپخانه­های بزرگتر، دستگاه­های متنوعی برای اعمال این قبیل چسبها وجود دارد.

خاصیت اصلی مورد انتظار از چسبهای سرد، نگهداری عطف کتاب است؛ به صورتیکه فرم یکپارچه در خلال استفاده از کتاب حفظ گردد.

این چسبها بر پایه پلی وینیل استاتتولید می­شوند و در زمره ارزانترین و در دسترس­ترین چسبها طبقه بندی می­شوند. در اصطلاح عموم، از آنها با نام چسب چوب نیز  یاد می­شود.

گونه­های تخصصی­تر چسبهای سرد مورد مصرف در این صنعت، به کاربردهائی نظیر "گرد کردن عطف کتاب"، "شیرازه چسبانی"، "ایجاد انعطاف پذیری بیشتر در شیرازه کتاب" و ... مربوط می­شوند.

 

         روش مصرف چسبها ی سرد

ابتدا چسب بوسیله آب تمیز- دارای درجه حرارت متعادل- رقیق گردد. میزان آب مصرفی بر حسب نوع کار و نیاز حداکثر حدود50 درصد وزن چسب میباشد. پس از اختلاط کامل و حصول مخلوطی همگن و یکنواخت بر حسب امکانات موجود کارگاهی، چسب بوسیله غلطک ( ماشینهای مربوطه) و یا بصورت دستی بر روی سطوح کار اجرا و با توجه به دمای محیط کار، پس از تامل زمان لازم بهم چسبانده میشود.

 

معرفی برخی از انواع چسب سرد

 

  • چسب پلاستیک سرد

نوعی چسب می‌باشد که جهت چسباندن کارهایی که روکش سلفون دارند و باید به بخشی از مقوا چسبانده شوند، کاربرد دارد. این چسب شباهت زیادی به چسب صحافی سرد دارد و با قلمو به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

  • چسب M

نوعی چسب سرد است که باز هم جهت چسباندن کارهای روکش سلفون مورد استفاده قرار می‌گیرید و از چسب پلاستیک بسیار قوی‌تر است. طوری که به راحتی می‌توان دو روکش سلفون را به همدیگر چسباند.

 

  • چسب صنعتی

از چسب‌هایی است که در صحافی جلدسازی برای چرمو پارچه و امثال این‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چسب هم از چسب‌های سرد است و حلال آن تولوئن می‌باشد و حسن بسیار خوب آن تاب برنداشتن کار می‌باشد.

نقطه ضعف این چسب این است که بوی شدیدی دارد و در هوای آزاد به سرعت تولوئن آن تبخیر می‌شود. نحوه‌ی کار کردن با این چسب این است که بعد از چسب زدن باید حدود 5 دقیقه صبر کرد تا روی آن خشک شود، سپس کار را با فشار به همدیگر چسباند.

به دلیل اینکه این چسب آب ندارد و کار تاب بر نمی‌دارد از آن برای چسباندن گالینگور (کاغذ به مقوا) زیاد بهره می‌برند. زیرا به راحتی با استفاده از قلمو یا دستگاه چسب‌زن غلتکی می‌توان آن را به کار برد.

 

چسبهای گرم و کاربردهای آن

چسبهای گرم نیز عمدتا برای عطف کتاب به کار می­روند.

این چسبها عموما بر پایه اتیل وینیل استات  یا سنتتیک رابر  تهیه می­شوند و تفاوت آنها در مواد افزودنی دیگری است که بسته به فرمولاسیون آنها متغیر است.

با توجه به انواع کاغذهای موجود در بازار، این چسبها نیز گستردگی قابل توجهی به لحاظ تعداد نامهای تجاری دارند. به صورت کلی، چسبهای گرم با توجه به "کاغذهای تحریری"، "کاغذهای گلاسه" و "گرماژهای متفاوت" کاغذ و جلد مورد استفاده برای این کار تعیین و مورد استفاده قرار می­گیرند.

گونه دیگری از این چسبها برای استفاده به عنوان چسب "بغل چسبان" یا به اصطلاح چسب "جاناخنی" مورد استفاده قرار می­گیرند.

چسب صحافی گرم بهترین چسبی است که در جلدسازی و شومیز کردن به خصوص برای کتاب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این چسب به صورت گرانول (جامد) است و در حرارت خاصی مایع می‌شود و بسته به کارخانه سازنده زمان جهت چسباندن کار از 10 ثانیه تا 50 ثانیه متغیر می‌باشد.

این چسب هم باید با دستگاه چسب گرم مورد استفاده قرار گیرد و نمی‌توان با قلمو آن را به کار برد.خاصیت خوب این چسب این است که آب در آن وجود ندارد و کار تاب بر‌نمی‌دارد.

 

         روش مصرف چسبهای گرم

سطح کار تمیز و عاری از هر گونه آلودگی و گرد و خاک باشد. چسب پس از رسیدن به نقطه ذوب مناسب - بر اساس دمای کاربرد- بوسیله ماشین مخصوص و با ضخامت 0.5 تا یک میلی متر بر روی سطح مورد نظر اجرا و بلافاصله دو سطح بهم چسبانده می شوند.

بتدریج بشربه وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد و استفاده از آنها را آموخت.در واقع اولین مادهچسب دار که بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بود،موادنشاسته‌ای ،قندی ، صمغ‌ها ، و شیره‌های برخی از گیاهان بود.مثلا رومیان ازسقز، مادهچسبدار و صمغی که از درختان برگ سوزنی ، نظیرسرووکاجو یا درخت صنوبر ترشح می‌شود در صنعتکشتی سازی استفاده می‌کردند. به‌تدریج مواد دیگری مانند موم ، عسل و یا مواد ژلهمانندی از ماهی ، شاخ حیوانات یا شیر و تخم مرغ بکار گرفته شدند.

انسان بتدریج با پختن پوست حیوانات در آب ماده ای چسبناک – چسب مایع – به دست آورد.

با پیشرفتصنایع و استخراج وپالایشنفت ، ازقیرو قطران چوب و ... به‌عنوان چسب استفادهبه عمل آمد.چسب های قدیمی حالتی شبیه به قیر داشته اند و برای مثال از آنها به صورت ساروج در ساخت برج بابل استفاده شده است تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت بسیار کمی داشته است.

با کشف لاتکس که شیره سفید رنگی از درختان  آمریکای جنوبی بود صنعت چسب وارد مرحله نوینی شد.اگر چهکائوچویطبیعی (لاتکس) از مدتها قبل شناخته شده بود، اما چون حلال مناسبی برای آنموجود نبود، کاربردی به‌عنوان ماده چسبی پیدا نکرد تا اینکه با دستیابی بهروغن‌هاینفتی که کائوچو را در خود حل کرده ، مایع چسبناکی را بوجود می‌آورند، کاربرد آنبه‌عنوان ماده چسبی متداول شد.

تکنولوژی چسب ها در دهههایاخیر رشد زیادی نموده است . برای مثال ، آمار نشان می دهد که در سال 1966 در حدود هفت میلیون پوند چسب در دنیا مصرف شده است که نسبت به مصرف سال 1965 پانزده درصد افزایش داشته است.

از قرن نوزدهم بتدریج با پیدایش چسب‌های سنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر ، چسب‌های سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شده است. صنعت چسب به صورت گسترده ای در حال رشد می‌باشد و تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است.  امروزه در دنیا بیش از صدها سازنده و فرمول دهنده چسب وجود دارند و این تعداد روز به روز افزایش می یابد برای مثال صنعت چسب در آمریکا بصورت یک حرفه تخصصی در آمده است که در آن هزاران نفر به کار و فعالیت مشغولند.

 

تعریف چسب

چسب ماده ای است که میتواند بین دو سطح اتصال چسبی بوجود آورد. یک اتصال چسبی دو سطح جامد به هم اتصال یافته است که لایه نازکی از یک چسب را شامل می شود .

 

خصوصیات اصلی یک چسب مرغوب

-         نباید رنگ موادی که می خواهند چسبانده شوند را تغییر دهد.

-         نباید لخته شود و باید دارای غلظت متناسب با مصرف باشد.

-         باید طوری تهیه شود که پس از استعمال به سرعت سخت شود.

-         باید خاصیت ارتجاعی داشته باشد و در برابر رطوبت نیز مقاوم باشد.

 

طبقه بندی چسب ها

طبقه بندی بر اساس نام جزء اصلی در فرمول چسب

این روش تنها برای چسب هائی که در فرمول آنها یک جزء اصلی وجود دارد ، مفید می باشد. بر مبنای این روش انواع چسب ها را در قالب طبیعی و مصنوعی می توان نام برد.


 الف ) چسب های دارای جزء اصلی طبیعی – ماده طبیعی موجود در چسب ممکن است از نوع سلولزی ویا پروتئینی باشد .

چسب های نوع سلولزی مانندچسب نشاسته ، دکسترین و یا هر صمغ گیاهی چسب های پروتئینی ممکن است حیوانی و یا گیاهی باشند . نوع حیوانی مثل آلبومین خون ، استخوان ، کازئین و غیره و نوع گیاهی مثل آرد دانه لوبیا ، آرد بادام و غیره می باشد.

 از چسب های دارای پایه مواد طبیعی به غیر از سلولزی و پروتئینی میتوان از کائوچوی طبیعی ، سیلکیات سدیم و شلاک نام برد.


ب )  چسب های دارای جزء اصلی مصنوعی – ماده مصنوعی جزء اصلی چسب ممکن است یکی از مواد ترمو پلاستیکی (مانند پلی و نیل الکل ، نایلون ، پلی اکریلیک) و یا یکی از رزین های ترموستی (مانند رزین فنلی، آمینی، اپوکسی) باشد.

 

انواع چسب

§         چسب طبیعی - معدنی

مهم ترین چسب معدنی سیلیکات سدیم می باشد ؛ این چسب خیلی کم دوام است و معمولا برای ارتقای دوام با کازیین  به صورت مخلوط استفاده می شود .

چسب سیلیکات سدیم به چسب کاغذ معروف است  و برای چسباندن کارتن و کاغذ کرافت استفاده می شود و در صنعت چاپ  نیز کاربرد دارد.

 

§         چسب طبیعی – گیاهی

نشاسته ، سریش ، دکسترین ، صمغ عربی ، سویا و چسبهای سلولزی

نشاسته معمولترین ماده برای چسباندن کاغذ بوده است ، که از آرد غلات تهیه می شود. امروزه چسبهای ترموپلاستیک جایگزین این دسته از چسبها شده اند.

 

§         چسب طبیعی - حیوانی

ژلاتین ، سریشم ، کازیین ، زیین و فیلشم ( سریشم ماهی)

چسبهای حیوانی معمولا برای جلدسازی به کار گرفته می­شوند؛ آنچه در بازار ایران متداول­تر است، چسبی است که از استخوان چهارپایان تهیه می­شود .

امروزه اغلب چسبهایی با پایه - پلی وینیل استات - جایگزین چسبهای حیوانی در صنعت شده اند.

سریشم از چسبهایی است که در صحافی کاربرد دارد و بیشتر در جلد سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چسب باید در حرارت غیر مستقیم قرار بگیرید تا یک‌دست بماند.این چسب را با قلممو نمی‌توان کار کرد و حتماً باید با دستگاه سریشم‌زنی مورد استفاده قرار گیرد.

 

§         چسب های سنتزی (مصنوعی)

مواد اولیه این چسب ها را مواد شیمیایی مصنوعی تشکیل می دهند و امروزه اکثر چسب های مورد استفاده در صنایع از این دسته هستند. مواد تشکیل دهنده ی چسب های مصنوعی عبارتند از :

 

رزین : ماده خالص چسب ؛ سبب اتصال سطوح به یکدیگر

سخت کننده :موادی است برای سخت شدن و اتصال و استحکام چسب

حلال ها :موادی است برای سیالیت چسب و پخش یکنواخت رزین بین سطوح

قدرت دهنده ها : موادی است برای تقویت و استحکام لایه چسب

رقیق کننده ها : موادی است برای کنترل جاری شدن چسب و میزان نفوذ آن

پایدار کننده ها :موادی  است برای پایداری و دوام لایه چسب

مواد پر کننده : موادی برای کنترل ضریب انبساط حرارتی و مقاومت حرارتی چسب

کاتالیزور : موادی برای گیرایی چسب در زمان کوتاه – انعقاد سریع تر چسب –

 

 

چسب مصنوعی – ترموپلاست ( گرمانرم )

این چسبها در اثر حرارت نرم می شوند و تغییر شکل می دهند و در اثر از بین رفتن حرارت سخت می شوند.

چسب مصنوعی – ترموست ( گرماسخت )

این چسبها در اثر حرارت سخت می شوند و در اثر حرارت دادن مجدد  تغییر شکل نداده و به همان شکل باقی می مانند.

چسبهای صحافی بسته به نوع کاربرد، انواع و اقسام مختلفی دارند.

اما اغلب چسبهای مورد استفاده در این صنعت باپایه های رزینی و پلیمری متفاوت در دسته ی چسبهای ترموپلاستیک قرار دارند.

 اجزای تشکیل دهنده چسب‌ها
مواد پلیمری
چسب‌ها ، همگی حاوی پلیمر هستند یا پلیمرها در حین سخت شدن چسب‌ها بوسیله واکنش شیمیایی پلیمر شدن افزایشی یا پلیمر شدن تراکمی حاصل می‌شوند. پلیمرها به چسب‌ها قدرت چسبندگی می‌دهند. می‌توان آنها را به صورت رشته‌هایی از واحدهای شیمیایی همانند که بوسیله پیوند کووالانسی به هم متصل شده‌اند، در نظر گرفت.

پلیمرها در دماهای بالا روان می‌گردند و در حلال‌های مناسب حل می‌گردند. خاصیت روان شدن آنها در چسب‌های حرارتی و خاصیت حل شوندگی آنها در چسب‌های بر پایه حلال ، یک امر اساسی می‌باشد. پلیمرهای شبکه‌ای در صورت گرم شدن جریان نمی‌یابند، ممکن است در حلال‌ها متورم گردند، ولی حل نمی‌شوند. تمامی چسب‌های ساختمانی ، شبکه‌ای هستند، زیرا این مورد خزش (تغییر شکل تحت بار ثابت) از بین می‌برد.
افزودنیهای دیگر
بسیاری از چسب‌ها ، علاوه بر مواد پلیمری دارای افزودنیهایی هستند از قبیل:


    مواد پایدار کننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV.
    مواد نرم کننده که قابلیت انعظاف را افزایش می‌دهد و دمای تبدیل شیشه‌ای (Tg ) را کاهش می‌دهد.
    مواد پر کننده معدنی که میزان انقباض در سخت شدن را کاهش می‌دهد و خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییر می‌دهد و خواص مکانیکی نهایی را بهبود می‌بخشد.
    مواد تغلیظ کننده.
    معرف های جفت کننده سیلانی.

منابع:

http://ketabdarrahang.persianblog.ir/tag/%DA%86%D8%B3%D8%A8

شیمی چسب

شیمی چسب

 

chemistrybanner

چسب چیست ؟

چسب ماده ای است که میتواند بین دو سطح اتصال چسبی بوجود آورد. یک اتصال چسبی دو سطح جامد به هم اتصال یافته است که لایه نازکی از یک چسب را شامل می شود . چسبندگی دو جسم به یکدیگر توسط یک جسم پدیده ای است که در آن سطوح اتصال یابنده ممکن است از طریق جذب فیزیکی (برای مثال نیروهای بین سطحی) و یا جذب شیمیایی (مثل نیروهای و اندوالسی ، القائی ، پیوند های هیدروژنی به یکدیگر اتصال یابند.
چسبندگی را میتوان بصورت میزان جذب بین یک سطح جامد و یک فاز دوم هم تعریف نمود . فاز دوم از قطرات خیلی ریز یک مایع ، و یا فیلی پیوسته از یک مایع (یا جامد ) تشکیل یافته است.

تاریخچه استفاده از چسب ها

یکی از قدیمی ترین روش های اتصال اجسام به یکدیگر استفاده از چسب بوده است و آثار گذشته نشان می دهد که حدود سه هزار سال قبل از چسب استفاده می شده است . چسب های قدیمی حالتی شبیه به قیر داشته اند و برای مثال از آنها به صورت ساروج در ساخت برج بابل استفاده شده است تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت بسیار کمی داشته است . در جنگ جهانی دوم قدم های بزرگی برای اتصال فلزات به یکدیگر و به سایر مواد بعلت نیاز شدید به انها برداشته شد برای این منظور از مخلوط رزین فنلی باپلی کلروپرن و یا تیتریل را بر چسب های مفیدی ساخته شد.
در سال ۱۹۵۰ به منظور چسباندن فلزات به یکدیگر تلاشی فراوان شد و نمونه هایی از چسب های اپکسی که قدرت چسبندگی بسیار خوبی به مواد مختلف دارند . تهیه گردید.
تکنولوژی چسب ها در سه دهه اخیر رشد زیادی نموده است . برای مثال . آمار نشان می دهد که در سال ۱۹۶۶ در حدود هفت میلیون پوند چسب در دنیا مصرف شده است که نسبت به مصرف سال ۱۹۶۵ پانزده درصد افزایش داشته است. چسب های ساختمانی از رشد تولید و مصرف بیشتری برخوردارندو فرمولهای جدیدی از این نوع چسب ها همواره برای کاربردهای جدید ارائه می گردد. تولید کنندگان این چسب ها هم برای تولید انواع آنها در رقابت می باشند.
امروزه در دنیا بیش از صدها سازنده و فرمول دهنده چسب وجود دارند و این تعداد روز به روز افزایش می یابد برای مثال صنعت چسب در آمریکا بصورت یک حرفه تخصصی در آمده است که در آن هزاران نفر به کار و فعالیت مشغولند.
کاربردهای متنوع چسب‌
از قرن نوزدهم بتدریج با پیدایش چسب‌های سنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر ، چسب‌های سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شده است. صنعت چسب به صورت گسترده ای در حال رشد می‌باشد و تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است. در اتصالات اغلب وسایل از یک جعبه بسیار ساده غلات گرفته تا هواپیمای پیشرفته بوئینگ ۷۴۷ از چسب استفاده شده است.
امکانات بشر می‌تواند بوسیله چسب‌ها اصلاح گردد. این مطلب ، شامل استفاده از سیمان‌های سخت شده توسط UV در دندانپزشکی و سیمان‌های پیوند آکلریلیک در جراحی استخوان می‌باشد. پیشرفت جدیدی که اخیرا در کاربرد چسب حاصل گشت، اتصال ریل‌های فولادی و تراموای جدید شهر منچستر بود. چسب‌ها نه تنها برای موادی که بایستی چسبانده و بهم پیوسته شوند، بلکه در ایجاد چسبندگی برای موادی از قبیل جوهر تحریر ، رنگها و سایر سطوح پوششی ، وسایل بتونه کاری و وجوه میانی در مواد ترکیبی از قبیل فولاد یا بافت پارچه ، در تایرهای لاستیکی و شیشه‌ یا الیاف در پلاستیک‌ها ضروری هستند.

اجزای تشکیل دهنده چسب‌ها

مواد پلیمری
چسب‌ها ، همگی حاوی پلیمر هستند یا پلیمرها در حین سخت شدن چسب‌ها بوسیله واکنش شیمیایی پلیمر شدن افزایشی یا پلیمر شدن تراکمی حاصل می‌شوند. پلیمرها به چسب‌ها قدرت چسبندگی می‌دهند. می‌توان آنها را به صورت رشته‌هایی از واحدهای شیمیایی همانند که بوسیله پیوند کووالانسی به هم متصل شده‌اند، در نظر گرفت.
پلیمرها در دماهای بالا روان می‌گردند و در حلال‌های مناسب حل می‌گردند. خاصیت روان شدن آنها در چسب‌های حرارتی و خاصیت حل شوندگی آنها در چسب‌های بر پایه حلال ، یک امر اساسی می‌باشد. پلیمرهای شبکه‌ای در صورت گرم شدن جریان نمی‌یابند، ممکن است در حلال‌ها متورم گردند، ولی حل نمی‌شوند. تمامی چسب‌های ساختمانی ، شبکه‌ای هستند، زیرا این مورد خزش (تغییر شکل تحت بار ثابت) از بین می‌برد.
افزودنیهای دیگر
بسیاری از چسب‌ها ، علاوه بر مواد پلیمری دارای افزودنیهایی هستند از قبیل:
مواد پایدار کننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV.
• مواد نرم کننده که قابلیت انعظاف را افزایش می‌دهد و دمای تبدیل شیشه‌ای (Tg ) را کاهش می‌دهد.
• مواد پر کننده معدنی که میزان انقباض در سخت شدن را کاهش می‌دهد و خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییر می‌دهد و خواص مکانیکی نهایی را بهبود می‌بخشد.
• مواد تغلیظ کننده.
• معرف های جفت کننده سیلانی.
تئوریهای چسبندگی
درباره چسبندگی شش تئوری وجود دارد که عبارتند از:
تئوری جذب فیزیکی
جذب فیزیکی شامل نیروهای وان‌دروالسی در بین سطوح می‌باشد که در بر گیرنده جاذبه‌های بین دو قطبی‌های دائم و دو قطبی القایی و نیروهای لاندن می‌باشد.
تئوری جذب شیمیایی
تئوری پیوند شیمیایی در مورد چسبندگی ، بر اساس تشکیل پیوندهای کووالانسی ، یونی و هیدروژنی بین سطح می‌باشد. مدارکی مبنی بر اینکه پیوندهای کووالانسی با عوامل جفت کنندگی سیلانی تشکیل می‌شود، وجود دارد و ممکن است که چسب‌ها شامل گروههای هیدروکسی یا آمین باشند که با اتم‌های هیدروژن فعال از قبیل گروههای هیدروکسیل ، اگر چوب یا کاغذ اجزا مورد عمل باشند، پیوند هیدروژنی ایجاد می‌کنند.
تئوری نفوذ
تئوری نفوذ این دیدگاه را مطرح می‌کند که پلیمرها هنگام تماس ممکن است در همدیگر نفوذ کنند. بنابراین مرز درونی سرانجام برداشته می‌شود و نفوذ پلیمرها در صورتی اتفاق می‌افتد که زنجیرهای متحرک و سازگار باشند. به عبارت دیگر ، دما باید از دمای تبدیل شیشه‌ای بالاتر رود.
تئوری الکتروستاتیک
تئوری الکتروستاتیک ، از این طرح سرچشمه گرفته است که وقتی دو فلز در تماس با یکدیگر باشند، الکترون‌ها از یکی به دیگری منتقل می‌شوند و بنابراین یک لایه مضاعف الکتریکی تشکیل می‌گردد که نیروی جذب را نشان می‌دهد. چون پلیمرها ، نارسانا هستند، مشکل به نظر می‌رسد که این تئوری برای چسب‌ها کاربرد داشته باشد.
تئوری پیوند درونی مکانیکی
اگر سطحی را که می‌خواهیم روی آن چیزی بچسبانیم، دارای سطحی نامنظم باشد آنگاه ممکن است چسب در ناهمواری‌های سطح ، قبل از سخت شدن داخل شود. این ایده ، باعث ظهور این تئوری شد که به اتصالات چسب با مواد متخلخل از قبیل چوب و نسوجات بسط داده شد. مثالی از این قبیل ، عبارت از استفاده از اتو در لایه چسب و در لباس می‌باشد. لایه چسب‌ها ، حاوی چسب‌های ذوبی هستند که پس از ذوب در پارچه نفوذ می‌کنند.
تئوری لایه مرزی ضعیف
تئوری لایه مرزی ضعیف ، پیشنهاد می‌کند که سطوح تمیز ، پیوندهای قوی‌تری با چسب ایجاد می‌کنند. اما برخی آلودگیها از قبیل زنگ و روغن یا گریسها ، لایه ای ایجاد می‌کنند که چسبندگی ضعیفی دارد. همه آلودگیها ، لایه مرزی ضعیف تشکیل نمی‌دهند، زیرا در برخی حالات ، آنها توسط چسب حل خواهند شد. در این محدوده ، چسب‌های ساختمانی آکریلیک ، برتر از اپوکسیدها هستند و این ، بدلیل توانایی آنها برای حل کردن روغن‌ها و گریس‌ها می‌باشد.
آماده سازی سطح برای چسبندگی
آماده سازی نامناسب یا نادرست سطح ، احتمالا دلیل عمده شکسته شدن اتصالات چسبی می‌باشد. آماده‌ سازی سطح یک جسم با روش‌های زیر انجام می‌گیرد: روش های سائیدگی ، استفاده از حلال‌ها ، تخلیه شعله وکرونا ، حک کردن تفلون ، حک کردن فلزات ، آندی کردن فلزات ، استفاده از چند سازه ها.
انواع چسب‌ها
چسب‌هایی که توسط واکنش شیمیایی سخت می‌شوند
• چسب‌های اپوکسیدی:
اپوکسیدها ، بهترین نوع چسبهای شناخته شده ساختمانی هستند و بیشترین کاربرد را دارند. رزین اپوکسی که اغلب در حالت معمول استفاده می‌شود، معمولا دی گیلیسریل اتراز بیس فنل DGEBA)A) نامیده می‌شود و بوسیله واکنش نمک سدیم از بیس فنل A با اپی کلروهیدرین ساخته می‌شود. آمینهای آروماتیک و آلیفاتیک به عنوان عامل سخت کننده استفاده می‌شوند. این چسب‌ها به چوب ، فلزات ، شیشه ، بتن ، سرامیک‌ها و پلاستیک‌های سخت بخوبی می‌چسبند و در مقابل روغن‌ها ، آب ، اسیدهای رقیق ، بازها و اکثر حلال‌ها مقاوم هستند. بنابراین کاربرد بیشتری در چسباندن کفپوش‌های وینیلی در سرویس‌ها و مکان‌های خیس و به سطوح فلزی دارند.
• چسب‌های فنولیک برای فلزات:
وقتی که فنل با مقدار اضافی فرمالدئید تحت شرایط بازی در محلول آبی واکنش کند، محصول که تحت عنوان رزول شناخته شده و الیگومری شامل فنل‌های پلدار شده توسط اتروگرومتیلن روی حلقه‌های بنزن می‌باشد، بدست می‌آید. برای جلوگیری از تشکیل حفره‌های پر شده از بخار ، اتصالات چسب‌های فنولیک تحت فشار ، معمولا بین صفحات پهن فولادی گرم شده توسط پرس هیدرولیک سخت می‌شوند. بدلیل شکننده بودن فنولیکها ، پلیمرهایی از جمله پلی وینیل فرمال ، پلی وینیل بوتیرال ، اپوکسیدها و لاستیک نیتریل اضافه می‌شود تا سخت‌تر گردند.
• چسب‌های تراکمی فرمالدئید برای چوب:
تعدادی از چسب‌های مورد استفاده برای چوب نتیجه تراکم فرمالدئید با فنول و رزوسینول (۱و۳ دی هیدروکسی بنزن) هستند. بقیه با اوره یا ملامین متراکم می‌شوند.
• چسب‌های آکریلیک:
چسب‌های ساختاری شامل منومرهای آکریلیک توسط افزایشی رادیکال آزاد در دمای محیط سخت می‌شوند. منومر اصلی ، متیل متاکریلات (MMA) می‌باشد، اما موارد دیگری از قبیل اسید متاکریلات برای بهبود چسبندگی به فلزات بوسیله تشکیل نمکهای کربوکسیلات و بهبود مقاومت گرمایی و اتیلن گلیکول دی متیل اکریلات برای شبکه‌ای کردن نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد.کلروسولفونات پلی اتیلن ، یک عامل سخت کننده لاستیک است و کیومن هیدورپراکساید و N,N دی متیلن آنیلین ، اجزاء یک آغازگر اکسایشی- کاهشی هستند. پیوند دهنده هایی که برای اتصالات محکم مصنوعی به استخوان‌های انسان و پوششهای چینی برای دندان‌ها استفاده می‌شود نیز بر مبنای MMA هستند و بطورکلی برای جسباندن فلزات ، سرامیک‌ها ، بیشتر پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها استفاده می‌شود و اتصالات پرقدرتی را ایجاد می‌کنند.
• چسب‌های غیر هوازی:
چسب‌های غیر هوازی در غیاب اکسیژن که یک بازدارنده پلیمر شدن است، سخت می‌گردد. این چسب‌ها اغلب بر پایه دی متاکریلات‌هایی از پلی اتیلن گلیکول هستند. کاربرد این چسب‌ها ، اغلب در محل اتصال چرخ دنده ها ، تقویت اتصالات استوانه‌ای و برای دزدگیری می‌باشد.
• چسب های پلی سولفیدی:
پلی سولفیدها در ابتدا به عنوان دزدگیر استفاده می‌شدند و یک کاربرد مهم دزدگیری لبه‌های آینه‌های دوبل می‌باشد. هر دو برای اینکه واحدها را باهم نگه دارند و مانعی در برابر نفوذ رطوبت ایجاد کنند. آنها به وسیله بیس (۲- کلرواتیل فرمال) با سدیم پلی سولفید تهیه می‌شوند و به منظور کاهش قیمت از پرکننده های معدنی استفاده می‌شود. به عنوان نرم کننده ، از فتالات‌ها و معرف‌های جفت کننده سیلانی استفاده می‌شود و عامل سخت کننده آنها شامل دی اکسید منگنز و کرومات هستند.
• سفت شدن لاستیکی چسب‌های ساختمانی:
بسیاری از چسب‌های ساختمانی ، پلیمرهای لاستیکی حل شده ای در خودشان دارند. وقتی که چسب‌ها سخت می‌شوند، لاستیک به صورت قطراتی با قطر حدود ۱µm رسوب می‌کند. لاستیکهای استفاده شده در این روش شامل پلی وینیل فرمال (pvf) و پلی وینیل بوتیرال (PVB) هستند که هر دو بوسیله واکنش آلدئید مناسب با پلی وینیل الکل ساخته می‌شوند.
• سیلیکون‌ها:
چسب‌های یک جزئی سیلیکون اغلب به چسب‌های ولکانیزه شونده در دمای اطاق (rtv) معروفند و شامل پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) با جرم‌های مولکولی در محدود ۱۶۰۰-۳۰۰ با گروههای انتهای استات ، کتوکسیم یا اتر هستند. این گروهها توسط رطوبت اتمسفر ، هیدرولیز شده ، گروههای هیدروکسیل تشکیل می‌دهند که بعدا با حذف آب متراکم می‌شوند.
چسب‌های سیلیکونی نرم و مطلوب هستند و دارای مقاومت محیطی و شیمیایی خوبی هستند. این چسب‌ها به عنوان بهترین پوشش برای استفاده در حمام شناخته شده‌اند.
چسب‌هایی که بدون واکنش شیمیایی سخت می‌شوند
این چسب‌ها شامل سه نوع زیر می‌باشند
• چسب‌هایی که در اثر حذف حلال سخت می‌شوند:
o چسب‌های تماسی: چسبهای تماسی احتمالا از معروف‌ترین چسب‌ها بر پایه حلال هستند. این‌ها محلول‌هایی از پلیمر در حلال آلی هستند که در دو سطح بکار می‌روند تا متصل شوند. ماده اصلی این چسب‌ها ، لاستیک پلی کلروپرن (پلی کروپرن ، پلی کلرو بوتادین) است و برای چسباندن روکش‌های تزئینی و پلاستیکهای محکم دیگر مثل ABS , DVC به چوپ و محصولات فلزی و چسبهای تماسی DIY برای تخت کفش بکار می‌روند.
o چسب‌های پمادی: چسب‌های بر پایه حلال مشهور که در ظروف پماد مانند به عموم فروخته می‌شوند، اغلب محلول‌هایی از لاستیک نیتریل (همی‌پلیمر یا بوتادین و آکریلونیتریل) در حلال‌های آلی هستند.
• چسب‌هایی که با از دست دادن آب سخت می‌شوند:
o محلول‌های آبی و خمیرها: نشاسته ، ذرت و غلات ، منابع عمده برای استفاده چسب هستند. موارد مصرف عمده برای چسباندن کاغذ ، مقوا و منسوجات می‌باشد. کاربردهای آن شامل صفحات موجدار ، پاکتهای کاغذی ، پنجرگیری تیوپ ، چسباندن کاغذ دیواری و چسب‌های تر شدنی مجدد با آب می‌باشد. چسب‌های تر شدنی توسط آب شامل پلی (وینیل الکل) (DVOH) که در تمبر‌های پُستی مورد استفاده قرار می‌گیرند و از لاتکس صمغهای طبیعی (مثلا صمغی و دکسترین) و پلی وینیل استات (DVN) همراه با مقدار زیادی DVOH پایدار کننده تولید می‌شوند. DVOH تنها پلیمرمعروفی است که از منومر خودش ساخته نمی‌شود.
o امولسیونهای آبی: اجزا ترکیبی برای پلیمریزه شدن امواسیونی عبارتند از: آب ، منومرها ، پایدار کننده ها و آغازگر. محصول پلیمر شدن امولسیونی ، شیرابه ای از ذرات پلیمر با پایدار کننده‌های جذب شده می‌باشد. معروف‌ترین مثال ،‌ چسب چوب DIY است که شیرابه آن ، شامل پلیمر پلی وینیل استات (DVA) است و به میزان زیادی در کارهای کارگاهی و در چسباندن اتصالات تاق و زبانه برای درها ، پنجره ها و مبلمان در کارخانه‌ها استفاده می‌شود و مثال دیگر در رنگهای امولسیونی بر پایه DVA هستند که برای پوشش سطح یا به عنوان چسب استفاده می‌شود.
• چسب‌هایی که به وسیله سرد کردن سخت می‌شوند:
o چسب‌های ذوبی: ماده اولیه چسب‌های ذوبی که از ابزار تفنگ شکلی خارج می‌شود، معمولا اتیلن وینیل استات (EVA) می‌باشد. کاربرد این چسب‌ها شامل استفاده در جعبه‌های مقوایی ، صفحه کتاب ، اتصالات حرارتی و نئوپان می‌باشد. از دیگر چسب‌های ذوبی می‌توان چسب‌های ذوبی پلی آمیدی ، پلی اورتان ، استرهای آلیفاتیک ، پلی استر اشاره کرد.
چسب‌های حساس به فشار
چسب‌های حساس به فشار ، دائما چسبناک باقی می‌مانند و به خاطر استفاده در نوار چسب‌ها و برچسب‌ها معروف هستند. این چسب‌ها بطور عمده بر پایه لاستیک طبیعی ، همی پلیمر دسته‌ای و تصادفی ، استیرن – بوتادین و آکریلیک هستند. PVC نرم شده و پلی اتیلن ، مواد نوار معمولی هستند. یک طرف نوار با یک آستری یا لایه زیری پوشیده شده است. به همین دلیل ، چسب دائما چسبناک می‌ماند و طرف دیگر ، دارای پوشش آزاد کننده ای است که وقتی که نوار باز می‌شود، با چسب جدا می‌گردد. مواد آزاد کننده که اغلب استفاده می‌شود، همی پلیمری از وینیل الکل و وینیل اکتادسیل کاربامات است که در اثر واکنش با DVOH با اکتادسیل ایزوسیانات ساخته می‌شود.

معایب و مزایای چسب‌ها

معایب
۱٫ عموما چسب‌ها بوسیله آب یا بخار آب سست می‌شوند.
۲٫ محدوده رهایی کار آنها کمتر از چسباننده‌های فلزی (مهره ها ،پیچ ها و بست‌های آهنی و غیره) است.
۳٫ چسب‌ها توسط دمای تبدیل شیشه ای (Tg) و تخریب شیمیایی محدود شده‌اند.
مزایا
۱٫ اتصال مواد غیر مشابه و لایه‌های نازک از مواد
۲٫ گسترش بار بر روی یک ناحیه وسیع
۳٫ زیبایی و حالت آئرودینامیک آنها بر روی سطوح خارجی اتصال
۴٫ کاربرد آنها با استفاده از ماشین روبات می‌باشد.
طبقه بندی چسب‌ها
چسب گیاهی
• چسب نشاسته ، دکسترین ، سرشی ، دکسترین و نشاسته که از چسب‌های محلول در آب‌اند و از آنها در چسبانیدن تمبر ، پاکت ، کاغذ ، مقوا ، چوب و … استفاده می‌شود.
• صمغ عربی که از درختی به نام صمغ سنگالی بدست می‌آید، سفید رنگ و محلول در آب است و عمدتا شامل هیدرات‌های کربن است.
چسب حیوانی
• ژلاتین که از اعضای بدن حیوانات از جمله استخوان تهیه می‌شود و قدرت چسبانندگی آن از چسب‌های گیاهی بیشتر است و بیشتر در تهیه فیلم عکاسی و پوشش کپسول موارد دارویی مصرف دارد.
• سرشیم حیوانی که مانند ژلاتین است، ولی درصد خلوص گلوبین آن کم است و از استخوان ، پوست و یا شیر حیوانات تهیه می‌شود و در نجاری ، کارتن سازی ، کبریت سازی ، تهیه کاغذ سمباده و غیره مصرف دارد.
• لاک که در نجاری برای جلای سطح اشیای چوبی مصرف دارد و از نوعی حشره به نام ترمزدانه که در کشور هند فراوان است، بدست می‌آید.
چسب کانی
مانند فسفات‌ها و سیلیکات‌های قلیایی که در اتصال اشیای سرامیکی ، کوارتزی و شیشه‌ای کاربرد دارند و بر خلاف چسب‌های گیاهی و حیوانی ، در مقابل گرما و آب مقاومند. از این رو ، از آنها در ساختن اجاقهای برقی و گازی و آجرهای نسوز استفاده می‌شود.
چسب سنتزی
• الاستومرها : که شامل چسب‌های کائوچویی مصنوعی است و در صنعت کشتی سازی و صنایع هواپیما سازی کاربرد دارند. مانند چسب لاستیک که محلول کائوچو در بنزین است و یا چسب «اوهو» و مشابه آن که از مشتقات وینیلی در حلال‌هایی نظیر استون و اسید استواستیک حاصل می شود، این نوع چسب‌ها قدرت چسبانندگی همه چیز را (غیر از لاستیک) دارند. از این رو ، کاربردهای گوناگون و مهمی در صنعت ، تجارت و منازل پیدا کرده اند.
• ترموپلاست‌ها : که شامل پلی اکریل و سیانواکریلات‌هااند که به «چسب فوری» معروف‌اند و اتصال محکم بین قطعات مختلف ایجاد می‌کند. (در حد چسب‌های اپوکسی). برخی معتقدند که سیانواکریلات یک منومر فعال است که در مجاورت مختصر رطوبت موجود در هوا بصورت پلیمر در می‌آید. از این رو ، برای محیط‌های خشک مناسب نیست.
• چسب اپوکسی : که از تراکم دی فنیلو پروپان و اپیکلرهیدرین حاصل می‌شود. نوعی از آن در تجارت به نام چسب دوقلو متداول است که شامل دو قسمت است، یک قسمت ماده چسب‌دار و قسمت دیگر یک ماده کاتالیزور است که موجب تغییر در ماده چسب‌دار و عمل چسبانندگی آن می‌شود. قدرت چسبانندگی چسب اپوکسی فوق‌العاده زیاد است و در هواپیما سازی ، ساختن اطاق خودروها ، و پل سازی و … کاربرد دارد.
• نوار چسب‌ها : جنس این نوع نوارها ممکن است از پارچه ، کاغذ ، طلق و یا پلاستیک پلی‌کلرید وینیل (p.v.c) باشد که به چسب‌هایی مانند چسب‌های کائوچویی و سرشیم آغشته شده‌اند.
چسب بتونه‌ای
بتونه‌ها ، خمیرهای نرم و چسبناکی‌اند که به‌کندی در هوا خشک می‌شوند و برای پرکردن شکاف‌ها و منافذ ، بویژه در بخاری مصرف می‌شود. مهمترین انواع بتونه‌ها عبارت است از :• بتونه شیشه : که از مخلوط پودر کربنات کلسیم و روغن کتان تهیه می‌شود و در هوا نسبتا به‌سرعت خشک و سخت می‌شود. اما پس از سخت شدن ، دوباره در روغن کتان ، به‌صورت خمیر نرم و قابل استفاده در می‌آید.
• بتونه آبی : که در تهیه آکواریم مصرف دارد و از مخلوط کردن پودر اکسید سرب (Pbo) با روغن کتان بدست می‌آید.
• بتونه گلسیرین و اکسید سرب : از اختلاط اکسید سرب و گلسیرین تهیه می‌شود و در مقابل آب ، اسید و قلیا مقاوم است و پس از ۴۵ دقیقه سفت می‌شود و برای بتونه کردن چوب ، شیشه ، چینی ، سرامیک و اشیای سنگی مصرف دارد.
• گرد بتونه : که به‌صورت آرد سفید رنگی شامل چهار قسمت گچ پخته و یک قسمت صمغ عربی است و در موقع استفاده ، آن را در آب و یا محلول اسید بوریک ، به‌صورت خمیر در می‌آورند و با آن ، اشیای ظریف ساخته شده از سنگ سفید ، چینی و شاخ سفید را بتونه می‌کنند.

طبقه بندی چسب ها:

• ۱- طبقه بندی بر اساس نام جزء اصلی در فرمول چسب:
• این روش تنها برای چسب هائی که در فرمول آنها یک جزء اصلی وجود دارد ، مفید می باشد. بر مبنای این روش انواع چسب ها را در قالب طبیعی و مصنوعی می توان نام برد.
• الف- چسب های دارای جزء اصلی طبیعی – ماده طبیعی موجود در چسب ممکن است از نوع سلولزی ویا پروتئینی باشد . چسب های نوع سلولزی مانندچسب نشاسته ، دکسترین و یا هر صمغ گیاهی چسب های پروتئینی ممکن است حیوانی و یا گیاهی باشند . نوع حیوانی مثل آلبومین خون ، استخوان ، کازئین و غیره و نوع گیاهی مثل آرد دانه لوبیا ، آرد بادام و غیره می باشد.
• از چسب های دارای پایه مواد طبیعی به غیر از سلولزی و پروتئینی میتوان از کائوچوی طبیعی ، سیلکیات سدیم و شلاک نام برد.
• ب- چسب های دارای جزء اصلی مصنوعی – ماده مصنوعی جزء اصلی چسب ممکن است یکی از مواد ترمو پلاستیکی (مانند پلی و نیل الکل ، نایلون ، پلی اکریلیک) و یا یکی از رزین های ترموستی (مانند رزین فنلی، آمینی، اپوکسی) باشد.
• ۲- دسته بندی چسب ها بر اساس نوع مصرف آنها
• در این تقسیم بندی چسب ها بنا به موارد مصرف آنها به ساختمانی و غیر ساختمانی تقسیم می شوند.
• معمولاً چسب هایی را ساختمانی گویند که در چسباندن اجزاء سازنده جسمی که باید تحت تنش بالا قرار گیرد به کار میر وند . کار این چسب ها نگه داشتن سطوح به یکدیگر و ایجاد مقاومت در برابر تنش (کششی ، تراکمی ، برشی ) وارده بر سطوح جسم می باشد.
• چسب های غیر ساختمانی موادی هستند که اتصالات چسبی ضعیفی را موجب می شوند و عمل تثبیت یا (پخت) را انجام نمی دهند . بطوری که سطوح چسبیده شده به راحتی از هم جدا می گردند.
• کاربرد این نوع چسب ها در بر چسب زدن ، بسته بندی ، چسباندن کاغذ دیواری و کف پوش و غیره می باشد.
• همچنین موادی که جهت آب بندی ، درزگیری و بتونه کاری در برابر نفوذ گازها ( یا بخارات ) بکار میروند از این نوع چسبها هستند .
• ۳- تقسیم بندی بر اساس نوع مواد اتصال یابنده
• در این روش چسب ها به چسب چوب ، کاغذ ، فلز ، سرامیک ، پلاستیک و … تقسیم می شوند.
• ۴- طبقه بندی بر مبنای میزان مصرف چسب
• در اینجا چسب ها به انواع صنعتی و خانگی تقسیم میگردند . چسب های صنعتی در مقیاس وسیعی مصرف میشوند در حالی که چسبهای خانگی که در بسته های کوچک عرضه میشوند باوجود اینکه مصارف گوناگونی دارند در حجم کمتری مصرف میگردند.
• موارد استفاده از چسب ها:
• نقش اصلی یک چسب متصل نمودن اجزاء تشکیل دهنده یک جسم به یکدیگر است بطوریکه تحت شرایط سرویس قسمتهای اتصال یافته بر اساس پیش بینی های طرح آن جسم بهم چسبیده باقی بمانند. در ایفای این نقش چسب ها جوابگوی بسیاری از مسائل مربوط به اتصال اجسام به یکدیگر می باشند و در گونه های مختلف زمینه لازم در ساخت اجسام را فراهم می آورند.
• چون بکارگیری روش های مکانیکی اتصال اجزاء سازنده یک جسم (مثل پرچ کردن لحیم کاری) ممکن است منتهی به انحراف از شکل طبیعی ، رنگ رفتگی و خوردگی گردد و از طرفی خواص یک جسم ترکیب یافته از اجزاء مختلف چسبیده بهم میتواند نیازهای کاربردی را بر آورده سازد.
• بنابر این استفاده از چسب ها ، در اتصال اجزا به یکدیگر یک راه حل و گاهی تنها راه حل ساخت آن جسم میگردد.
• در اینجا ابتدا ؛ (۱) موادی که توسط چسب ها به یکدیگر متصل می شوندو سپس
• (۲) کاربردهای یکی از پر مصرف ترین چسب ها (لیفی چسب های ساختمانی) نام برده می شود.
(۱)
• الف- مواد غیر همجنس : مثل پیوند فلزات ، رابرها ، پلاستیک ها ، چوب ، اسفج ، شیشه و سرامیک به یکدیگر
• ب – مواد حساس به حرارت مثل پلاستیک هائی که نسبت به حرارت حساسند. (تخریب می شوند)
• قطعات نازک و ظریف (مثلاً ورقه های نازک شیشه و مواد مغناطیسی)
• ج- موادی که از طریق لایه سازی به اشکال مختلف ساخته می شوند.
• د- اجسامی که نیاز به اتصال قوی در کاربردهای تحت تنش بالا دارند . مثل استفاده از چسب به جای پرچ در ترمز و کلاچ اتومبیل.
• ه- مواردی که اتصال موقت لازم دارند مثل برچسب ها و نوار های طبی
• و- اجسامی که نیاز به انسداد و اتصال واشر ها و درزگیری دارند.

(۲)
• الف – در مصارف ساختمانی و بناها – مثل اتصال انواع آجرهای کف پوش ، صفحات چوبی تعمیر سطوح بتونی و ساختمانهای قدیمی ، سنگفرشی دیوار و پوشش سقف .
• ب- در برق و الکترونیک – مثل اتصال قطعات مختلف در ساخت ترانسفورماتورها ، موادها ، عایق ها ، خازن ها ، کلید قطع و وصل و سایر وسایل الکتریکی.
• ج- در اتومبیل سازی – مثل اتصالات کفشک های ترمز اتومبیل ، لنت ترمز ، جایگزین جوشکاری در بعضی از قسمت ها بخصوص صفحات و لبه های بیرونی و یا قسمت هایی که به آسانی نمی توان جوش داد. و یا پرچ نمود ، قسمت های تزئینی داخل اتومبیل ، درزگیری و اتصال واشر ها در درب و پنجره ها.
• د- در هوانوردی – مثل اتصال ورقه های نازک فلزی (الومینیومی ) لانه زنبوری ، اجزاء سازنده بدنه و قسمت های مختلف هواپیما ، قطعات لازم در ساخت اغلب دستگاههای پرتاب به فضا جهت سفرهای فضائی .

مواد تشکیل دهنده فرمول یک چسب؛

بسیاری از چسب ها که در گذشته مورد استفاده قرار می گرفتند از یک ماده در آب و یک حلال آلی تشکیل می شدند . اما امروزه با وجود اینکه این نوع چسب ها هنوز هم بکار می روند معمولاً چسب از مخلوطی از چند ماده ساخته می شود که هر کدام می تواند آلی یا معدنی باشد. اجزاء تشکیل دهنده یک چسب بر حسب فرآیند چسباندن و نوع جنس سطوح توام با طرح محل های متصل شونده . تعیین می گردند.
در مخلوط اجزاء مختلف یک چسب ، یک جزء پایه وجود دارد که تعیین کننده استحکام اتصال چسبی است. این جزء پایه یک پلیمر مصنوعی یا طبیعی می باشد.
در زیر اجزاء عمده سازنده یک چسب به غیر از جزء پایه معرفی می شوند:
حلال یا رقیق کننده
نقش این جزء تنظیم و کنترل گرانروی چسب است و تامین یکنواخت یک پوشش نازک چسبی را میسر می سازد بعضی اوقات یک زرین مایع به منظور کنترل گرانروی به چسب افزوده می شود.
– کاتالیزورها و پخت کننده ها – این مواد موجب تثبیت چسب می گردند . پخت کننده معمولاً با جزء اصلی چسب واکنش داده و ممکن است منرمر ، پلیمر و یا مخلوطی از دو یا چند ماده باشد. نسبت مولی ماده پخت کننده به جزء پایه بر خواص فیزیکی چسب اثر محسوس دارد.
برای مثال : یک آمین ساده و یا یک پلی آمید به کمک یک کاتالیزور می تواند چسب های دارای پایه رزین اپوکسی را از طریق تشکیل پیوندهای عرضی پخت نماید.
اسیدها ، بازها ، نمک ها و پراکسیدها از جمله مواردی هستند که افزایش هر کدام به مقدار خیلی کم به چسب ها ی دارای پایه زرین های ترموستی موجب تسریع عمل پخت و در نتیجه کاهش زمان پخت می گردد.
تسریع کننده
با افزایش این مواد به چسب سرعت پخت را می توان کنترل نمود. نوع ماده شیمیایی و مقدار آن در این امر موثر است.
باز دارنده و کند کننده
وجود بازدارنده در چسب موجب توقف واکنش تثبیت (یا پخت) می شود و کند کننده هم سرعت این واکنش را کاهش می دهد.
تعدیل کننده
(یا اصلاح کننده) – این مواد از نظر شیمیایی خنثی بوده و به چسب افزوده می شوندتا نحوه استفاده و یا خواص فرآیند چسبندگی را تغییر دهند. این مواد شامل پرکننده ها ، نرم کننده ها تینرها خیس کننده ها و ضد کف کننده ها هستند و هر کدام به منظور خاص به چسب افزوده می شوند . اگاهی از اثر هریک از این مواد بر محصولات پلاستیکی گویای نقش آن در فرمول یک چسب است.

انواع چسب ها :

خواص یک چسب که مخلوطی از چند جزء می باشد ناشی از خواص هر یک از اجزاء آن می باشد . بنابراینشناخت خواص شیمیایی و فیزیکی هر جزء و بخصوص ترکیب اصلی در یک چسب ما را در انتخاب آن برای یک کار معین یاری می نماید. انواع چسب ها در حالت کلی به ۵ دسته طبقه بندی می شوند که به شرح ذیل می باشد.
۱) چسب های ترموستی ۲) چسب ها ی رابری ۳) چسب های ترموپلاستیکی ۴) چسب های طبیعی ۵) چسب های ترموپلاستیکی مذاب ۶) چسب های ترموستی – که خود چند دسته می باشند
الف) اپکسی
ماده اصلی این چسب ها رزین های اپکسی است . این رزین ها از پلیمرهای مرحله ای بوده که معمولاً از واکنش بیس فنل با اپی کلروهیدرین تهیه می شوند . هر یک از رزین های مورد استفاده در فرمول یک چسب خطی است و وزن مولکولی متوسط معینی دارد و دارای دو نوع عامل واکنش پذیر (فعال) هیدروکسیل و اپوکسید می باشد.

رزین اپکسی در فرمول چسب در واقع ترموپلاستیک است و فن عمل چسباندن به کمک یک عامل پخت با تشکیل اتصالات عرض به نرموست تبدیل می گردد.
موادی که به عنوان عامل پخت مورد استفاده قرار می گیرند ترکیباتی هستند که دارای هیدروژن فعال بوده و از طریق بازکردن حلقه اپوکسید ، واکنش پخت و در نتیجه تشکیل اتصالات عرضی را ممکن می سازند.
ب) اپکسی – نایلون
در صنایع چسب آلیاژهای اپکسی – نایلون بیشترین استحکام را دارند و معمولاً بصورت فیلم خشک تولید می شوند.
چسب های اپکسی – نایلون در و فشار بکار رفته و بیشتر در چسباندن فلزات مورد استفاده قرار می گیرند.
این چسب ها در ساختار صفحات ساندویچی – لانه زنبوری (مثلاً تهیه قطعات کامپیوتر ، هواپیما ، الکترونیک ) بکار گرفته می شوند و توان برشی تا و توان پوسته ای شدن تا بوجود می آورند .
این آلیاژها در برابر حلال ها مقاومت خوبی دارند و از مقاومت عالی در برابر ضربه برخوردارند مقاومت خزش آنها در درجه حرارت اتاق خوب است ، اما با افزایش درجه حرارت این مقاومت کاهش می یابد . این چسب ها در برابر رطوبت و حرارت از مقاومت رضایت بخشی برخوردار نیستند .
ج) اپکسی – فنلی
آلیاژهای رزین اپکسی – زرین فنلی به منظور اصلاح مقاومت حرارتی اپکسی ها جهت استفاده در درجه حرارت های بالا بعنوان چسب ، تهیه و بکار می روند . تعدادی از خواص این آلیاژها عبارتند از
۱- استحکام خوب تا درجه حرارت
۲- مقاومت خوب در برابر رطوبت و مواد شیمیایی
۳- خزش پایین
۴- چسبندگی خوب
۵- انقباظ کم
۶- مقاومت در برابر خستگی در درجه حرارت های بالا
بعضی از محدودیت ها ی این چسب ها عبارتند از :
۱- تشکیل محصول فرعی (مثل اب و بخارات ) ضمن عمل پخت
۲- توان پوسته ای شدن کم
۳- نیاز به حرارت و فشار جهت پخت
۴- محدودیت زمان ذخیره سازی و انبارکردن
۵- ترد شدن در درجه حرارت های زیرصفر
این چسب ها بصورت گسترده ای در چسباندن فلزات به یکدیگر ، ساختار صفحات ساندویچی (تهیه قطعات هواپیما ، موشک و همچنین در اتصال ورقه پلاستیک های تقویت شده به یکدیگر و سرامیک ها ، در درجه حرارت های بالا بکار می روند .
د) اپکسی – پلی سولفید
چسب های اپکسی – پلی سولفید سالهاست که در صنایع مختلف برای چسباندن اغلب فلزات ، پلاستیک ها ، شیشه و سایر مواد مصرف می شوند . خواص آنها بستگی به نسبت فلزات ، پلاستیک ها ، شیشه و سایر مواد مصرف می شوند. خواص آنها بستگی به نسبت پلی سولفید به رزین اپکسی ، عامل پخت ، پرکننده و اصلاح کننده دارد.
بعضی از خواص این الیاژ عبارتند از :
۱- مقاومت خوب در برابر پوسته ای شدن و شوک الکترونیکی
۲- پخت در درجه حرارت اتاق
۳- قابلیت چسبیدن به اغلب اجسام
۴- نیاز به فشار کم جهت اتصال
۵- چسبندگی و قابلیت بکارگیری خوب
۶- مقاومت خوب در برابر روغن ها ، مواد سوختی ، حلال ها و رطوبت
محدودیت های استفاده از این چسب ها عبارتند از :
۱- زیاد بودن ضریب انبساط حرارتی در مقایسه با رزین اپکسی
۲- نداشتن مقاومت حرارتی
۳- جذب رطوبت بیشتر در مقایسه با زرین اپکسی
۴- خورندگی نسبت به بعضی از فلزات
۵- بوی مخصوص ترکیبات گوگردی
چسب های پلی سولفید اپکسی به اغلب اجسام می چسبند و به عنوان دزدگیر هم بکار میروند. آنها چسب ساختاری نیستند و در مواردی که نیاز به مقاومت مکانیکی زیاد نیست مصرف می شوند.
ه) اپکسی سیلیکون
این چسب ها تا درجه حرارت حدود f 500 مقاومند و به صورت نوار چسب پارچه ای نسوز تولید و مصرف می شوند.اشکال عمده این چسب ها پائین بودن استحکام برشی و توان پوسته ای شدن کم آنها می باشد . به همین علت این چسب ها مصرف زیادی ندارند و از نظر مقاومت حرارتی هم چسب های مرغوب تری در بازار موجود می باشد.

۲- رزین های فنلی

محصول واکنش کندانسیون یک فنل با آلدئید بالاخص فنل ساده با فرم آلدئید به رزین فنلی معروف است رزین های فنل – فرمالدئید با دو روش مختلف تهیه می شوند:
۱- از واکنش فنل با مقدار اضافی فرمالدئید ( برای مثال نسبت مولی فنل به فرمالدئید ۱ به ۸/۱ ) در حضور یک کاتالیزور بازی مخلوطی از مونو دی و تری متیلول فنل در رزول مولکولهای رزین حاوی گروه های واکنش پذیر متیلول میباشد.
بنابراین پس از اینکه مایع رزول به عنوان چسب بر روی سطح جسم قرار گرفت عمل چسباندن سطوح به کمک حرارت و اعمال فشار انجام می گیرد فرایند چسباندن با تشکیل اتصالات عرضی و در نتیجه شبکه ای شدن مولکول ها و خروج بخار آب همراه می باشد.
۲- از واکنش فرمالدئید با مقدار زیادی فنل ( برای مثال نسبت مولی فنل به فرمالد ئید ۱ به ۸/۰ ) در حضور یک کاتالیزور اسیدی در رزین نرولاک گروه های واکنش پذیر متیلول وجود ندارد و لخت شدن ( تشکیل اتصالات عرضی )
آنها تنها با مخلوط کردن رزین با ترکیباتی که فرمالدئید آزاد می کنند و تشکیل پل های متیلنی می دهند مانند پارا فرمالدئید یا هگزا متیلن تترا مین – امکان پذیر است.
چسب های فنل عمدتاً در صنایع چوب مصرف می شوند و از دو نوع رزین فنلی ، رزول ها مهمتر می باشد.
رزول مورد استفاده در فرمول یک چسب چوب می تواند بطور متوسط در هر مولکول دارای دو هسته فنلی باشد که این مقدار به سه تا چهار هسته فنلی ( در صورت جامد بودن رزول ) هم می رسد. اما نوولاک مخلوطی مخیوطی ار فنل های چند هسته ای با طول زنجیره متفاوت است که در هر مولکول بطور متوسط دارای پنج تا شش هسته فنلی می باشد در هر یک از رزین های فنلی مقدار کمی از منومرها ( فنل ، فرمالدئید ) الکل های فنلی و آب وجود دارد افزایش تعدادی از مواد افزونی و اصلاح کننده به یک رزین فنلی در قالب فرمول بندی یک چسب ضروری است. در فرمول چسب های فنلی از پر کننده هائی مثل آرد چوب ،سویا ، برنج و پودر گچ، تالک و سیلیکات استفاده میشود . مقدار و نوع پر کننده بستگی به دانسیته اندازه و شکل ذرات آن و تاثیری که بر خواص چسب می گذارد دارد . ضمناً می توان مواد قابل انحلال در رزین و افزاینده و یسیکو زیته هم به محتویات یک چسب فنلی اضافه کرد.
اسید بوریک ، پلی ( ونییل الکل ) متیل سلولوز و پلی ( اتیلن گلایکول ) از جمله این مواد هستند که معمولاً کمتر از دو درصد اضافه می شوند. یکی از اثرات افزایش هر یک از مواد این است که امکان اضافه نمودن آب بیشتر را به چسب فراهم میکند و در نتیجه چسب ارزانتر میشود.
از مواد افزودنی دیگر به چسب های فنلی می توان از رزین های آمینی ( اوره و ملامین ، فرمالدئید ) به مقدار ۵ الی ۱۵ درصد نام برد که موجب افزایش چسبندگی و کوتاه نمودن زمان پخت گشته و پیوند به چوب را محکم تر می کند.
از چسب های نوع رزول خواصی مانند مقاومت خوب در برابر شرایط اتمسفری با آب داغ ، تخریب بیولوژیکی و حرارتی را می توان نام برد. چسب های نوولاک هم خواص فوق را دارا هستند و تنها مقاومت حرارتی کمتری نسبت به رزول ها دارند مازاد اسید به علت عدم کنترل دقیق کاتالیزور اسیدی ضمن مجاورت چوب با هوای گرم مرطوب موجب صدمه دیدن آن می شود. چسب های نوع نوولاک بهتر است در مواردی که درجه حرارت چوب های چسبانده شده ضمن استفاده بیشتر از c 40 نمی گردد بکار روند.

۳- رزین های آمینی:

الف) رزین اوره – فرمالدئید
واکنش بین اوره و فرمالدئید می تواند منتهی به پلیمرهای خطی و شاخه ای و در صورت پخت شبکه ای گردد. زیرا تعداد عوامل اوره به فرمالدئید به ترتیب چهار و دو است.
واکنش اوره و فرمالدئید به دو مرحله تقسیم میشود:
۱- کندانسیون قلیائی ( قلیا کاتالیزور است) جهت تشکیل مونو ، دی و تری متیلول اوره.
۲- کندانسیون اسیدی متیلول اوره ابتدا به محصول انحلال پذیر و سپس به رزین شبکه ای غیر قابل حل تبدیل می گردد.
برای تهیه رزین های اوره – فرمالدئید که به منظور چسب مورد استفاده قرار می گیرند نسبت مولی فرمالدئید به اوره تقریباً دو به یک انتخاب میشود و این رزین ها یا بصورت محلول ( ۶۷-۴۵ درصد جامد) و یا پودر خشک در فرمول بندیچسب مورد استفاده قرار می گیرند.پر کننده های مورد استفاده در چسب های فنلی در چسب های اوره – فرمالدئید هم مصرف دارند. و نیاز به مجدد آنها نیست برای مثال آرد غلات ( گندم یا برنج ) برای کاهش هزینه به چسب اضافه میگردد زیرا مقدار آب لازم بایستی افزایش یابد ویسکوزیته مناسب بدست آید.
عامل پخت از عمده ترین مواد مورد لزوم در یک چسب اوره است . زیرا این ترکیب ، فاکتور انتخاب چسب می باشد یک عامل پخت موثر حاوی یک ترکیب فعال کننده ، مثل یک نمک آمونیوم می باشد. نمک آمونیوم با فرم آلوئید آزاد و منیلول اوره هائی با وزن مولکولی کم واکنش داده و هگزا متیلن تترامین و اسید متناسب با نمک آمونیوم تولید می کند. نسبت مولی فعال کننده به عامل پخت طوری انتخاب می شود تا زمان کافی برای تدارک و آماده سازی سطوح قبل از شروع پخت ( چسبیدن) وجود داشته باشد. برای مثال نمک آمونیوم کلراید به مقدار دو درصد رزین کافی است. عامل پخت شامل ماده شیمیائی دیگری نظیر تری کلسیم فسفات نیز می باشدکه ph را تثبیت میکند این ترکیب ( ۲ الی ۵ درصد رزین ) از افت ph کمتر از ۳ جلوگیری نموده و زمان لازم برای عملیات مورد نیاز در چسباندن سطوح را افزایش می دهد. Ph اسیدی موجب تخریب چوب و از بین رفتن استحکام الیاف چوب می گردد.
خواص رزین اوره فرمالدئید از قبیل حلالیت ، ویسکوزیته ، قابلیت جذب آن و سرعت پخت آن بستگی به وزن مولکولی و ساختمان مولکولی رزین دارد. عواملی مثل نسبت مولی اوره به فرمالدئید درجه حرارت و ph محیط و میزان پیشرفت واکنش در فرآیند تولید رزین ، تعیین کننده وزن مولکولی و ساختمان مولکولی آن می باشند.
چون چسب های اوره به خوبی به مواد سلولزی (مثل چوب و کاغذ) می چسبند . این چسب ها عمدتاً در صنایع چوب مصرف می شوند و از نظر هزینه با صرفه ترین چسب ها می باشند. میزان چسبندگی عالی چسب های اوره به خصلت تر کنندگی خوب انها مربوط می شود. چسب ها ی اوره – فرمالدئید در برابر حلالهای آلی و آفات چوب ها (قارچ ، موریانه و کرم) مقاومت خوبی دارند اما توسط اسیدها و بازها ی قوی تخریب می شوند.
ب- رزین ملامین – فرمالدئید
واکنش کند انسیون بین ملامین و فرمالدئید شبیه واکنش اوره با فرمالدئید است . فرمالدئید ابتدا با عامل آمینی ملامین با سهولت بیشتری نسبت به اوره واکنش داده و مخلوطی از ترکیبات دی ، تری ، تترا ، پنتا و هگزا متیلول ملامین بدست می آید. ملامین در مقایسه با اوره قابلیت انحلال کمتری در آب دارد. به همین محصول حد واسط (رزین ملامین) زودتر امکان جدا شدن از آب را دارد . اختلاف دیگر بین واکنش ملامین – فرمالدئید و اوره – فرمالدئید این است که کند انسیون ملامین – فرمالدئید و پخت آن نه تنها در ph اسدی انجام می شود . بلکه در شرایط خنثی و حتی اندکی قلیایی هم انجام می گیرد. واکنش ترکیبات متیلول ملامین با یکدیگر توام با خروج آب و فرم آلدئید است .
و پل های متیلنی واتری بین واحدهای ملامین تشکیل می شود و سرعت رشد مولکولی هم زیاد میباشد. در فرآیند پخت هم کند انسیون محصول واسطه صورت می گیرد و رزین شبکه ای غیر قابل ذوب و حل بوجود می آید
تولید تجاری رزین های ملامین – فرمالدئید ، اوره – فرمالدئید و ملامین – اوره – فرمالدئید و کاربرد آنها بعنوان چسب بسیار به همدیگر شبیه می باشد در تولید این رزین ها کنترل اندازه مولکول ها از طریق واکنش کند انسیون بسیار مهم است زیرا خواص آنها با تغییر اندازه مولکول تغییر می یابد.
در تهیه این رزین ها ، ابتدا مایع شربتی شکل با وسیکوزیته کم تشکیل می گردد که با گذشت زمان واکنش به مایعی با وسیکوزتیه بیشتر تبدیل می گردد.
مهمترین عواملی که برخواص رزین های آمین ضمن تهیه آنها موثرند ، عبارتند از :
خلوص مواد شیمیائی واکنش دهنده ، نسبت مولی مواد مورد استفاده ، ph محیط واکنش و شرایط و نحوه کنترل فرآیند تهیه آنها بررسی اثر هریک از این عوامل خارج از بحث ما می باشد. رزین های ملامین بیشتر در صنایع چوب و هنگامی که مقاومت خوب در برابر آب مورد نیاز باشد مصرف می شوند . پخت رزین های ملامین معمولاً بدون استفاده از عامل پخت و از طریق فرایند تراکمی توام با حرارت صورت می گیرد این چسب ها از نوع اوره گران تر بوده و استفاده آنها بیشتر محدود به مواردی است که مقاومت در برابر آب مورد نیاز باشد. در فرمول یک چسب ملامین پرکننده هایی مثل آرد پوسته یکی از خشکبار (گردو – بادام ) به رزین معلق در آب اضافه می شود.
برای کوتاه کردن زمان پخت (سیکل پخت) هم می توان یک کاتالیزور به محتویات چسب افزود. رزین ملامین را می توان به رزین اوره اضافه کرد و با طرح فرمول مناسب چسب ملامین – اوره ساخت این چسب ها که حاوی پرکننده و عامل پخت اند در چسباندن قطعات چوب که نیاز به مقاومت در برابر آب گرم دارند. بکار می روند بالا رفتن این مقاومت به درصد رزین ملامین در مخلوط بستگی دارد.

۴- پلی اوره تان ها

تعدا زیادی از پلی اوره تان ها را می توان از واکنش بین مواد شامل گروههای ایزو سیانات با پلی الهای مختلف بدست آورد.

ایزوسیانات ها بیش پلیمرهایی با وزن مولکولی کم هستند که در هر مولکول آنها دو گروه انتهائی ایزوسیانات وجود دارد ایزوسیانات عامل فعالی است و واکنش آن با گروه هیدروکسیل بدون خرج محصول فرعی منتهی به اورتان می گردد. برای تهیه پلی اورتان هر یک از مواد واکنش دهنده (منومرها) حداقل باید دو عامل داشته باشد.
در صورتی که یکی از منومرها بیشتر از دو عامل داشته باشد محصول واکنش پلی اورتان غیر خطی خواهد شد و ساختمان مولکولی آن می تواند شبکه ای گردد.
بعنوان چسب ، واکنش اتصالات عرضی (یا شبکه ای شدن) ضمن چسباندن سطوح به یکدیگر بایستی انجام گردد.
اتصال چسبی که الاستومر اورتانی بوجود می آورد نه تنها در مقابل تنش های کششی و برشی مقاوم است بلکه در برابر ضربه هم مقاومت دارد و در درجه حرارت های پایین (زیرصفر) خواص آن (مکانیکی – الکتریکی) عالی می باشد بعنوان مثال توان برشی اتصال در درجه حرارت اتاق بین ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ (PSI) می باشد.
چسب های اورتانی برای اتصال فلز به فلز ، الاستومرها ، اسفنج ها ، پلاستیک ها ، شیشه و سرامیک مورد استفاده قرار می گیرند. قدرت جاذبه داخل مولکولی این چسب ها بیشتر از استحکام چسبندگی آنهاست که از طریق طرح فرمول صحیح می توان تعدیل لازم را بعمل آورد.
خواص مفید این چسب ها بخصوص در درجه حرارت های زیر صفر باعث مصرف زیاد آنها در صفت فضانوردی (پوشش سطوح قطعات هواپیما مثل بالها و مسائل عایق بندی) شده اند.
چسب های پلی اورتانی دارای معایبی هستند که درانتخاب هریک از آنها برای کاربرد یعنی بایستی مدنظر باشند الف- چون ایزوسیانات ها با اب واکنش می دهند و گاز دی اکسید کربن بوجود می آید ، این گاز در فرآیند چسباندن سطوح به یکدیگر ایجاد اشکال می نماید.
ب- چسب های پلی اورتان قبل از ژلاسیون دارای و یسکوزیته کم بوده و سیال هستند . در نتیجه تشکیل اتصال چسبی با ضخامت دلخواه دشوار می باشد . این مسئله را اغلب با اضافه نمودن ۶ الی ۱۲ درصد الیاف نایلون به فرمول چسب بر طرف می نماید.
ج- مسئله دیگر مربوط به تشکیل مناطق بلوری در پلی اورتان هنگام ذخیره سازی (نگهداری دراز مدت) آن است که می بایستی از آن جلوگیری نمود.
د- چسب های پلی اورتان با وجود اینکه در درجه حرارت های پائین (حتی زیر صفر ) خواص مکانیکی مطلوبی دارند ولی در درجه حرارت های بالا این خواص ضعیف می گردند. برای مثال ؛ در درجه حرارت اتاق مقدار خزش آنها زیاد می باشد.

۵- رزین های سیلیکونی

رزین های سیلیکونی از پلیمرهای آلی – معدنی هستند که در ساختمان مولکول آنها اتم های اکسیژن و سیلیسیم بطورمتناوب همراه با گروههای آلی قرار گرفته اند. برای نمونه از هیدرولیز دی متیل ، دی کلرو سیلان و پلیمر شدن محصول واسطه ، پلی (دی متیل سیلوکسان بدست می آید.
حالت فیزیکی رزین حاصل می تواند مایع یا جامد باشد که بستگی به وزن مولکولی توسط رزین دارد . با استفاده از مواد افزودنی مختلف می توان تعداد زیادی از رزین های سیلیکونی را برای مصرف چسب فرموله نمود رزین های سیلیکونی را میتوان از درجه حرارت اتاق تا f 250 بر حسب اجزاء فرمول و بخصوص عامل پخت ولکانیزه نمود. اغلب آنها با اعمال فشار کم ( حتی در اثر تماس) پخت میشوند.
چسب هایی که مبنای رزین های سیلیکونی دارند. خواص مفید زیر را دارا می باشند:
الف – در درجه حرارت های بالا خواص خود را حفظ نموده و تا درجه حرارت f 600 می توانند پایداری اکسیداسیونی و حرارتی خوبی داشته باشند درجه حرارت f 800 را میتوانند در مدت کوتاه تحمل کنند.
ب – عایق های حرارتی خوبی هستند و برای عایق بندی حرارتی اجسام بکار میروند.
ج – در درجه حرارتهای پائین (زیر صفر) در مقایسه با سایر چسبها خواص خوبی دارند برای مثال رزین (دی متیل سیلوکسان) در f 100- ترد می شود و سپس (متیل – فنیل –سیلوکسان ) تا درجه حرارت f 175- هم بکار می رود.
د- در دامنه وسیعی از درجه حرارت خواص الکتریکی خوبی دارند.
ه- در برا بر اکسیداسیون حرارتی ، نوری، اوزن تشعشع توام با حرارت و رطوبت پایداری کافی دارند
ی – سهولت انتقال و جابجائی این رزین ها و پائین بودن درجه حرارت پخت آنها موجب رشد مصرف آنها در آینده می گردد.
سه مورد از خواص محدود کننده کاربرد چسب های سیلیکونی عبارتند از :
الف) خواص مکانیکی کافی جهت استفاده بعنوان چسب های ساختاری را ندارند و بخصوص استحکام برشی پائین را دارا هستند .
ب) چسبندگی به میزان مورد نیاز را تامین نمی کنند و لذا لازم است با استفاده از یک ماده کمکی (پرایمر) چسبندگی آنها را بالا ببرد.
ج) در اثر تماس ممتد با مواد سوختنی ، تخریب می شوند.
۲- چسب های رابری
به جز رابر طبیعی ، رابرهای مصنوعی مانند بوتیل، پلی بوتادین ، sbr، پلی ایزو پرن ، نیتریل نئو پرن و پلی سولفید بعنوان چسب بکار میروند.
در اینجا در مورد چسبهای نیتریل نئوپرن و پلی سولفید که اهمیت بیشتری دارند مطالبی ذکر میکنیم.
چسب های مصنوعی دو نوع هستند:
الف) چسب های حاوی حلال را در یک حلال یا مخلوطی از حلال های آلی حل میشود بطوریکه مقدار جامد در این چسبها بین ده تا هفتاد درصد تغییر می نماید.
ب) چسب های نوع امولسیونی – که با افزودن مواد شیمیایی لازم بر حسب طرح فرمول (مانند رزین تقویت کننده ، نرم کننده ) به لاتکس رابر بدست می آیند چسبهای امولسیونی مسئله اشتعال پذیری و سمیت نوع حلال را نداشته و ارزانتر هستند اما درجه چسبندگی و سرعت تشکیل پیوند و خشک شدن آنها کمتر است. چسب های اخیر فقط برای چسباندن اجسام متخلخل مثل چوب بکار میروند.

۶-نیتریل رابر

نیتریل رابرهای تجارتی ، کوپلیمر بوتادین واکر یلو نیتریل هستند ( ساختمان شیمیایی زیر) که بر حسب درصد اکریلو نیتریل در کوپلیمر یک نوع از رابر خام با مشخصات مولکولی معین محسوب میشوند.

چسبهای نیتریل رابرکه هر یک مخلوطی از رابر خام به همراه تعدادی از مواد شیمیایی منتخب است به صورت یکی از حالت های فیزیکی سیمانی لاتکس بطانه و نوار تهیه شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
این چسبها برای اتصال نیتریل رابر خام و لکانیزه شده به همدیگر به به ترمو پلاستیک ها به نئو پرن و سایر الاستومرها که نیاز به مقاومت در برابر روغن ها یا حلال ها را دارند بکار میروند.
در صورتیکه فرمول چسب نیتریل رابر طوری طرح شده باشد که پس از بکارگیری نیاز به ولکانیزاسیون نیتریل رابر باشد (مثلاً بصورت سیمانی) فرمول شامل تمام یا قسمتی از مواد شیمیائی زیر می باشد:
گوگرد ، تسریع کننده (همواره نسبت معینی از گوگرد به تسریع کننده ) اکسید روی ،پر کننده ( دوده ، اکسید آهنی ، دی اکسید تیتانیم ، خاک رس … ) نرم کننده ( دی اکتیل فتالیت ، رزین طبیعی ، نیتریل رابر مایع و …) ضد اکسایش ( بخصوص نوع حرارتی ).
خواص چسب ناشی از اثر خواص هر یک از اجزا در فرمول بوده و هر یک از مواد نقشی را دارا است و به منظور خاصی اضافه شده است.
بعنوان مثال ؛ دوده و یا هر یک از پر کننده های دیگر معمولاً در بالا بردن استحکام و پائین آوردن هزینه نقش دارند. ضد اکسایش جهت بالا بردن مقاومت حرارتی یا نوری و نرم کننده برای بهبود خاصیت چسبندگی و سهولت فرایند مخلوط سازی و بکارگیری چسب بکار میرود.
از چسب های نیتریل رابر به تنهائی به عنوان چسب ساختاری استفاده نمی شود اما در صورتی که با رزین های دیگر ( مانند رزین فنلی ، pvc ، اپکسی ، رابرهای کلر ، آلکید ) مخلوط و لکانیزه شود چسب هایی با استحکام بالا بوجود می آید.
این چسب ها در اتصال اجسام مختلف (فلز ، چوب ، سرامیک ، چرم و شیشه) به همدیگر بکار رفته و اغلب آنها در درجه حرارت های بالا خواص مفید خود را حفظ می نمایند.

۲- نئوپرن

از پلیمر شدن کلورپرن بدست می آید.

 

خواص چسب های نئوپرن نه تنها به خوبی چسب های را بر طبیعی است بلکه در برابر مواد روغنی و اوزن مقاوم ترند
چسب های نئوپرن به یکی از سه روش زیر تهیه و بکار برده می شوند.
الف- آلیاژ نئوپرن با رزین های دیگر (مثل رزین فنلی) و سایر مواد شیمیایی لازم فرموله شده و به صورت سمنت(خیرخام) تهیه و بعنوان چسب ساختاری بکار می روند.
ب- سمنت نئوپرن را می توان در حلال هائی مثل تولوئن به صورت پراکنده و معلق درآورد و بکار برد
ج- نئوپرن را می توان در مخلوطی از هیدروکربورهای آروماتیک و آلیفاتیک حل کرد و به مصرف رساند چسب های نئوپرن به دو نوع پخت شده و خام (پخت نشده) تقسیم می شوند.
چسب های پخت شده در مواردی که درجه حرارت اجسام اتصال یافته هنگام استفاده بالاست. بکار می روند.
اما در مواقعی که اجسام چسبانده شده به هم در درجه حرارت اتاق (یا درجه حرارت کم ) مورد استفاده قرار می گیرند. بعلت نیروهای جاذبه داخل مولکولی خوب نئوپرن ، نیازی به پخت را بر نمی باشد.
پخت نئوپرن در درجه حرارت اتاق با استفاده از تسریع کننده های خیلی فعال و یا در درجه حرارت های بالاتر به کمک مواد تسریع کننده با فعالیت کم امکان پذیر می باشد.
در فرمول چسب ها ی نئوپرن (بصورت سمنت) مواد شیمیایی زیر می تواند وجود داشته باشد.
اکسید منیزیم ، اکسید روی (به منظور پخت و جذب اسید ایجاد شده براثر تخریب ) ، ضد اکسایش (به مقدار دو درصد برای بالا بردن پایداری حرارتی ) ، پرکننده (مثل دوده ، خاک رس به منظور کاهش هزینه ) تقویت کننده (مثل سیلکیات کلسیم هیدراته) و حلال (مانند تولوئن) هر یک از این مواد با درصد معینی به نئوپرن اضافه شده و نقش مشخصی را داراست. مخلوط رزین ها (مثل رزین فنلی) با نئوپرن موجب بهبود چسبندگی و خواص مکانیکی چسب می گردد.
موارد مصرف عمده چسب های نئوپرن در صنایع تولید کفش، اتومبیل ، کشتی و هوانوردی است که برای اتصال اجسام مختلف به همدیگر ( را بر ، پلاستیک ، فلز و…) بکار می روند.

۳- پلی سولفیدها

پلی سولفید یک الاستومر مصنوعی است که از واکنش پلی سولفید سدیم با دی کلرور های آلی (مثل دی کلرواتان)بدست می آید.
چسب های پلی سولفید معمولاًٌ به صورت مایع دو قسمتی بکار می روند . مایع الاستومر با عامل پخت پراکنده شده در یک حلال یا یک نرم کننده همراه با یک پرکننده ترکیب می شود.
عامل پخت که معمولاً یک پراکسید (مثل پراکسید سرب) است با الاستومر واکنش داده و تشکیل اتصالات عرضی می دهد و در نتیجه محصول جامد شده و چسبندگی خوبی نسبت به مواد مختلف پیدا می کند . پخت می تواند.
در درجه حرارت اتاق انجام شود و ماکزیمم استحکام در مدت ۳ الی ۷ روز حاصل می شود.
مقاومت این چسب ها در برابر آب ، حلال های آلی ، روغن ها ونمک ها از چسب های ترموپلاستیکی بهتر می باشد.
خواص آنها در درجه حرارت های پایین عالی است بطوری که در درجه حرارت هم انعطاف پذیری آنها حفظ می شود . مقاومت آنها در برابر درجه حرارت های بالاتر ضعیف است. بطوری که ماده در نرم می شود.
پلی سولفید ها به تنهائی بیشتر برای آب بندی و بطانه کاری مورد استفاده قرار می گیرند و اغلب پس از مخلوط نمودن یکی از رزین ها (مثل رزین اپکسی) به آن عنوان چسب بکار می روند . هدف از افزایش این رزین ها به فرمول چسب ازدیاد خواص مکانیکی (استحکام) چسب های پلی سولفید می باشد. زیرا چسب های پلی سولفیدعموماً از استحکام ضعیفی برخوردارند.
چسب های حاصل از آلیاژ پلی سولفید ها در اتصال اجسامی از قبیل فلز، رابر، پلاستیک ، چوب ، شیشه و سنگ به یکدیگر بکار می رود و در عایق بندی وسائل الکترونیک هم مصرف می شود.

۴- چسب های ترموپلاستیکی

ترموپلاستیک ها که با استفاده از آنها صدها چسب فرموله شده است. پلیمر هایی با وزن مولکولی متوسط بالا و ساختمان مولکولی خطی و یا شاخه ای می باشند.
در فرمول هر چسب یک ترموپلاستیک با تعدادی از مواد شیمیایی وجود دارد که هرکدام نقشی را دارا هستند.
از بین چسب های ترموپلاستیکی در اینجا تنها چسب های پلی (ونییل استات) ، پلی(ونییل استال) و پلی اکریلیت ها پلی (میتل متا کریلات) و پلی (سیانواکریلیت) و مشتقات سلولز معرفی می شوند.

۱- پلی (ونییل استات)

پلی ((ونییل استات) دارای ساختمان مولکولی شاخه ای با توزیع اوزان مولکولی گسترده می باشد. اختلاف خواص فیزیکی در میان گونه های مختلف (پلی ونییل استات) ناشی از تفاوت در وزن مولکولی و توزیع اوزان مولکولی می باشد.
گونه هایی که وزن مولکولی کم دارند در درجه حرارت اتاق نرم و انعطاف پذیرند در حالی که گونه های دارای وزن مولکولی بالا سخت و چغر مه اند.
تمام گونه های پلی (ونییل استات) نسبت به سطوح منفذدار و صاف اجسام مختلف تمایل به چسبندگی دارند.
یکی از دلایل تمایل به چسبندگی وجود گروه های قطبی استات در مولکول های پلمیر می باشد.
چسب های پلی (ونییل استات) بر دو نوعند: چسب های حاوی حلال و چسب های امولسیونی که نوع اخیر بیشترین مصرف را دارد.
چسب های امولسیونی بصورت مایع سفید رنگ خامه ای شکل بوده و ویسکوزیته بین ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ سانتی پواز را دارا هستند . و مقدار ماده جامد در آنها از ۵۰درصد بیشتر است. برای حصول چسبندگی و خیس کنندگی خوب ، اندازه متوسط ذرات پلیمر در امولسیون بایستی ۱ تا ۳ میکرون باشد.نقش توزیع اندزاه ذرات برچسبندگی هنوز مشخص نشده است.
چسب های پلی (ونییل استات) غالباً همراه با مواد شیمیایی دیگر می باشد که هر کدام به منظور تامین خاصیت معینی اضافه می شوند این مواد عبارتند از :

مواد افزاینده ویسکوزیته

بیشتر به چسب های امولسیونی اضافه می شوند . این مواد از رزین های طبیعی و مصنوعی محلول در آب هستند .
پلی (وینیل الکل که اختلاط پذیری کامل یا امولسیون دارد ، نشاسته و دکسترین از جمله این موادند.
* حلال ها – افزایش وسیکوزیته به کمک حلال هم درچسب های امولسیونی امکان پذیر است ، حلال اضافه شونده می تواند نقش نرم کنندگی هم داشته باشد وحلال های کلره آلیفاتیک و ترموئن بیشترین مصرف را دارند.
* نرم کننده ها – انعطاف پذیری و مقاومت در برابر آب توسط نرم کننده تامین می شود. نمونه این نرم کننده ها دی بوتیل فتالیت و یا بنزیل بوتیل فتالیت است.
* پرکننده ها – بیشتر به منظور پائین آوردن قیمت چسب مورد استفاده قرار می گیرند . کربنات کلیسم سیلکات کلسیم ومیکا از جمله این موادند.
* سایر مواد افزودنی – اجسام فعال سطحی جهت کنترل خصلت جریان یابی.
مواد ضد کف و ضد باکتری هم به فرمول چسب اضافه می شوند.
برای تهیه یک چسب هر یک از مواد به مقدار لازم به پلیمر امولسیونی اضافه شده و در یک درجه حرارت مناسب به خوبی مخلوط می گردند.
چسب های پلی (وینیل استات) بصورت گسترده ای مورد مصرف قرار می گیرند . نمونه هائی از موراد استفاده آنها عبارت است از چسب چوب ، پاکت های کاغذی ، مقوا ، پاکت های شیر و نوشیدنی ها ، جعبه های تاشونده ، برچسب لوازم اتاق اتومبیل ، چرم ، شیشه ، کاغذ آلومنیوم و غیره .

۲- پلی (وینیل استال)

پلی (وینیل استال) به گروهی از پلیمر ها گفته می شود که محصول واکنش پلی (وینیل الکل) با یک آلدئید است.
مهمترین پلی (وینیل استال) هائی که بعنوان چسب بکار می روند از فرمالدئید و بوتیر الدئید تهیه شده و به ترتیب به پلی (وینیل نرمال ) پلی (وینیل بوتیرال) موسومند – خواص این پلیمرها به وزن مولکولی و درجه هیدرولیز گروه استات بستگی دارد.
پلی (وینیل بوتیرال) در مقایسه با پلی (وینیل نرمال) قابلیت انحلال و انعطاف پذیری بیشتری داشته و توان پوسته ای شدن بیشتری را موجب می شود.
چسب هائی که بر مبنای این پلیمرها تهیه می شوند یا بصورت مایع شفاف و بی رنگ در یک حلال و یا بصورت ذرات پراکنده در آب هستند . چسبندگی انها به شیشه بسیار عالی است و تولید کنندگان شیشه های ایمنی وسائط نقلیه به مقدار خیلی زیاد از این چسب ها استفاده می کنند . برای چنین کاربردی ؛ شفافیت ، پایداری در برابر نور خورشید، مقاومت ضربه ای و خصلت جهندگی به منظور نگهداری خرده های شیشه در صورت شکسته شدن لازم است که پلی استال ها دارای این خواص هستند – آنها همچنین بعنوان روکش سطوح صاف شیشه ای و فلزات با تشکیل یک فیلم دارای ضخامت کم مورد مصرف قرار می گیرند.
افزودن یک از پلی استال ها به فرمول چسب ها باعث اصلاح خواص و بهبود چسبندگی آنها می شود . برای مثال: آلیاژ یک رزین فنلی با یک پلی استال مبنای چسب ساختاری مهمی برای فلزات میباشد. زیرا چسب های فنلی برای مصرف به منظور چسب ساختاری ، انعطاف پذیری و چسبندگی لازم را ندارند در حالی که آلیاژ فوق می تواند به میزان کافی این خواص را داشته باشد.

۳- پلی اکریلیت ها

اکریلیت ها ترموپلاستیک هائی هستند که از پلیمر شدن زنجیری استرها یا آمیدهای اکریکیت اسید حاصل می شوند.

آنها به صورت مایع شفاف با گرانروی کم (محلول پلیمر در مونومر) تهیه می شوند.
این مایعات قابلیت ادامه پلیمر یزاسیون و رشد مولکولی را دارند. مایع آکریلیت با مواد افزودنی لازم و بخصوص یک عامل پخت (مثل پرکلرواتیلن و یا تری کلرواتیلن ) فرموله شده که با استعمال آن ، سطوح اجسام از طریق عمل پخت به یکدیگر چسبانده می شود.
عمل پخت و یا کامل شدن تشکیل اتصال از طریق اعمال حرارت( با بکارگیری یک درجه حرارت ثابت) در یک کوره و یا پرس گرم انجا م می شود.
قبل از اینکه حلال از چسب خارج شود حرات باعث ایجاد ژلاسیون می شود – چسب های آکریلیت به علت استحکام پائین به عنوان چسب ساختاری بکار نمی روند از آنها در چسباندن صفحات پلاستیکی ، ورقه های فلزی ( در تهیه قطعات لازم اتومبیل ، کشتی و هواپیما)، ورقه های اکریلیک ، شیشه ، چوب ، چرم و پارچه به یکدیگر استفاده می کنند چسب پلی (متیل متاکریلیت) نمونه ای از اکریلیت هاست ، این چسب در برابر قلیا ها ، اسیدها نمک ها ، مواد سوختی ، اب و شرایط اتمسفری مقاومت دارد . در برابر باکتری ها و قارچ ها نیز فاسد نمی شود.
خواص الکتریکی خیلی خوبی داشته و بنابراین در صنایع الکتریکی جهت اتصال قطعات و عایق کاری بکار می رود.
خواص فیزیکی آن تا حد مطلوب توسط نرم کننده ها و یا موادی که قابلیت اختلاط پذیری با آنها را دارد.
درجه حرارت کاربرد مجاز برای این چسب از تا می باشد . این چسب در برابر الکل ها حلال ها ی قوی و هیدروکربورها ( آرو ماتیک و کلره) آسیب پذیر می باشد.
– سیانو آکریلیت
آلکیل سیانو اکریلیت به مقدار زیاد تولید و بعنوان چسب قطره ای فرموله و مصرف می شود . این ترکیب میل شدیدی به واکنش پلیمریزاسیون آنیونی دارد . برای جلوگیری از واکنش مقدار بسیار کمی از اسدیهای آلی به آن اضافه می گردد تا محیط کمی اسیدی باشد . مقدار بسیار کمی از یک باز دارنده رادیکال آزاد هم ، برای جلوگیری از پلیمر یزاسیون رادیکالی به ان اضافه می شود. برای تنظیم گرانروی این چسب و بالا بردن آن می توان انواع پلیمرهای خالص نظیر پلی (متیل متاکریلیت) و یا ABS را در چسب حل نمود.
قدرت مقاومت در برابر ضربه برای دو جسم به هم چسبیده شده را می توان با اضافه نمودن ترکیباتی نظیر فسفات های تری آلکیل به فرمول چسب زیاد نمود.
مقاومت پیوند بین اجسام به هم چسبیده شده در مقابل حرارت را می توان با افزودن ترکیباتی نظیر ایندریدمالئیک یا آسکیل فتالات به فرمول چسب افزایش داد و همچنین مقاومت پیوند بین دو جسم در مقابل رطوبت و اب را می توان با اضافه نمودن مقداری کربنات کلیسم یا کربنات با ریم به فرمول چسب افزایش داد چسب فرموله شده قطره ای را در درجه حرارت اتاق می توان تا حدود یک سال و در درجه حرارت های پائین تر به مدت بیشتر نگهداری نمود.
علت چسبیدن دو جسم به همدگیر توسط این ترکیب پلیمر یزه شدن لایه نازکی از آن بین سطوح جسم ، در حضور کاتالیزور بازی( باز ضعیفی مثل ذرات آب در محیط ، الکل و یا قلیائیت خود جسم ) می باشد.
پلی (الکیل سیانواکریلیت)
باز ضعیف ، ابتدا محیط اسیدی چسب را خنثی نموده و سپس بعنوان کاتالیزور واکنش پلیمریزاسیون آنیونی عمل می نماید. خصوصیات بارز چسب های سیانواکریلیت عبارتنداز:
الف- مایع بیرنگ بصورت خالص و کاملاً روان هستند.
ب- جهت چسباندن دو جسم ، حرارت لازم نیست و این چسب ها بدون حلال هستند.
ج- برای خشک شدن ضمن عمل چسباندن نیاز به کاتالیزور ندارند.
د- چوب ، فلزات ، شیشه ، پلاستیک را بر ، سرامیک چینی و تقریباً کلیه مواد را خیلی سریع و محکم به همدیگر می چسبانند.
ه – مقدار بسیار کمی از چسب برای چسباندن دو جسم لازم است. ( برای مثال ، یک قطره برای یک را پنج مربع از سطح جسم)
و- سرعت چسباندن از ۳ ثانیه تا حدود ۳ دقیقه بر حسب نوع جسم متغیر است.
ز- اتصال چسبی بین دو جسم در برابر مواد شیمیایی مثل الکل ها ، بنزین ، روغن و اکثر حلال ها مقاوم است.
ح- پیوند چسبی دو جسم در برابر حرارت از – تا مقاوم است . (می توان مقاومت حرارتی آن را با اضافه نمودن یک ماده مناسب افزایش داد).
ط- قابلیت ذخیره سازی و نگهداری آن نسبتاً زیاد و در حدود یک سال است .
ی – بوی تند و اشک آور داشته ، غیر سمی است بطور نسبی ارزان است.
این چسب ها دارای معایبی نیز می باشند. از جمله اینکه تنها اجسامی را بخوبی به هم می چسابند که دارای سطوح صیقلی و صاف باشند . تمایل شدید به چسبندگی سریع به پوست شخص و همچنین مقاومت کم در مقابل رطوبت زیاد و درجه حرارت های بالاتر از دارند.
برای اشنائی با مقدار مصرف چسب های سیانو آکریلبت در سطح جهان می توان به امار سال ۱۹۷۸ توجه نمود.
در این سال حدود ۲۷۵۰۰۰ پوند چسب برای چسباندن حدود هشت بیلیون قطعه به همدیگر به مصرف رسیده است ، میزان مصرف این چسب سال به سال افزایش یافته است.

۴- مشتقات سلولز

ساختمان مولکولی سلولز ، از طریق واکنش با معرف های شیمیایی (مثل اسید استیک ، اسیدنیتریک ) تغییر یافته و مشتقات سلولز حاصل می گردند.
سلولز استات ، سلولز نیترات ، سلولز – استات – بوتیرات ، اتیل سلولز و متیل سلولز نمونه هایی از مشتقات سلولز هستند که بعنوان چسب مصرف میشوند.
فرمول چسب بر پایه هر یک از این ترکیبات از چهار جزء:
مشتق سلولزی ، رزین(اغلب از صمغ های گیاهی) نرم کننده و حلال تشکیل شده است که عبارتنداز :
رزین جهت افزایش گرانروی و کاهش قیمت و افزایش سختی لایه چسب و بهبود چسبندگی بکار می رود. رزین (از چوب ، کاج یا صنوبر) رزین کومارین به مقدار ۶۰ الی ۶۵ درصد وزنی سلولز ، از جمله رزین های مورد استفاده اند.
انتخاب حلال بایستی طوری انجام شود که بدون اسیب به لایه چسب بتواند تسخیر گردد.
حلال ها و رقیق کننده های زیر ، برای نیترات سلولز و استات سلولز توصیه شده اند.

استات سلولز

نیترات سلولز

رقیق کننده

حلال

           رقیق کننده

           حلال

بنزین

استون
اتیل استات
متیل استات

           بنزین
تولوئن

           اتیل استات
بوتیل استات

یکی دیگر از مفید ترین جلال ها برای نیترات سلولز ، مخلوط آزئوتروپ ۶۸ درصد بنزن و ۳۲ درصد الکل (۹۵ درصد) و یا ۳۲ درصد تولرئن و ۶۸ درصد الکل (۹۵ درصد) می باشد.
نقش نرم کننده جلوگیری از خشک شدن و ترد شدن لایه چسب می باشد.
فتالیت ها (نظیر بوتیل فتالیت) و کامفر از بهترین نرم کننده ها هستند . اما می توان از مواد ارزان تر (مانند یک روغن گیاهی) هم استفاده کرد.
سمنت های چسب نیترات سلولز را می توان از ضایعات فیلم های سینمائی که حاوی کامفراند ساخت.
چسب های سلولز استات در مقایسه با نیترات سلولز در برابر اب و آتش گیری مقاومت کمتری دارد. اما پایداری حرارتی بهتری را داراست.
ماکزیمم درجه حرارت استفاده از استات سلولز است در برابر تخریب بیولوژ یکی مقاومت عالی داشته اما در برابر حلال ها چندان مقاوم نمی باشد. چسبندگی این چسب به رابر ، فلزات و شیشه ضعیف می باشد. اما به سرامیک چسبندگی نسبتاً خوبی دارد. این چسب برای اتصال اجسام ساخته شده از کاغذ،چوب ، چرم الیاف و پارچه کاربرد دارد.
چسب های ساخته شده از سلولز بوتیرات در مقایسه با سلولز استات در برابر حرارت و آب مقاومت بهتری دارند. ولی مقاومت آنها در مقابل حلال ها کمتر است.
چسب های ساخته شده از نیترات سلولز برای چسباندن شیشه ، کاغذ ، چرم ، مقوا و تعدادی از پلاستیک ها بکار می رود. و چسبندگی انها نسبت به رابر ضعیف است.
چسب های اتیل ومتیل سلولز نسبت به نیترات و استات سلولز دارای مقاومت بیشتر در برابر آب ، انعطاف پذیری و خصلت کشسا نی زیادتر لایه چسب بین دو جسم هستند این چسب ها بیشتر بعنوان خمیر چسب کاغذ دیواری و خمیر چسب چرم بکار می روند و نسبت به اجسام متخلخل چسبندگی خوبی نشان می دهند. برای مثال چسب متیل سلولز تا حصول گرانروی مورد نظر با اب مخلوط می شود و برای صحافی کتب و تکمیل پارچه در نساجی بکار می رود.
چسب های طبیعی (منشاء حیوانی یا گیاهی)

الف – چسب های حیوانی

این چسب ها بر پایه پروتئین حیوانی بوده و معمولاًٌ از پوست و استخوان حیواناتی مثل گاو و گوسفند بدست می آیند.
برای تهیه چسب از پوست ، ابتدا پوست را (بیشتر از پس مانده (باغی) با اب آهک اشباع شستشوی مختصری داده و سپس به مدت ۱۲ تا ۱۵ روز در اب آهک قرار می دهند. بعد توسط اب و اسید آهک را از پوست جدا می کنند. و سپس آن را تحت عمل استخراج با اب جوش قرار می دهند. در اثر اشتخراج مایع ژلاتینی از پوست جدا و در اب حل می شود. شمحلول حاصل از طریق تقطیر در خلاء تغلیظ می گردد.
به منظور تهیه چسب از استخوان ، ابتدا استخوان های خرد شده در محلول ۲ تا ۸ درصد اسید کلرئیدریک قرار می گیرد.تا مواد معدنی آن زدوده شود. سپس عمل چربی زدائی از طریق عبور بخار یکی از حلال های الی (نظیر بنزین) روی استخوان ها انجام می گردد. استخوان های گریس زدائی شده و به یک اتوکلاو منتقل شده و چندبار متناوب تحت فشار و بخار اب قرار کی گیردو در نتیجه چسب به صورت محلول رقیق حاصل می شود.
تغلیظ این محلول از طریق تقطیر در خلاء انجام می گیرد محلول رقیق چسب ها را قبل از تغلیط می توان رنگ زدائی نمود و سپس یک ماده ضد اکسایش به انها اضافه کرده و آنها را تفلیظ نمود این محلول های غلیظ مدت ها نگهداری می شوند تا به صورت جامد در آمده و سپس به قطعات ضخیم بریده می شوند.
چسب هائی که به این شکل تهیه می شوند از مرغوبیت برخوردار بوده و به چسب اسکاچ معروفند.
چسب های جامد را می توان به اشکال دیگر هم تهیه نمود نظیر ،پودر ، مکعب های کوچک دانه های گرانول و پولک زمان مجاز نگهداری و ذخیره سازی چسب های جامد نامحدود است . این چسب ها حدود ۱۵ درصد رطوبت و ۱ الی ۴ درصد نمک های معدنی ، مقدار خیلی کمی گرایس و حدود ۶ درصد ناخالص های دیگر دارند.
انتخاب یک چسب به درجه خلوص آن ، خواص فیزیکی مورد نیاز و منشاء چسب بستگی دارد.
برای آماده سازی یک چسب جهت استفاده معمولاً پودر (یا سایر اشکال ) آن را به آب گرم اضافه نموده و مخلوط را به هم می زنند تا حل شود . مواد افزودنی زیر را به مقدار مورد نظر به محلول اضافه می کنند.
نشاسته یادکسترین جهت ارزان تر نمودن آن ماده ضداکسایش برای جلوگیری از تخریب (بخصوص بیولوژیکی) ضد کف ، افزایش دهنده خصلت ترکنندگی (نظیر مقدار خیلی کمی از صابون ) و نرم کننده (نظیر گلسیرول ، سوربیتول ) مایع چسب بایستی حاوی حدود ۵۰ در صد جامد باشد که ۱۰ تا ۲۰ درصد آن از مواد افزودنی فوق (بخصوص دکسترین یا نشاسته) می باشد.
در فرمول یک چسب حیوانی بندرت از یک عامل پخت (سخت کننده) استفاده می شود . دربعضی از کاربردها که نیاز به تشکیل اتصال عرضی است یک عامل پخت ( نظیرپارافرما آلدئید یا هگزا متیلن تترامین) را با محلول چسب مخلوط می کنند چسب در این حالت با اعمال حرارت و در ph معادل ۵/۴ تا ۵ پخت می گردد. چسب های حیوانی برای چسباندن کلیه اجسامی که توسط اب خیس شده و آب به یکی از سطوح انها نفوذ می نمایند. مانند (کاغذ، مقوا، پارچه ف چوب) بکار می روند.
چسب های حیوانی به غیر از پوست و استخوان از منابع دیگری هم مثل کازئین (از افزودن اسید به شیر حاصل می شود.) آلبومین خون و رزین شلاک (صمغ ترشح شده از یک نوع حشره )تهیه و مصرف می شوند.

ب- چسب های گیاهی

این چسب ها قابلیت انحلال در اب را داشته و می توانند به صورت ذرات معلق در اب در ایندو به سادگی از منابع طبیعی تهیه شوند.
همه چسب ها ی گیاهی تقریباً برپایه نشاسته و دکسترین (از مشتقات نشاسته) هستند که از منابع گیاهی موجود در دنیا بدست می آیند . از عمده ترین منایع تهیه نشاسته می توان ذرت ، گندم ، سیب زمینی و برنج را نام برد این چسب ها به صورت مایع و یا جامد تهیه می شوند.
اجزاء فرمول یک چسب بر پایه نشاسته عبارتنداز:
۱- مواد فعالی که یک حالت ژلاتینی ایجاد می کنند . نظیر سود،کلرور روی ، منیزیم و کلسیم
۲- حلال ، عموماً آب
۳- مواد اصلاح کننده ، مثل رزین های محلول در آب ، براکس ها ، فرمالین ، پروتئین ها و عامل خیس کننده
۴- نرم کننده ها که انعطاف پذیری لایه چسب بین سطوح اجسام را تامین می کنند نظیر گلیسرین تری بوتیل فسفات ، دی بوتیل فتالیت.تر کیبات تشکیل دهنده یک فرمول چسب طبق دستورالعمل مشخصی با یکدیگر مخلوط می گردند و در نتیجه چسب آماده استفاده می گردد چسب بر پایه نشاسته بیشترین مصرف را برای چسباندن کاغذ ، مقوا ، چوب به یکدیگر دارد . دکسترین از حرارت دادن نشاسته در حضور کاتالیزور مناسب بدست می اید. در این واکنش یکی از سه نوع دکسترین ؛ سفید ، زرد و قهوه ای با خواص فیزیکی متفاوت برحسب نوع کاتالیزور ، درجه حرارت و مدت انجام وا کنش حاصل می شود.
دکسترین به علت قابلیت اختلاط پذیری که با رزین پایه خیلی از چسب ها دارد به فرمول انها اضافه می شود . چسب های بر پایه دکسترین فرمول و کاربردی مشابه چسب های نشاسته دارند.
چون نشاسته و دکسترین از پلی ساکاریدها هستند که دارای هیدروکسیل در ساختمان مولکولی می باشند. با اب ترکیب شده و تشکیل چسب های با ویسکوزیته مختلف می دهنده چسبندگی این مواد جاذب آب می توانند به علت تشکیل تعداد زیادی پیوند هیدروژنی باشد که هنگام تماس در سطح جسم بوجود می ایند.
در اینجا به غیر از چسب های بر پایه نشاسته و دکسترین از سایر موادی که منشا گیاهی دارند و از انها چسب تهیه می شود نام برده می شود. لوبیای سویا که پروتئینی است صمغ های طبیعی که از بعضی درخت ها بدست می آیند نظیر صمغ عربی ، رزین و رابر طبیعی (پلی ایزوپرن سیس) از این مواد هستند . علیرغم اهمیت و گستردگی مصرف چسب های رابر طبیعی ، از مطرح کردن آنها در این بحث خودداری می شود زیرا در صنعت این چسب ها را بعنوان چسب های گیاهی نمی شناسند.
۴- چسب های ترموپلاستیکی مذاب

– چسب های گرم

در بحث پیرامون چسب ها به چسب هایحاوی حلال لاتکس و واکنش پذیر (ماننده اپکسی فنلی) اشاره شده است . در مورد چسب های گرم به علت اینکه در تولید انبوه کاربرد داشته و از اهمیت زیادی بر خوردارند ارائه مطالبی لازم است ، تعدادی از ترموپلاستیک ها وقتی به حالت خمیری (یا مذاب) بین سطوح دو جسم قرار گیرند و سپس تحت فشار کم سرد شوند.
و تشکیل لایه نازکل را دهند موجب چسباندن سطوح به همدیگر می گردند. بیشترین چسب های گرم بر پایه اتیلن – وینیل استات کوپلیمر (eva) و پلی پروبیلن اتاکتیک (app) فرموله می شوند . تعدادی از کمپانی های بزرگ شیمیایی جهان (نظیر دوپانت ، سامیتومو)* انواع مختلف eva را با درصدهای گوناگونی از وینیل استات و a.p.p برای مصرف بعنوان چسب تولید می کنند برحسب این تنوع می توان نقاط ذوب متفاوتی را از eva یا a.p.p بدست آورد و آنها را به منظور کاربردهای مختلف فرموله نمود . چسب های بر پایه eva وa.p.p با افزودنی هائی از قبیل صمغ ها واکس ها ، پرکننده ها و باز دارنده های اکسید اسیون فرموله می شوند .
پلی استرها و پلی آمیدها هم دو نوع دیگر از ترموپلاستیک ها هستند که به صورت چسب گرم کاربرد دارند . چسب های گرم ساخته شده با پلی استرها و پلی آمید ها بدون مواد افزودنی بکار می روند ، مواد تشکیل دهنده فرمول چسب گرم بر پایه E.V.A یا A.P.P عبارتند از :
۱- نوع مشخصی از پلیمر پایه با توجه به دو عامل ریزش در حال ذوب و ثبات حرارتی پلیمر .
۲- افزاینده چسبندگی : این ترکیب باید با پلیمر مخلوط شود تا بتواند چسبندگی را افزایش دهد . نوعو مقدارآن بر حسب اختلاط پذیری با پلیمر ، گرانروی مخلوط انعطاف پذیری و مقاومت ضربه ای لایه چسب تعیین می گردد. این ماده شیمیایی نقطه ذوب پلیمر را پایین می اورد و خصلت تر کنندگی سطوح را سهولت می بخشد .. رزین و مشتقات آن ، رزین فنلی ، رزین کومارون ایندین از جمله این موادند.
۳- نرم کننده به منظور تامین انعطاف پذیری و مقاومت ضربه ای در درجه حرارت های کم از نرم کننده استفاده می شود. دی بوتیل فتالیت و دی اکتیل فتالیت نمونه هایی از نرم کننده هاهستند . هر گاه از یک نرم کننده زیادتر از مقدار لازم به فرمول چسب اضافه شود عوارضی از قبیل مهاجرت به سطح لایه فیلم و کم شدن چسبندگی بروز می نماید.
۴- پرکننده جهت کم کردن انقباض جلوگیری از نفوذ زیاد چسب به درون مواد متخلخل و کم کردن هزینه تولید چسب از پرکننده ها استفاده می کنند . کربنات کلسیم خاک پس دی اکسیدتیتانیم نمونه هائی از پرکننده می باشند.
۵- ضد اکسایش برای جلوگیری از تخریب حرارتی و اکسیداسیون پلمیر افزودنی می شود.
ضد اکسایش های فنلی نظر۲ و ۶ دی تر سری بوتیل -۴ متیل فنل ) و سولفوردار(نظیر دی لوریل دی تیوپروپیونات) از جمله این موادند. قبل از فرموله نمودن چسب و انتخاب مواد افزودنی پارامترهای زیر بایستی مد نظر بوده و مورد بررسی و تعدیل قرارگیرند. گرانروی حالت مذاب و درجه حرارت ذوب پایداری حرارتی توان پیوند و زمان قبل از آماده شدن چسب برای چسبیدن مقاومت ضربه ای لایه چسب ، مقاومت در برابر موادشیمیایی ، اب و درجه حرارت های پائین برای ایجاد اتصال ابتدا چسب را باید ذوب کرد که این عمل معمولاً در یک تانک مخصوص حرارتی انجام می گیرد. سپس باید مایع چسب گرم را به منطقه عمل انتقال داد تا متناسب با شرایط عمل از نازل خارج شده و یا بر روی غلطک ها بکار برده شود . تا تمام سطح جسم را اغشته سازد مرحله بعد رسیدن به درجه حرارت معمولی و خشک شدن چسب می باشد. معمولا با یک چسب گرم یکی از دو سطح و یا هر دو را اغشته ساخته و سپس آنها را به هم متصل می کنند سپس چسب را به حال خود می گذارند تا به پایین تیرین درجه حرارت نقطه نرم شدن خود برسد. در این حالت دو سطح بر اثر اتصالات حاصله از چسب شکل با نبات و محکمی به خود می گیرند – در چنین فر آیندی تبخیر حلال وجود نداشته و واکنش شیمیایی هم صورت نمی گیرد . از دست دادن حرارت به تنهایی باعث خشک شدن و تشکیل اتصال می گردد. مزایای استفاده از این چسب ها عبارتند از :
الف- با صرفه بودن – بکاربردن این چسب ها سرعت زیادی در روند چسب کاری در تولید انبوه بوجود آورده و بدین ترتیب سبب کاهش زمان تولید می گردد. زمان خشک شدن بر حسب نوع انتخاب چسب معمولاً از چند ثانیه تا دهها ثانیه خواهد بود.
روش کاربرد، روش تولید و محیط عمل بر مقدار این زمان اثر می گذارند در اینگونه چسب ها به دلیل عدم وجود حلال ، نیازی به خارج نمودن بخار حلال نمی باشد و بنابراین به وجود سیستم های تهویه هوانیز ضرورتی نیست در این چسب ها زمان محدود استفاده که از نقطه نظر شیمیایی در کاربرد چسب های فعال مطرح است (چسب های دو جزئی) وجود ندارد این چسب ها را به راحتی می توان در سیستم های اتوماتیک شده تولید انبوه بکار برد بنابراین به کارگر کمتری نیاز بوده و قیمت تمام شده نهائی بسیار کاهش می یابد از طرف دیگر در مقایسه با ماشین آلات لازم برای کاربرد چسب های دو جزئی بکار بردن این چسب ها توسط ماشین های ساده تری انجام می گیرد.
لذا در هزینه های مربوط به خرید ماشین آلات نیز صرفه جوئی می گردد.
مواد ضایعاتی در روند کاربرد چسب های گرم را به راحتی می توان دوباره مورد استفاده قرار داد این ا مر موجب صرفه جوئی در هزینه ، بخصوص در مقایسه با چسب های ترموستی می گردد.
ب-نیاز به فضای کمتر در خط تولید-اینگونه چسب ها به ماشین آلات خشک کن نیازی ندارند.
بعلاوه به انبارهای میانی هم برای خشک شدن تدریجی احتیاجی نمی باشد. بنابراین مقدار زیادی از فضایکارخانه صرفه جویی می شود.
ج- عدم آلودگی محیط و خطر آتشگیری- در فرمولاسیون این چسب ها قبل و بعد از عمل چسباندن هیچگونه تغییری بوجود نمی آید و بنابراین مشکل چسبهای ترموپلاست دیگر ( که با روند از دست رفتن حلال روبرو هستند) را ندارند . بدین ترتیب نه محیط را آلوده می سازد و نه ایجاد آتش سوزی ( ناشی از تبخیر حلال های آتش زا ) می نمایند.
د- استحکام اتصال و دوام آن – با وجود اینکه توان اتصال در این چسب ها در برابرحرارت و موادشیمیایی بستگی به نوع ترکیب و اجزاء تشکیل دهنده آنها دارد . اما چسب های گرم به دلیل نداشتن حلال در فرمول خود چسب های غیر قابل ریزش بوده ، شکاف ها و درزها را بدون اینکه چروکیده شوند پر مینایند. بنابراین با انتخاب فرمول مناسب برای یک کاربرد میتوان از استحکام اتصال چسبی مطلوبی برخوردار شد. بازار مصرف چسب های گرم در دنیا پیوسته رو به افزایش است. امروزه تولید انواع مختلف E.V.A پلی آمیدها و پلی استرها کاربردهای جدید تری را امکان پذیر ساخته اند. بطوریکه با چنین کاربردهائی می توان اتصالات بسیار مقاوم و پایداری ایجاد نموده اجسام مختلفی را به همدیگر چسبانید.
چسبهای گرم در صنایع بسته بندی ، صحافی و کفش سازی به مقدار خیلی زیاد بکار میروند . در صنایع ساختمانی جهت اتصال الیاف معدنی به ورقه های آلومنیوم به منظور عایق بندی به مقدار بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
در صنایع چوبی ، صنایع فلزی و صنایع الکترونیک هم از این چسب ها استفاده می شود.بطور کلی برای اتصال شیشه ، فلز ، پلاستیک و چوب به یکدیگر می توان از چسب ها ی گرم استفاده نمود.
در پایان جهت نشان دادن میزان مصرف چسب های گرم در جهان کافی است به رشد مصرف این چسب ها در آمریکا توجه شود. در فاصله سالهای ۱۹۴۶ تا ۱۹۷۶ میزا مصرف این قبیل چسب ها از حدود ۵/۳ میلیون کیلوگرم به حدود یکصد میلیون کیلوگرم افزایش یافته است.

انتخاب چسب

چسبی که بتواند تمام مواد را به خوبی به یکدیگر اتصال دهد یافت نمی شود. بنابراین باید بین مهمترین خواص مطلوب اتصال چسبی تشکیل شده و سایر خواص آن توازن برقرار شود.
برای انتخاب یک چسب به منظور کاربرد با شرایط مشخص چندین عامل را بایستی در نظر گرفت برای نمونه یکی از این عوامل ، انتخاب یک چسب از بین چسبهائی است که همگی آنها قادر به چسباندن مواد مورد نظر می باشد. حال اگر گفته شود که یک چسب با استحکام بالا ، مثال برای چسباندن رابر به فلز در درجه حرارت کم لازم است .این بیان کافی نخواهد بود زیرا مواردی از قبیل دامنه استحکام مورد نیاز ، نوع تنش وارده بر اتصال چسبی نوع رابر ، محدوده درجه حرارت نوع فلز ، ابعاد و شکل قطعاتی که بایستی به همدیگر متصل شوند و شرایط فرایند چسباندن مشخصی نشده اند.
مواد اتصال یابنده:
خواص فیزیکی و مکانیکی موادی که قرار است به یکدیگر چسبانده شوند و چگونگی آماده سازی سطوح آنها از عوامل مهم در انتخاب چسب ، قبل از چسباندن سطوح به یکدیگر می باشند اگر چه چندین چسب با خواص مکانیکی مختلف می توانند به یک سطح بچسبند ولی دامنه انتخاب مواد اتصال یابنده به علت ضرورت بررسی مواد ذکر شده فوق زیاد نمی باشد.
اجسام اتصال یافته که از موادی با استحکام پائین تر از چسب تشکیل شده اند (مثل الیاف بافته شده بعضی از چوبها) در هر شرایطی که قرار گیرند می توان از عدم قطع پیوند چسبی آنها هنگام شکست جسم اطمینان داشت زیرا خود سطوح اتصال یابنده قبل از اتصال چسبی می شکنند در چنین مواردی باید در نظر داشت که بکار بردن چسب با استحکام خیلی بالا هم موجب افزایش هزینه میگردد استحکام مواد اتصال یابنده و ضخامت آنها بخصوص هنگامی که مدول الاسیتیسیتی چسب مد نظر باشد حائز اهمیت است . مواد انعطاف پذیر مثل رابرها ، فلزات نازک فیلم پلاستیکی و غیره را نباید با یک چسب ترد به یکریگر متصل کرد زیرا پیوند چسبی به سهولت ترک می خورد و باعث افت زیاد استحکام میگردد.
سازگاری مواد اتصال یابنده و چسبها:
اگر که چسب و موادی که قرار است به یکدیگر بچسبند غیر قابل اختلاط باشند. انتخاب نادرست یک چسب می تواند به جسم تولید شده صدمه وارد نماید.

نمونه هایی از این قبیل عبارتند از:

۱- خوردگی قسمتهای فلزی توسط چسب های اسیدی.
۲- مهاجرت نرم کننده از مواد پلاستیکی انعطاف پذیر به درون چسب و در نتیجه کاهش چسبندگی بین سطوح.
۳- اثر منفی چسب های بر پایه حلال و مواد تبخیر شونده بر پلاستیک هائی که باید به یکدیگر چسبانده شوند.
تنش های پیوندی:
چسب ها شامل مواد نرم چسبنده تا سفت با استحکام بیش از میلیون نیوتون بر متر مربع میشوند چسب هائی که دارای استحکام پائین تر و یا بالاتر از مقدار مورد نیاز هستند نباید جهت انتخاب مورد بررسی قرار گیرند در کاربردهائی که چسب باید استحکام معینی را داشته باشد تنش هائی را که اتصال چسبی در معرض آن قرار می گیرد باید بررسی نمود. در این بررسی مقدار تنش ها و شرایطی که تنش اعمال میشود هردو مهم هستند.
عملکرد یک اتصال چسبی به عوامل زیادی بستگی دارد . مهمترین این عوامل عبارتند از:
طراحی اتصالات، نحوه ای که سطوح به یکدیگر متصل می شوند، تکنیک مورد استفاده در چسباندن ، ضخامت لایه چسب ، استحکام و ضخامت قطعاتی که به یکدیگر اتصال می یابند.
فرایند تشکیل اتصال چسبی:
عواملی که در خط تولید ( ساخت یک جسم) مطرحند. عبارتند از حالت فیزیکی چسب ها ، روش تهیه و استفاده از آنها ، نحوه ذخیره سازی ، ماشین های لازم در خط تولید و متغیرهای فرایندی.

متغیر های فرایند شامل موارد زیر است:

زمان مجاز در فاصله بین پوشش و تشکیل پیوند ، زمان و درجه حرارت خشک شدن ، درجه حرارت پخت ، اعمال فشاری که اتصال می تواند تحمل کند ، مدت زمان استعمال چسب ، تغییر استحکام با درجه حرارت خواصی از قبیل بو ، سمیت و اشتعال پذیری
تعدادی از این عوامل که می تواند در انتخاب بهترین چسب برای یک کاربرد راهنما باشد توضیح داده میشود.
روش انتخابی برای استفاده از یک چسب ضمن ساخت یک جسم ( توسط اتصالات چسبی) از طریق اندازه و شکل هندسی و ابعاد قطعات تعداد اجزائی که بایستی پوشش چسبی داده شود همچنین خواص فیزیکی چسب تعیین میشود.
اغلب چسبها به حالت فیزیکی مایع ، خمیری یا جامد وجود دارند و روش استفاده و بکارگیری چسب به حالت فیزیکی آن بستگی دارد.
میزان چسبندگی یک چسب در فرایند تولید یک جسم مهم می باشد و در تشکیل پیوند و پوشش قطعاتی که بایستی به همدیگر اتصال یابند تاثیر مستقیم دارد . میزان چسبناکی زمان لازم بین پوشش چسب و تجمع اجزا در کنار هم ( برای ساخت جسم) را تعیین می کند. خصلت چسبناکی بر شرایطی که قرار است بکار رود حاکم است( شکل فیزیکی سرعت ریزش چسب بر سطوح ، زمان اختلاط و روش کاربرد).
برخلاف چسبهای ترمو پلاستیکی نوع ترموستلی آنها عموماً از چسبناکی اندکی برخوردارند.
نمونه هائی از چسبها ی دارای میزان چسبناکی خوب چسب های لاتکس پس از خروج آب ( یا مایع حاصل) از آن و چسبها ی رابری بر پایه حلال می باشند.
در تولید بعضی از اجسام از طریق اتصال قطعات به یکدیگر ، درجه حرارت پخت بر انتخاب چسب اثر میگذارد . تعدادی از چسبهای ترموستی ضمن پخت به حرارت و فشار جهت تشکیل پیوند نیاز دارند . حال اگر امکان اعمال حرارت و فشار نباشد باید چسبهائی را که اصطلاحاً به کلد ستینگ) موسومند بکار برد.
شرایط سرویس:
چسب انتخاب شده برای تهیه یک جسم بایددر مدت زمانی که جسم مورد استفاده است اجزاء سازنده آن را به همدیگر متصل نگهداشته و در شرایط سرویس استحکام آن حفظ شود. بنابراین طراح باید از تمام جوانب اگاه باشد تا بتواند چسب مناسب را انتخاب نماید.
عمر چسب
دوام اتصال چسبی معمولا می بایستی مساوی با دوام جسم ضمن سرویس باشد . برای مثال چسبی که برای اتصال تکه سنگ ها به یک فلز بکار می رود بایستی تا زمان از بین رفتن سنگ ها بادوام باقی بماند.نمونه های دیگر ، لنت ترمز اتومبیل ، تخته ، و پاشنه کفش اند که عمر چسب در آنها باید زیاد باشد.
بعضی از اوقات دوام کوتاه مدت یک چسب مورد نیاز است.
هزینه
هنگامی که برای تهیه یک جسم بتوان چند چسب را پیشنهاد نمود در این صورت فاکتور هزینه مطرح است. استفاده از ارزان ترین چسب هم ممکن است تحت تاثیر بعضی از عوامل فرآیند تولیدگردد. از جمله این عوامل از می توان راندمان پوشش چسب بر روی سطوح ، سهولت استعمال و وسایل مورد نیاز فرآیند ، زمان انجام فرآیند ، هزینه کارگر جهت بازرسی قسمت های اتصال یافته ومقدار مواد ضایعاتی نام برد.
کاربرد چسب های گران قیمت هم که سریعاً عمل اتصال را با تکنیک ساده انجام می دهند ممکن است یک انتخاب اقتصادی باشد.
سایر عوامل
نوع مجموعه ای که باید به یکدیگر اتصال یابند یک عامل تعیین کننده در انتخاب چسب می باشد. این مجموعه ممکن است از طریق یک واحد تولیدی انبوه و یا کارگاهی ساخته شود. تولید ماشینی جسم اتصال یافته معمولاً به چسبی با فرم مخصوص نیاز دارد تا تولید سریع میسر باشد.
برای مثال چسب مایع برای تولید محصولاتی که از طریق لایه چینی ساخته می شوند بکار می رود اتصال قطعات کوچک و ظریف به همدیگر به مهارت فرد سازنده جسم نیز بستگی دارد در اینجا تولید با سرعت کم صورت می گیرد.
چون بعضی از چسب ها به عنوان درزگیر در برابر نفوذ گاز ، رطوبت و حلال یا بعنوان عایق حرارتی و الکتریکی بکار می روند بنابراین در انتخاب یک چسب نقش ان باید در نظر گرفته شود. عوامل دیگری هم از قبیل خواص نوری ، مغناطیسی ، الکتریکی و ایمنی ممکن است قبل از انتخاب یک چسب جهت بررسی لازم باشد.
پارامترهای موثر بر دوام اتصال چسبی
الف- نوع محیط ب- غظلت اب ج- درجه حرارت د- نوع چسب ه- نوع موادی که بایستی به یکدیگر متصل شوند. و- آماده سازی سطوح قبل از قراردادن چسب بر انها ز- تنش ح- روشهای انجام تست دوام اتصال چسبی

معرفی آزمایش های کنترل کیفیت چسب ها

برای مطمئن شدن از اینکه چسب انتخاب شده قادر به نگهداری کیفیت مورد نیاز است انجام آزمایشاتی بر آن ضرورت دارد. در آزمایش چسب ها ممکن است لازم باشد تا یک و یا چند خاصیت فیزیکی آن اندازه گیری شود. این آزمایش ها معمولاً طبق توصیه موسسات استاندارد (مثل astm) انجام می شوند.
در هر یک از این مراحل تهیه یک چسب از قبیل انتخاب صحیح مواد فرمول ، مخلوط سازی و یا سایر عملیات برای حفظ کیفیت استاندارد ، ازمایش های معینی که در زیر نام برده می شوند باید انجام گیرند.
آزمایش های خواص عمومی
جهت بررسی خواص عمومی چسب ها تعدادی آزمایش لازم است. این آزمایش ها هم باید از طریق واحد کنترل کیفیت تولید کنندگان چسب ها و هم خریداران آنها انجام گیرند. علت لزوم انجام آزمایش ها توسط خریداران این است که تولید کنندگان چسب ها اغلب قادر به کنترل کامل خواص عمومی در سطح استاندارد نیستند.
مهمترین خواص عمومی چسب ها عبارتنداز:
گرانروی ، پات لایف ، زمان ژلاسیون ، تک ، مقدار جامد ، مدت زمان نگهداری در انبار ، دانستیه و خیس نمودن سطوح
آزمایش های خواص مکانیکی
متداول ترین آزمایش های خواص مکانیکی عبارتند از : کشش سنجی ، لپ شی یر ، خستگی ، خزش ، استحکام برش ، خمشی و ضربه ای ، دابل لپ شی یر تنسایل تست ، t- پیل تست ، کوزشی برتست ، بت تنسایل تست و کور دنسیتی
آزمایش های اثرات محیطی
پس از آنکه خواص مکانیکی چسب تعیین شد اثر عوامل محیطی هم باید بررسی شود . آزمایش در محیط هائی مثل آب ، حلال آلی ، اکسیژن و… انجام گرفته و آگاهی از اثرات آنها موجب پیش بینی عملکرد چسب در محیط مورد نظر می گردد. معمول ترین آزمایش های محیطی عبارتند از :
اثر درجه حرارت های مختلف ، رطوبت ، نمک ها ، مایعات آلی و بررسی تخریب حرارتی و نوری .

خواص فیزیکی و عمر مفید یک پوشش رنگ، بر پایه موارد ذیل استوار است.

۱) فرمولاسیون: نوع و نسبت مواد خام استفاده شده در فرمول رنگ

۲) تولید: روشهای به کار رفته در تولید از مواد خام به محصول نهایی

۳) کاربرد: اعمال یک پوشش با ضخامت مناسب روی سطح آماده سازی شده

۴) خشک شدن و طول عمر: شرایطی که تحت آن، فیلم رنگ از طریق هوا خشک یا به کمک کوره خشک میشود و شرایطی که قطعه رنگ شده در آن قرار دارد.

از موارد فوق قسمتهای اول و دوم تحت کنترل سازندگان رنگ قرار دارد. (یعنی فرمولاسیون و ساخت رنگ) در مورد قسمت سوم سازندگان رنگ ممکن است نظارت مختصری داشته باشند و لیکن در مورد قسمت سوم کاملاً خارج از کنترل سازنده رنگ قرار دارد. از آنجا که اشکالات مربوط به نحوه مصرف و شرایط نامساعد خشک شدن موجب بروز نقصانهایی در پوشش اعمال شده          می نماید، در موقع رسیدگی به شکایات مربوط به رنگ آمیزی باید به این قسمت توجه کامل داشت. متأسفانه بعد از مصرف رنگ ممکن است که آثار این نقصانها از بین رفته باشد، در چنین شرایطی معمولاً مصرف کنندگان عیب را به گردن فرمول و ساخت رنگ می اندازند. اطلاع رسانی به فرمولنویس رنگ در رابطه با رنگی که میخواهد بسازد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به عنوان مثال ممکن است از رنگساز خواسته شود پوششی را برای شرایط خاص تهیه کند و یا یک نمونه از رنگ مشابه را جهت شبیه سازی به او ارائه دهند. رنگساز، رنگ مورد نظر را ساخته و به مشتری ارائه میدهد. این نمونه ممکن است نیازهای اختصاصی را برآورده کند، اما یک فاکتور مهم را که اطلاعات مربوط به آن به  رنگساز داده نشده بود را در بر نداشته باشد. برای اجتناب از این موارد، کاملاً واضح است که فرمولنویس رنگ باید تمام اطلاعات لازم را برای ساخت یک رنگ مطلوب در اختیار داشته باشد. از جمله این اطلاعات، شرایط مصرف، شرایط کاربرد، نحوه خشک شدن، قیمت و غیره هستند. فرمول نویس مواد خام متنوعی را در اختیار دارد. او از این مواد برای ساخت رنگ استفاده میکند. رنگهای صنعتی که به صورت سفارشی ساخته می شوند، مواد خام متنوعی را طلب میکنند. به هر حال فرمول نویس باید این مطلب را در ذهن داشته باشد که هر ماده جدیدی را که میخواهد در فرمول خود مصرف کند، باید در انبار کارخانه داشته باشد. این مطلب در ارتباط مستقیم با افزایش سرمایه در گردش کارخانه قرار دارد که باعث بالا رفتن قیمت تمام شده رنگ می شود. فروشندگان مواد اولیه رنگ معمولاً فرمولهای پیشنهادی را برای انواع مختلف رنگ ارائه میدهند. این فرمولها برای شروع به کار مفیدند و اطلاعات ارزنده ای دربردارند. لیکن به دلیل استفاده از مواد خاص که سازندگان خاص نیز دارد، همیشه عیناً قابل استفاده نیستند. از طرف دیگر این فرمولها در اختیار همگان قرار دارند. یک فرمول نویس با تجربه، می باید با تغییرات لازم در این فرمولها، فرمولاسیونی اقتصادی و کارآمد به وجود آورد. مورد دیگر اینکه، فرمولهای پیشنهادی، معمولاً در شرایط آزمایشگاهی به دست آمده اند و اجرای آن در تولید انبوه ممکن است نتایج متفاوتی را در برداشته باشد. این مطلب را باید در نظر داشت که معمولاً تفاوت اساسی بین ساخت یک فرمول در آزمایشگاه و خط تولید انبوه وجود دارد. این تفاوتها معمولاً در اختلاف بین زمان پخش رنگدانه در رنگ پایه grinding، دمای حاصل از پروسه تولید، همچنین اثر جرم  Massacation حادث میشود. این فاکتورها در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی محصول ساخته شده اثر میگذارند.

خواص فیزیکی و عمر مفید یک پوشش رنگ، بر پایه موارد ذیل استوار است.

۱) فرمولاسیون: نوع و نسبت مواد خام استفاده شده در فرمول رنگ

۲) تولید: روشهای به کار رفته در تولید از مواد خام به محصول نهایی

۳) کاربرد: اعمال یک پوشش با ضخامت مناسب روی سطح آماده سازی شده

۴) خشک شدن و طول عمر: شرایطی که تحت آن، فیلم رنگ از طریق هوا خشک یا به کمک کوره خشک میشود و شرایطی که قطعه رنگ شده در آن قرار دارد.

از موارد فوق قسمتهای اول و دوم تحت کنترل سازندگان رنگ قرار دارد. (یعنی فرمولاسیون و ساخت رنگ) در مورد قسمت سوم سازندگان رنگ ممکن است نظارت مختصری داشته باشند و لیکن در مورد قسمت سوم کاملاً خارج از کنترل سازنده رنگ قرار دارد. از آنجا که اشکالات مربوط به نحوه مصرف و شرایط نامساعد خشک شدن موجب بروز نقصانهایی در پوشش اعمال شده          می نماید، در موقع رسیدگی به شکایات مربوط به رنگ آمیزی باید به این قسمت توجه کامل داشت. متأسفانه بعد از مصرف رنگ ممکن است که آثار این نقصانها از بین رفته باشد، در چنین شرایطی معمولاً مصرف کنندگان عیب را به گردن فرمول و ساخت رنگ می اندازند. اطلاع رسانی به فرمولنویس رنگ در رابطه با رنگی که میخواهد بسازد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به عنوان مثال ممکن است از رنگساز خواسته شود پوششی را برای شرایط خاص تهیه کند و یا یک نمونه از رنگ مشابه را جهت شبیه سازی به او ارائه دهند. رنگساز، رنگ مورد نظر را ساخته و به مشتری ارائه میدهد. این نمونه ممکن است نیازهای اختصاصی را برآورده کند، اما یک فاکتور مهم را که اطلاعات مربوط به آن به  رنگساز داده نشده بود را در بر نداشته باشد. برای اجتناب از این موارد، کاملاً واضح است که فرمولنویس رنگ باید تمام اطلاعات لازم را برای ساخت یک رنگ مطلوب در اختیار داشته باشد. از جمله این اطلاعات، شرایط مصرف، شرایط کاربرد، نحوه خشک شدن، قیمت و غیره هستند. فرمول نویس مواد خام متنوعی را در اختیار دارد. او از این مواد برای ساخت رنگ استفاده میکند. رنگهای صنعتی که به صورت سفارشی ساخته می شوند، مواد خام متنوعی را طلب میکنند. به هر حال فرمول نویس باید این مطلب را در ذهن داشته باشد که هر ماده جدیدی را که میخواهد در فرمول خود مصرف کند، باید در انبار کارخانه داشته باشد. این مطلب در ارتباط مستقیم با افزایش سرمایه در گردش کارخانه قرار دارد که باعث بالا رفتن قیمت تمام شده رنگ می شود. فروشندگان مواد اولیه رنگ معمولاً فرمولهای پیشنهادی را برای انواع مختلف رنگ ارائه میدهند. این فرمولها برای شروع به کار مفیدند و اطلاعات ارزنده ای دربردارند. لیکن به دلیل استفاده از مواد خاص که سازندگان خاص نیز دارد، همیشه عیناً قابل استفاده نیستند. از طرف دیگر این فرمولها در اختیار همگان قرار دارند. یک فرمول نویس با تجربه، می باید با تغییرات لازم در این فرمولها، فرمولاسیونی اقتصادی و کارآمد به وجود آورد. مورد دیگر اینکه، فرمولهای پیشنهادی، معمولاً در شرایط آزمایشگاهی به دست آمده اند و اجرای آن در تولید انبوه ممکن است نتایج متفاوتی را در برداشته باشد. این مطلب را باید در نظر داشت که معمولاً تفاوت اساسی بین ساخت یک فرمول در آزمایشگاه و خط تولید انبوه وجود دارد. این تفاوتها معمولاً در اختلاف بین زمان پخش رنگدانه در رنگ پایه grinding، دمای حاصل از پروسه تولید، همچنین اثر جرم  Massacation حادث میشود. این فاکتورها در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی محصول ساخته شده اثر میگذارند.

رنگ چیست ؟

تاثیر فیزیکی و روانی است که پس از باز تابش نور از جسم به چشم ما میرسد.

توسط 3 فاکتور بیان میشود:

1 – فام: بیانگر نوع رنگ میباشد. (زرد – قرمز- آبی و…..)

2- عمق: نشاندهنده کمرنگ و پررنگ بودن میباشد.

3- خلوص: شفافیت رنگ را بیان مینماید.

رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبایی های هنر قدیم در روزگار ما عامل پر توانی در آراستن و جلوه گری همه ی آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسایلی است که به دست توانای انسان تولید می گردد. انسان در پهنه ی تولید، تزئین خانه ها، پوشاک، در هنر نقاشی، صنایع کشتی رانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی و خلاصه در همه ی شئونات زندگی با رنگ سروکار دارد.
بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، ساییدگی، مواد شیمیایی، حلال ها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.
صنعت رنگ سازی قدمت طولانی دارد. اوایل رنگ را به طریق ابتدائی از روغن های گیاهی با استفاده از آسیاب های سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید می کردند.اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، رنگ سازی پیشرفت شایانی نموده به طوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جایی پر نفوذ برای خود باز نماید و به جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.

رزین (Resin) در لغت به معنی صمغ کاج است. رزین پایه اصلی رنگ است و سایر اجزای رنگ به وسیله آن به یکدیگر و به سطح مورد نظر می چسبند. ضمنا رزین، با تشکیل فیلم، بعد از خشک شدن رنگ، باعث محافظت سطوح در برابر عوامل خارجی می شود.

کیفیت یک رنگ به نوع رزین آن بستگی دارد. به همین دلیل است که پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند.

واکنش تبدیل رنگ تر به یک فیلم جامد را که منحصرا به رزین مربوط می شود، خشک شدن می گویند که به روش های زیر انجام می شود:

الف) با تبخیر حلال موجود در رنگ مانند رزین های ونیلی

ب) ترکیب رزین با اکسیژن و یا بخار آب مانند آلکید رزین ها

پ) با کمک رطوبت هوا

ت) استفاده از حرارت جهت تسریع خشک کردن

ث) ترکیب با یک سخت کننده

پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند. رزین های مصرفی در رنگ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

الف) رزین های طبیعی: این رزین ها اغلب از صمغ و شیره درختان به دست می آید.

ب) رزین های مصنوعی: این رزین ها که امروزه به طرق مختلف تهیه می شوند عبارت اند از: رزین های آلکید، پلی استر، فنولیک، کلروکائوچو، آکریلیک و…

تئوری های موجود در مورد رنگی بودن یک ماده:

تئوری ویت:

طبق این تئوری ماده رنگزا از 2 قسمت تشکیل شده است:

1 – chromphor (کروموفور)

2 – auxochrom (آگزوکروم)

یک ترکیب آلی وقتی رنگی است که دارای یک یا چند گروه اشباع نشده داشته باشد که به این گروههای اشباع نشده کروموفور گویند.

گروههای شیمیایی موجود در ترکیب رنگی که باعث افزایش شدت رنگ میشوند آگزوکروم نام دارند.

تئوری آرمسترانگ:

طبق این تئوری تمام ترکیباتی که ساختار کینوئیدی داشته باشند رنگی هستند.

که این تئوری دارای مثال نقض میباشد پس این فرضیه رد شد.

تئوری: nietzki

هر چقدرجرم مولکولی ماده رنگی ما بالاتر برود رنگ ماده عمیق تر میشود.

که دارای مثال نقض میباشد.

تئوری های جدید:

بر پایه 2 اصل بیان شده است:

1 – کوانتایی بودن انرژی نور

2 – جذب اشعه توسط مولکول ها

تئوری پیوند ظرفیتی:

براساس این تئوری کروموفور گروههایی از اتم ها هستند که به وسیله ی انرژی جذب شده از حالت پایه به حالت برانگیخته منتقل میشوند ورنگ را ایجاد میکند.

آگزوکروم گروه هایی اند که تمایل دارند فرم رزونانس را با اثر متقابل جفت الکترون های غیر پیوندی آگزوکروم ها با پای الکترون های حلقه آروماتیک افزایش دهند.

رنگ

مواد رنگرزي مصرفي در نساجي به دو گروه اصلي و هر گروه به چند شاخه فرعي تقسيم شده است.

الف – مواد رنگرزي گروه اول: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب محلول هستند به جز مواد رنگرزي ديسپرس كه خيلي جزيي محلول مي باشند و شامل مواد رنگرزي اسيدي، مستقيم، بازي و ديسپرس هستند.

ب- مواد رنگرزي گروه دوم: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب نامحلول هستند كه به گروههاي فرعي ديگري تقسيم مي شوند:

1) مواد رنگرزي در نهايت به صورت ذرات بزرگ نامحلول در آب بر روي الياف ايجاد مي شوند و شامل مواد رنگرزي گوگردي، خمي و آزوئيك است.

2) با الياف پيوند كوالانسي تشكيل مي دهند و شامل مواد رنگرزي راكتيو مي باشد.

3) مواد رنگرزيي كه با دندانه هاي فلزي روي الياف به كار مي روند و شامل مواد رنگرزي كرومي، يا متاكروم هستند.

4) ذرات غير قابل حل در داخل ليف محاط مي شوند و به خاطر اندازه و بي اثر بودنشان فرآيند برگشت ناپذير است.

– درخشان كننده هاي فلورسنتي

1 – رنگ هاي اسيدي

مهمترين مصرف اين رنگ ها در رنگرزي پشم بوده ولي گاهي براي رنگرزي ابريشم، پلي آميدها، آكريليك و الياف پروتئيني ديگر نيز به كار مي روند. معمولاً محيط حمام رنگرزي اين اسيدي و شامل اسيد سولفوريك، فرميك و استيك مي باشد ولي گاهي بعضي از آنها در محيط هاي خنثي و كمي قليايي نيز به كا برده مي شوند. از نظر شيميايي رنگهاي اسيدي شامل رنگ هاي آزو، آنتراكينوني، تري فنيل متان، آزين، گزنتين، كينون، ايمين، نيترو و نيتروزو مي باشند. مقاومت اين نوع رنگ ها بسيار متغير است و به ساختمان شيميايي آنها بستگي دارد. اين رنگ ها بر روي انواع مختلف پشم، نخ، نمد، آستري و گاهي ابريشم، پلي آميدها، الياف آكريليك و الياف پروتئيني رنگهاي روشن ايجاد مي نمايند.

2 – رنگ هاي بازي

اين رنگ ها كه از نظر شيميايي به رنگ هاي كاتيوني معروف هستند، به صورت نمك بوده و سيستم كروموفريك آن در قسمت كاتيون مي باشد. اين رنگ ها از اولين رنگ هاي سنيتيك بوده ولي امروزه به مقدار خيلي زياد تهيه مي شوند. رنگ هاي بازي از شفافيت به خصوصي بر خوردار هستند و رنگ هاي قرمز، بنفش، آبي و سبز را توليد مي كنند. در مقابل نور مقاومت خوبي از خود نشان نمي دهند ولي در عوض اغلب الياف را توسط آنها مي توان رنگ نمود. رنگ هاي تري فنيل متان و دي فنيل متان از عمده ترين رنگ هاي كاتيوني مي باشند. سيستم كروموفوري آن شامل كربن مركزي بوده كه سه حلقه آروماتيك به آن متصل است. رنگ و خواص تركيب بستگي به نوع و تعداد آكسوكرومهايي از قبيلNR2 – OH – (آريل آلكيل، آريل يا آلكيل = R) و غيره در سه محل پارا خواهد داشت. نمونه هايي از اين رنگ ها سبز مالاكيت، بنفش كريستال و آبي ميكرل هيدرول مي باشد. اين رنگ ها براي رنگرزي پشم، ابريشم، پنبه دندانه دار شده با تانن و الياف آكريليك به كار مي روند.

3 – رنگ هاي مستقيم

از آنجايي كه اين رنگ ها بدون دندانه به كار برده مي شوند، لذا به رنگ هاي مستقيم معروف هستند. اين دسته رنگ هاي آنيوني بوده كه در محيط آبكي شامل الكتروليت براي رنگرزي الياف سلولزي مصرف مي شوند. در ضمن بعضي از اين رنگ ها توسط واكنشهاي آزوتاسيون مستقيماً بر روي الياف ظاهر مي گردند.

4 – رنگ هاي ديسپرس

اين رنگ ها كه از نوع شيميايي آزو، آنتراكينوني و نيترو مي باشند، اغلب داراي گروه هاي آمينو يا آمينوي استخلاف شده هستند. ولي گروه هاي قابل حل نظير اسيد سولفونيك ندارند و در محيط هاي آبكي همراه با مواد ديسپرس كننده به كار مي روند. موارد استعمال اصلي اين رنگ ها در رنگرزي استات سلولز، نايلئن، پلي استر، الياف آكريليك، پشم و الياف پلي آميدي است.

5 – رنگ هاي گوگردي

اين رنگ ها كه عمدتاً براي رنگرزي الياف سلولزي به كار مي روند داراي ثبات متوسط در مقابل اكثر عوامل خارجي هستند. نمونه هاي سياه، سبز، آبي و قهوه ايي اين رنگ ها ثبات خوبي در مقابل نور از خود نشان مي دهند. آنها رنگ هاي غير قابل حل در آب هستند كه شامل گوگرد در سيستم كروموفري و هم جزء زنجير پلي سولفيد مي باشند. اين رنگ ها معمولاً در حمام سولفيد سديم به كار رفته و مي توانند به فرم قابل حل در آب احياء گردند و توسط هوا، اكسيداسيون دوباره رنگ دوباره بر روي الياف انجام مي پذيرد.

6 – رنگ هاي خمي

اين رنگ ها كه گروه بزرگي را تشكيل مي دهند عمدتاً از انواع شيميايي آنتراكينوني، نيلي گوگردي مي باشند. اين رنگ ها نامحلول بوده و به كمك سود كوستيك و سديم هيدروسولفيت احياء مي شوند و به صورت لوكوي محلول در مي آيند. اين لوكو جذب ليف شده توسط اكسيداسيون (در بعضي موارد به كمك اكسيزن هوا و در بعضي موارد توسط بيكرومات پتاسيم) مجدداً به شكل نامحلول در داخل ليف در مي آيد. اين رنگ ها در درجه اول براي رنگرزي پنبه و در درجه دوم براي پشم، ابريشم و استات سلولز مورد استفاده قرار مي گيرند.

7 – رنگ هاي آزوئيك

اين رنگ ها، رنگ هاي آزوي غير قابل حل مي باشند كه بر روي الياف تشكيل مي گردند و اغلب از تركيبات نفتل ها و مشتقاتشان با نمك هاي دي آزونيم حاصل مي شوند.ثبات اين نوع رنگ ها در روي الياف سلولزي نظير پنبه در مقابل نور و شستشو بسيار ساده است.

8 – رنگ هاي راكتيو

اين رنگ ها در سالهاي اخير كشف شده است و از مشخصات آنها وجود يك اتم و يا مجموعي از اتم هاي مستعد فعل و انفعالات مانند NH2 OH CL مي باشد كه با عامل هيدروكسيل سلولز و يا عامل آمين و آميد پشم و بالاخره با الياف سنتتيك مشابه واكنش مي دهد. مواد رنگرزي راكتيو هم اكنون از اهميت قابل توجهي براي رنگرزي الياف سلولزي، به تنهايي و يا در مخلوط با ديگر الياف برخوردارند. آنها همچنين براي رنگرزي الياف پشمي و ابريشمي نيز به كار مي روند. گروه كوچكي از مواد رنگرزي ديسپرس راكتيو به نام پرسينيل قابل استفاده براي رنگرزي نايلونها هستند.

9 – رنگ هاي دندانه ايي (رنگ هاي كروم دار يا متا كروم)

اين رنگ ها شامل انواع شيميايي آزو و آنتراكينوني مي باشند. بعضي از رنگ هاي اسيدي نيز با فلزات كمپلكس و بر روي الياف لاك توليد مي نمايند (به عنوان مثال با كروم) كه داراي مقاومتي بهتر از رنگ اسيدي در مقابل آب و رطوبت مي باشد. رنگ هاي كمپلكس فلزي همان لاكهاي كروم دار است كه از كمپلكس فلزي رنگ هاي دي هيدروكسي تهيه شده و براي رنگرزي پشم و الياف پلي آميدي به كار مي روند. رنگ هاي كمپلكس فلزي بر حسب كاربدشان در حمام هاي مختلف رنگرزي به دو دسته تقسيم مي شوند:

الف) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط اسيدي (رنگ هاي آزو با فلز كروم به نسبت 1:1)

ب) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط خنثي (رنگ هاي آزو با فلزات كروم يا كبالت به نسبت 2:1)

10 – پيگمنت ها

اساس كاربرد پيگمنت ها براي رنگ كردن الياف نساجي كاملاً با طبقات مواد رنگرزي ذكر شده كه در آنها نفوذ مولكول ماده رنگرزي به داخل ليف يك مرحله اساسي فرآيند رنگرزي مي باشد، متفاوت است. پيگمنت ها چون از نظر فيزيكي داراي ذرات درشت غير محلول در آب مي باشند، بنابراين آنها را نمي توان در هر مرحله اي از فرآيند نساجي به داخل ليف وارد كرد. به هر حال پيگمنت ها را مي توان در طي توليد الياف با مواد تشكيل دهنده الياف كه به صورت پليمر مي باشد، قبل از عمل ريسندگي كه منجر به تشكيل فيلامنت ها مي گردد مخلوط نمود. چنين فرآيندي را رنگ كردن توده پليمري مي نامند. كالاي رنگ شده ثبات شستشويي بالايي دارد. اين روش به رنگ كردن الياف مصنوعي محدود شده است.

11 – درخشان كننده هاي فلورسنتي

اين مواد تركيبات بي رنگي هستند كه تشعشعات ماوراء بنفش را جذب نموده و تبديل به تشعشعات نور مريي كه معمولاً بين طيف آبي تا بنفش مي باشند مي نمايند. هنگاميكه اين مواد را براي سفيد كردن كالاهاي نساجي به كار مي برند، به خاطر نور آبي منتشر شده از سطح كالاي نساجي اثر زردي كالا را خنثي مي كنند. به طوريكه مقدار كلي نور منتشر شده را افزايش داده و كالا سفيدتر و درخشان تر به نظر مي رسد. درخشان كننده هاي فلورسنتي به معرفهاي آبي كننده قديمي مثل اولترامارين متيل بنفش برتري دارند. اين مواد به مقدار زياد در تهيه صابون و پودر هاي رختشويي مصرف مي شوند. به منظور رنگرزي در درجه اول براي پنبه و در درجه دوم براي پشم و نايلون به كار مي روند.

رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی می‌کنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی می‌باشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.

نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز

در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی می‌باشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی می‌باشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل می‌کند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.

پنبه یک کربوهیدرات می‌باشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد می‌شود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی می‌شود.

رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری

این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها، رنگ با الیاف ترکیب می‌شود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب می‌شوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.

رنگ دانه‌ای

این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که می‌توانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده می‌شوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار می‌رود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده می‌شود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم، کروم و آهن استفاده می‌شود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها می‌باشد.

رنگ خمیری

رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار می‌دهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند.

رنگ واکنشی

این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته می‌شوند، در درون خود پارچه، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها، رنگهای آزو می‌باشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل می‌گردد. به رنگی که به این صورت حاصل می‌شود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.

رنگ پخش شونده

این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول می‌باشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته می‌شود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل می‌شود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل می‌شود.

پژوهش در زمينه رنگ

پژوهش در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح و كاربردهاي متنوع اين مواد در صنايع مختلف، در گروه رنگ و روكش‌هاي سطح پژوهشگاه پليمر ايران انجام مي‌گيرد. در اين راستا گروه رنگ پژوهشگاه از طريق همكاري با صنايع مختلف طرح‌هاي مشتركي را بصورت طرح‌هاي ملي، صنعتي و پژوهشي در دست مطالعه و اجرا دارد.
تحقيقات در زمينه ارائه دانش فني و فرمولاسيون‌هاي روكش‌هاي سطح، اعم از سيستم‌هاي پايه آبي، حلالي، پودري و مركب‌هاي چاپ، ارائه سرويس و خدمات علمي و فني و تدوين استانداردهاي صنعتي در زمينه رنگ، روكش و چسب در اين گروه انجام مي‌گيرد. همچنين با توجه به كاربردهاي متنوعي كه مواد از قبيل چسب و رزين در صنايع مختلف دارند و در راستاي اعتلاي صنايع رزين كشور، بخش ديگري از فعاليت اين گروه در اين زمينه انجام مي‌گيرد. طراحي خط توليد نيمه‌ صنعتي رزين، ارائه تكنيك‌هاي رزين در صنايع چسب و رزين، منطبق كردن اين صنايع با مسائل زيست محيطي از طريق ترويج عدم استفاده از حلال‌ها و نيز ارائه سمينارها و دوره‌هاي آموزشي در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح از جمله ديگر فعاليت‌هاي اين گروه مي‌باشد.

رنگ جادویی

محققان دانشگاه صنعتی سیدنی استرالیا، تحقیقی برای استفاده از نانوذرات اکسید وانادیم به عنوان رنگ‌دانه‌های هوشمند در دست انجام دارند. خواص نوری این ترکیب در دمای 60 درجه‌ی سانتی‌گراد تغییرات شدیدی می‌کند. نوع نانوساختاری این ماده خصوصیات دیگری نیز دارد و بر اثر تابش نور می‌تواند رفتار رزونانس پلاسمونی از خود نشان دهد. در این صورت شاید بتوان با استفاده از این رنگ، نور خورشید را به جریان برق تبدیل کرد.

در نگاه اول به نظر می‌رسد دمای 60 درجه برای کاربردهای هوای آزاد، دمای بالایی باشد. اما چند نکته وجوددارد؛ اول این‌که با افزودن (دوپ کردن) مولیبدن یا تنگستن به نانوذرات اکسید وانادیم می‌توان دمای انتقال مذکور را چندین درجه پایین آورد. از طرفی، دمای هوا در کشوری مثل استرالیا خیلی وقت‌ها بالاتر از 40 درجه می‌شود. در چنین شرایطی دمای سطوح فلزی رنگ شده به آسانی به بالاتر از 60 درجه می‌رسد.

در طیف فروسرخ نزدیک (near-infrared) نور، تفاوت بین حالات دماپایین و دمابالا خیلی برجسته است؛ این بخش از نور دقیقاً همان چیزی است که برای رنگ هوشمند مورد نیاز است. اما آیا تفاوت، آنقدر هست که بتواند میزان حرارت وارد شده به سطح رنگی را تغییر دهد؟

تیم محققان دانشگاه سیدنی در مقاله‌ی اخیر خود در مجله‌ی Nanotechnology اینگونه به این سوال پاسخ داده اند؛ آنها مقداری رنگ‌دانه‌ی اکسید وانادیم را به یک روش ساده‌ی شیمی تهیه کردند و خواص پراکنش نور را در سطوحی که با آن رنگ شده بود اندازه گرفتند.

شبیه‌سازی خواص نوری نانوذرات اکسید وانادیم

آنها اعلام کردند که پاسخ این سوال هم بله است هم خیر! بله به این علت که تغییر در دمای رنگ باعث تغییر در میزان امواج فروسرخ جذب شده به‌وسیله‌ی رنگ می‌شود و این تغییرات با پیش بینی‌های تئوری تطابق دارد. اما نه به این دلیل که این تغییرات می‌تواند حرارت وارد شده به ساختار را فقط چند درصد تغییر دهد.

بنابراین اکسید وانادیم علی‌رقم خواص فوق‌العاده‌ی انتقال فاز در 60 درجه‌ی سانتی گراد، نمی‌تواند راه حلی برای این مسئله باشد.

رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر، نقاشی، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود.

رنگ چیست ؟

تاثیر فیزیکی و روانی است که پس از باز تابش نور از جسم به چشم ما میرسد.

توسط 3 فاکتور بیان میشود:

1 – فام: بیانگر نوع رنگ میباشد. (زرد – قرمز- آبی و…..)

2- عمق: نشاندهنده کمرنگ و پررنگ بودن میباشد.

3- خلوص: شفافیت رنگ را بیان مینماید.

رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبایی های هنر قدیم در روزگار ما عامل پر توانی در آراستن و جلوه گری همه ی آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسایلی است که به دست توانای انسان تولید می گردد. انسان در پهنه ی تولید، تزئین خانه ها، پوشاک، در هنر نقاشی، صنایع کشتی رانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی و خلاصه در همه ی شئونات زندگی با رنگ سروکار دارد.
بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، ساییدگی، مواد شیمیایی، حلال ها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.
صنعت رنگ سازی قدمت طولانی دارد. اوایل رنگ را به طریق ابتدائی از روغن های گیاهی با استفاده از آسیاب های سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید می کردند.اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، رنگ سازی پیشرفت شایانی نموده به طوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جایی پر نفوذ برای خود باز نماید و به جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.

رزین (Resin) در لغت به معنی صمغ کاج است. رزین پایه اصلی رنگ است و سایر اجزای رنگ به وسیله آن به یکدیگر و به سطح مورد نظر می چسبند. ضمنا رزین، با تشکیل فیلم، بعد از خشک شدن رنگ، باعث محافظت سطوح در برابر عوامل خارجی می شود.

کیفیت یک رنگ به نوع رزین آن بستگی دارد. به همین دلیل است که پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند.

واکنش تبدیل رنگ تر به یک فیلم جامد را که منحصرا به رزین مربوط می شود، خشک شدن می گویند که به روش های زیر انجام می شود:

الف) با تبخیر حلال موجود در رنگ مانند رزین های ونیلی

ب) ترکیب رزین با اکسیژن و یا بخار آب مانند آلکید رزین ها

پ) با کمک رطوبت هوا

ت) استفاده از حرارت جهت تسریع خشک کردن

ث) ترکیب با یک سخت کننده

پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند. رزین های مصرفی در رنگ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

الف) رزین های طبیعی: این رزین ها اغلب از صمغ و شیره درختان به دست می آید.

ب) رزین های مصنوعی: این رزین ها که امروزه به طرق مختلف تهیه می شوند عبارت اند از: رزین های آلکید، پلی استر، فنولیک، کلروکائوچو، آکریلیک و…

تئوری های موجود در مورد رنگی بودن یک ماده:

تئوری ویت:

طبق این تئوری ماده رنگزا از 2 قسمت تشکیل شده است:

1 – chromphor (کروموفور)

2 – auxochrom (آگزوکروم)

یک ترکیب آلی وقتی رنگی است که دارای یک یا چند گروه اشباع نشده داشته باشد که به این گروههای اشباع نشده کروموفور گویند.

گروههای شیمیایی موجود در ترکیب رنگی که باعث افزایش شدت رنگ میشوند آگزوکروم نام دارند.

تئوری آرمسترانگ:

طبق این تئوری تمام ترکیباتی که ساختار کینوئیدی داشته باشند رنگی هستند.

که این تئوری دارای مثال نقض میباشد پس این فرضیه رد شد.

تئوری: nietzki

هر چقدرجرم مولکولی ماده رنگی ما بالاتر برود رنگ ماده عمیق تر میشود.

که دارای مثال نقض میباشد.

تئوری های جدید:

بر پایه 2 اصل بیان شده است:

1 – کوانتایی بودن انرژی نور

2 – جذب اشعه توسط مولکول ها

تئوری پیوند ظرفیتی:

براساس این تئوری کروموفور گروههایی از اتم ها هستند که به وسیله ی انرژی جذب شده از حالت پایه به حالت برانگیخته منتقل میشوند ورنگ را ایجاد میکند.

آگزوکروم گروه هایی اند که تمایل دارند فرم رزونانس را با اثر متقابل جفت الکترون های غیر پیوندی آگزوکروم ها با پای الکترون های حلقه آروماتیک افزایش دهند.

رنگ

مواد رنگرزي مصرفي در نساجي به دو گروه اصلي و هر گروه به چند شاخه فرعي تقسيم شده است.

الف – مواد رنگرزي گروه اول: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب محلول هستند به جز مواد رنگرزي ديسپرس كه خيلي جزيي محلول مي باشند و شامل مواد رنگرزي اسيدي، مستقيم، بازي و ديسپرس هستند.

ب- مواد رنگرزي گروه دوم: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب نامحلول هستند كه به گروههاي فرعي ديگري تقسيم مي شوند:

1) مواد رنگرزي در نهايت به صورت ذرات بزرگ نامحلول در آب بر روي الياف ايجاد مي شوند و شامل مواد رنگرزي گوگردي، خمي و آزوئيك است.

2) با الياف پيوند كوالانسي تشكيل مي دهند و شامل مواد رنگرزي راكتيو مي باشد.

3) مواد رنگرزيي كه با دندانه هاي فلزي روي الياف به كار مي روند و شامل مواد رنگرزي كرومي، يا متاكروم هستند.

4) ذرات غير قابل حل در داخل ليف محاط مي شوند و به خاطر اندازه و بي اثر بودنشان فرآيند برگشت ناپذير است.

– درخشان كننده هاي فلورسنتي

1 – رنگ هاي اسيدي

مهمترين مصرف اين رنگ ها در رنگرزي پشم بوده ولي گاهي براي رنگرزي ابريشم، پلي آميدها، آكريليك و الياف پروتئيني ديگر نيز به كار مي روند. معمولاً محيط حمام رنگرزي اين اسيدي و شامل اسيد سولفوريك، فرميك و استيك مي باشد ولي گاهي بعضي از آنها در محيط هاي خنثي و كمي قليايي نيز به كا برده مي شوند. از نظر شيميايي رنگهاي اسيدي شامل رنگ هاي آزو، آنتراكينوني، تري فنيل متان، آزين، گزنتين، كينون، ايمين، نيترو و نيتروزو مي باشند. مقاومت اين نوع رنگ ها بسيار متغير است و به ساختمان شيميايي آنها بستگي دارد. اين رنگ ها بر روي انواع مختلف پشم، نخ، نمد، آستري و گاهي ابريشم، پلي آميدها، الياف آكريليك و الياف پروتئيني رنگهاي روشن ايجاد مي نمايند.

2 – رنگ هاي بازي

اين رنگ ها كه از نظر شيميايي به رنگ هاي كاتيوني معروف هستند، به صورت نمك بوده و سيستم كروموفريك آن در قسمت كاتيون مي باشد. اين رنگ ها از اولين رنگ هاي سنيتيك بوده ولي امروزه به مقدار خيلي زياد تهيه مي شوند. رنگ هاي بازي از شفافيت به خصوصي بر خوردار هستند و رنگ هاي قرمز، بنفش، آبي و سبز را توليد مي كنند. در مقابل نور مقاومت خوبي از خود نشان نمي دهند ولي در عوض اغلب الياف را توسط آنها مي توان رنگ نمود. رنگ هاي تري فنيل متان و دي فنيل متان از عمده ترين رنگ هاي كاتيوني مي باشند. سيستم كروموفوري آن شامل كربن مركزي بوده كه سه حلقه آروماتيك به آن متصل است. رنگ و خواص تركيب بستگي به نوع و تعداد آكسوكرومهايي از قبيلNR2 – OH – (آريل آلكيل، آريل يا آلكيل = R) و غيره در سه محل پارا خواهد داشت. نمونه هايي از اين رنگ ها سبز مالاكيت، بنفش كريستال و آبي ميكرل هيدرول مي باشد. اين رنگ ها براي رنگرزي پشم، ابريشم، پنبه دندانه دار شده با تانن و الياف آكريليك به كار مي روند.

3 – رنگ هاي مستقيم

از آنجايي كه اين رنگ ها بدون دندانه به كار برده مي شوند، لذا به رنگ هاي مستقيم معروف هستند. اين دسته رنگ هاي آنيوني بوده كه در محيط آبكي شامل الكتروليت براي رنگرزي الياف سلولزي مصرف مي شوند. در ضمن بعضي از اين رنگ ها توسط واكنشهاي آزوتاسيون مستقيماً بر روي الياف ظاهر مي گردند.

4 – رنگ هاي ديسپرس

اين رنگ ها كه از نوع شيميايي آزو، آنتراكينوني و نيترو مي باشند، اغلب داراي گروه هاي آمينو يا آمينوي استخلاف شده هستند. ولي گروه هاي قابل حل نظير اسيد سولفونيك ندارند و در محيط هاي آبكي همراه با مواد ديسپرس كننده به كار مي روند. موارد استعمال اصلي اين رنگ ها در رنگرزي استات سلولز، نايلئن، پلي استر، الياف آكريليك، پشم و الياف پلي آميدي است.

5 – رنگ هاي گوگردي

اين رنگ ها كه عمدتاً براي رنگرزي الياف سلولزي به كار مي روند داراي ثبات متوسط در مقابل اكثر عوامل خارجي هستند. نمونه هاي سياه، سبز، آبي و قهوه ايي اين رنگ ها ثبات خوبي در مقابل نور از خود نشان مي دهند. آنها رنگ هاي غير قابل حل در آب هستند كه شامل گوگرد در سيستم كروموفري و هم جزء زنجير پلي سولفيد مي باشند. اين رنگ ها معمولاً در حمام سولفيد سديم به كار رفته و مي توانند به فرم قابل حل در آب احياء گردند و توسط هوا، اكسيداسيون دوباره رنگ دوباره بر روي الياف انجام مي پذيرد.

6 – رنگ هاي خمي

اين رنگ ها كه گروه بزرگي را تشكيل مي دهند عمدتاً از انواع شيميايي آنتراكينوني، نيلي گوگردي مي باشند. اين رنگ ها نامحلول بوده و به كمك سود كوستيك و سديم هيدروسولفيت احياء مي شوند و به صورت لوكوي محلول در مي آيند. اين لوكو جذب ليف شده توسط اكسيداسيون (در بعضي موارد به كمك اكسيزن هوا و در بعضي موارد توسط بيكرومات پتاسيم) مجدداً به شكل نامحلول در داخل ليف در مي آيد. اين رنگ ها در درجه اول براي رنگرزي پنبه و در درجه دوم براي پشم، ابريشم و استات سلولز مورد استفاده قرار مي گيرند.

7 – رنگ هاي آزوئيك

اين رنگ ها، رنگ هاي آزوي غير قابل حل مي باشند كه بر روي الياف تشكيل مي گردند و اغلب از تركيبات نفتل ها و مشتقاتشان با نمك هاي دي آزونيم حاصل مي شوند.ثبات اين نوع رنگ ها در روي الياف سلولزي نظير پنبه در مقابل نور و شستشو بسيار ساده است.

8 – رنگ هاي راكتيو

اين رنگ ها در سالهاي اخير كشف شده است و از مشخصات آنها وجود يك اتم و يا مجموعي از اتم هاي مستعد فعل و انفعالات مانند NH2 OH CL مي باشد كه با عامل هيدروكسيل سلولز و يا عامل آمين و آميد پشم و بالاخره با الياف سنتتيك مشابه واكنش مي دهد. مواد رنگرزي راكتيو هم اكنون از اهميت قابل توجهي براي رنگرزي الياف سلولزي، به تنهايي و يا در مخلوط با ديگر الياف برخوردارند. آنها همچنين براي رنگرزي الياف پشمي و ابريشمي نيز به كار مي روند. گروه كوچكي از مواد رنگرزي ديسپرس راكتيو به نام پرسينيل قابل استفاده براي رنگرزي نايلونها هستند.

9 – رنگ هاي دندانه ايي (رنگ هاي كروم دار يا متا كروم)

اين رنگ ها شامل انواع شيميايي آزو و آنتراكينوني مي باشند. بعضي از رنگ هاي اسيدي نيز با فلزات كمپلكس و بر روي الياف لاك توليد مي نمايند (به عنوان مثال با كروم) كه داراي مقاومتي بهتر از رنگ اسيدي در مقابل آب و رطوبت مي باشد. رنگ هاي كمپلكس فلزي همان لاكهاي كروم دار است كه از كمپلكس فلزي رنگ هاي دي هيدروكسي تهيه شده و براي رنگرزي پشم و الياف پلي آميدي به كار مي روند. رنگ هاي كمپلكس فلزي بر حسب كاربدشان در حمام هاي مختلف رنگرزي به دو دسته تقسيم مي شوند:

الف) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط اسيدي (رنگ هاي آزو با فلز كروم به نسبت 1:1)

ب) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط خنثي (رنگ هاي آزو با فلزات كروم يا كبالت به نسبت 2:1)

10 – پيگمنت ها

اساس كاربرد پيگمنت ها براي رنگ كردن الياف نساجي كاملاً با طبقات مواد رنگرزي ذكر شده كه در آنها نفوذ مولكول ماده رنگرزي به داخل ليف يك مرحله اساسي فرآيند رنگرزي مي باشد، متفاوت است. پيگمنت ها چون از نظر فيزيكي داراي ذرات درشت غير محلول در آب مي باشند، بنابراين آنها را نمي توان در هر مرحله اي از فرآيند نساجي به داخل ليف وارد كرد. به هر حال پيگمنت ها را مي توان در طي توليد الياف با مواد تشكيل دهنده الياف كه به صورت پليمر مي باشد، قبل از عمل ريسندگي كه منجر به تشكيل فيلامنت ها مي گردد مخلوط نمود. چنين فرآيندي را رنگ كردن توده پليمري مي نامند. كالاي رنگ شده ثبات شستشويي بالايي دارد. اين روش به رنگ كردن الياف مصنوعي محدود شده است.

11 – درخشان كننده هاي فلورسنتي

اين مواد تركيبات بي رنگي هستند كه تشعشعات ماوراء بنفش را جذب نموده و تبديل به تشعشعات نور مريي كه معمولاً بين طيف آبي تا بنفش مي باشند مي نمايند. هنگاميكه اين مواد را براي سفيد كردن كالاهاي نساجي به كار مي برند، به خاطر نور آبي منتشر شده از سطح كالاي نساجي اثر زردي كالا را خنثي مي كنند. به طوريكه مقدار كلي نور منتشر شده را افزايش داده و كالا سفيدتر و درخشان تر به نظر مي رسد. درخشان كننده هاي فلورسنتي به معرفهاي آبي كننده قديمي مثل اولترامارين متيل بنفش برتري دارند. اين مواد به مقدار زياد در تهيه صابون و پودر هاي رختشويي مصرف مي شوند. به منظور رنگرزي در درجه اول براي پنبه و در درجه دوم براي پشم و نايلون به كار مي روند.

رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی می‌کنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی می‌باشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.

نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز

در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی می‌باشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی می‌باشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل می‌کند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.

پنبه یک کربوهیدرات می‌باشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد می‌شود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی می‌شود.

رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری

این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها، رنگ با الیاف ترکیب می‌شود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب می‌شوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.

رنگ دانه‌ای

این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که می‌توانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده می‌شوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار می‌رود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده می‌شود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم، کروم و آهن استفاده می‌شود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها می‌باشد.

رنگ خمیری

رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار می‌دهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند.

رنگ واکنشی

این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته می‌شوند، در درون خود پارچه، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها، رنگهای آزو می‌باشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل می‌گردد. به رنگی که به این صورت حاصل می‌شود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.

رنگ پخش شونده

این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول می‌باشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته می‌شود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل می‌شود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل می‌شود.

پژوهش در زمينه رنگ

پژوهش در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح و كاربردهاي متنوع اين مواد در صنايع مختلف، در گروه رنگ و روكش‌هاي سطح پژوهشگاه پليمر ايران انجام مي‌گيرد. در اين راستا گروه رنگ پژوهشگاه از طريق همكاري با صنايع مختلف طرح‌هاي مشتركي را بصورت طرح‌هاي ملي، صنعتي و پژوهشي در دست مطالعه و اجرا دارد.
تحقيقات در زمينه ارائه دانش فني و فرمولاسيون‌هاي روكش‌هاي سطح، اعم از سيستم‌هاي پايه آبي، حلالي، پودري و مركب‌هاي چاپ، ارائه سرويس و خدمات علمي و فني و تدوين استانداردهاي صنعتي در زمينه رنگ، روكش و چسب در اين گروه انجام مي‌گيرد. همچنين با توجه به كاربردهاي متنوعي كه مواد از قبيل چسب و رزين در صنايع مختلف دارند و در راستاي اعتلاي صنايع رزين كشور، بخش ديگري از فعاليت اين گروه در اين زمينه انجام مي‌گيرد. طراحي خط توليد نيمه‌ صنعتي رزين، ارائه تكنيك‌هاي رزين در صنايع چسب و رزين، منطبق كردن اين صنايع با مسائل زيست محيطي از طريق ترويج عدم استفاده از حلال‌ها و نيز ارائه سمينارها و دوره‌هاي آموزشي در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح از جمله ديگر فعاليت‌هاي اين گروه مي‌باشد.

رنگ جادویی

محققان دانشگاه صنعتی سیدنی استرالیا، تحقیقی برای استفاده از نانوذرات اکسید وانادیم به عنوان رنگ‌دانه‌های هوشمند در دست انجام دارند. خواص نوری این ترکیب در دمای 60 درجه‌ی سانتی‌گراد تغییرات شدیدی می‌کند. نوع نانوساختاری این ماده خصوصیات دیگری نیز دارد و بر اثر تابش نور می‌تواند رفتار رزونانس پلاسمونی از خود نشان دهد. در این صورت شاید بتوان با استفاده از این رنگ، نور خورشید را به جریان برق تبدیل کرد.

در نگاه اول به نظر می‌رسد دمای 60 درجه برای کاربردهای هوای آزاد، دمای بالایی باشد. اما چند نکته وجوددارد؛ اول این‌که با افزودن (دوپ کردن) مولیبدن یا تنگستن به نانوذرات اکسید وانادیم می‌توان دمای انتقال مذکور را چندین درجه پایین آورد. از طرفی، دمای هوا در کشوری مثل استرالیا خیلی وقت‌ها بالاتر از 40 درجه می‌شود. در چنین شرایطی دمای سطوح فلزی رنگ شده به آسانی به بالاتر از 60 درجه می‌رسد.

در طیف فروسرخ نزدیک (near-infrared) نور، تفاوت بین حالات دماپایین و دمابالا خیلی برجسته است؛ این بخش از نور دقیقاً همان چیزی است که برای رنگ هوشمند مورد نیاز است. اما آیا تفاوت، آنقدر هست که بتواند میزان حرارت وارد شده به سطح رنگی را تغییر دهد؟

تیم محققان دانشگاه سیدنی در مقاله‌ی اخیر خود در مجله‌ی Nanotechnology اینگونه به این سوال پاسخ داده اند؛ آنها مقداری رنگ‌دانه‌ی اکسید وانادیم را به یک روش ساده‌ی شیمی تهیه کردند و خواص پراکنش نور را در سطوحی که با آن رنگ شده بود اندازه گرفتند.

شبیه‌سازی خواص نوری نانوذرات اکسید وانادیم

آنها اعلام کردند که پاسخ این سوال هم بله است هم خیر! بله به این علت که تغییر در دمای رنگ باعث تغییر در میزان امواج فروسرخ جذب شده به‌وسیله‌ی رنگ می‌شود و این تغییرات با پیش بینی‌های تئوری تطابق دارد. اما نه به این دلیل که این تغییرات می‌تواند حرارت وارد شده به ساختار را فقط چند درصد تغییر دهد.

بنابراین اکسید وانادیم علی‌رقم خواص فوق‌العاده‌ی انتقال فاز در 60 درجه‌ی سانتی گراد، نمی‌تواند راه حلی برای این مسئله باشد.

رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر، نقاشی، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود.

انواع رزین:
• رزین‌پلی‌استر
• رزین اپوکسی
• رزین‌وینیل‌استر
• رزین فنولیک
• سایر رزین‌ها
رزین‌پلی‌استر
رزینهای پلی استرغیر اشباع بطور گسترده در سراسر دنیا استفاده میشوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری میباشد که از واکنش تراکمی یک ترکیب الکلی چند عاملی و یک اسید چند عاملی مانند گلیکول و اسید فوماریک تهیه میشود. بنابراین با طراحی فرمول و کنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، کاتالیستها، دما وزمان واکنش، مجموعه کاملی از رزینها را میتوان تولید نمود که برای کاربردهای مختلف مناسب باشند.

پلی استر غیر اشباع با استایرن مخلوط می‌شود و میتواند از طریق پیوندهای دوگانه موجود در هر دو جزء، شبکه‌ای شود. معمولا رزین به هنگام مصرف با استایرن مخلوط بوده و برای رسیدن به خواص مختلف دارای اجزای ذیل می تواند باشد:
– سیتم پخت؛ به منظور شروع و تسریع واکنش شبکه ای شدن، در دمای محیط یا دمای بالا
– عوامل کنترل جریان پذیری؛ به منظور کنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه کردن رزین در لایه گذاری سطوح عمودی و ریخته گری رزین
– جاذب uv به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید
– فیلر به منظور کاهش جمع شدگی و قیمت و ایجاد خواصی چون مقاومت شعله و آتش
– پیگمنت؛ به منظور رنگ دادن به قطعه و زیبایی آن – تغلیظ کننده‌ها؛ به منظور تغلیظ کردن فرمولاسیونهای مورد استفاده در SMC و BMC
– عوامل آغشته سازی؛ به منظور بهبود آغشته سازی فیلرها و الیاف با رزین به منظور حصول چسبندگی مناسب
– ضد حباب؛ به منظور سهولت در خروج حباب از رزین و کاهش حفره در محصول نهایی
– جداکننده قالب؛ به منظور تسهیل جدا شدن قطعه از قالب و جلوگیری از تابیدگی و صدمه به سطح قطعه رزینهای پلی استردر فرایندهای مختلفی از قبیل لایه گذاری دستی، پاشش رزین، RTM، ریخته گری، پولتروژن، SMC و BMC
کامپوزتهای پلی استر-شیشه به لحاظ حجم مصرف، بیشترین اهمیت را دارا هستند و یافتن نمونه هایی از این مواد در محل کار و زندگی ما بسیار آسان است.کامپوزیتهای پلی استری تا دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتیگراد مقاومند ولی مداومت حضور در این دما و دماهای بالاتر موجب افت خواص آن میشود. همچنین بعد از پخت، حدود ۵ تا ۸ % حجمی جمع شدگی (Shrinkage) دارند. در مورد کاربرد الیاف شیشه به همراه رزین پلی استر باید از ژل کوت مناسب استفاده کرد تا از نفوذ رطوبت به فصل مشترک الیاف و رزین جلوگیری شود. بدلیل طبیعت قطبی ساختار پلیمری، کاربرد آنها در نزدیکی وسایل الکتریکی با فرکانس بالا محدودیت دارد.

رزین اپوکسی
رزینهای اپوکسی به عنوان رزینهای اپوکسید نیز شناخته میشوند. ویژگی شناسه این رزینها دارا بودن بیش از یک گروه epoxy در ساختار مولکولی است. این گروه ممکن است در بدنه زنجیر باشد ولی معمولاَ در انتها قرار دارد.
در شرایط مناسب واکنش، گروه اپوکسی میتواند با اسیدها، انیدرید اسیدها، آمینها و الکل واکنش تراکمی به همراه جابجایی هیدروژن به گروه اتیلن اکسید، بدهد. این واکنشها امکان افزایش طول زنجیر یا شبکه ای شدن را بدون آزاد کردن مولکولهای کوچک مانند آب فراهم میکند. بنابراین محصولات اپوکسی در مقایسه با اکثر رزینهای گرما سخت، جمع شدگی کمتری در اثر پخت نشان می دهند.
باید متذکر شد که محدوده وسیعی از رزینهای اپوکسی و محصولات شبکه ای شده متنوعی وجود دارد.
ساختار شیمیایی رزینهای اپوکسی شامل دو بخش اپوکسی و هاردنر می باشد. بخش هاردنر ممکن است آلیفاتیک، سیلکوآلیفاتیک و یا هیدروکربن شدیداَ حلقوی باشد. در عمل محصول واکنش بیس-فنل A و اپی کلروهیدرین اغلب رزینهای اپوکسی متداول را تشکیل میدهند. این محصولات ۸۰ تا ۹۰% سهم بازار را به خود اختصاص داده‌اند.
قبلا رزین اپوکسی تقریبا تنها به عنوان پوشش سطح استفاده میشد. قبل از جنگ جهانی دوم، بالا بودن هزینه های تولید بیس فنل A و اپی کلروهیدرین مانع از تجاری شدن کاربرد رزین اپوکسی شده بود. تلاشهای بعدی و ابداع روشهای تولید جدید، موجب پیدایش مقبولیت اقتصادی این رزینها شد. در حال حاضر نیمی از رزینهای تولید شده در کاربردهای روکش سطح استفاده میشوند. باقیمانده در صنایع الکتریکی و الکترونیک، هوا فضا و ساختمان و سایر کاربردها، استفاده میشوند. بر حسب تناژ، مصرف اپوکسی حدود یک دهم پلی استر میباشد.
اپوکسی گروههای عاملی فعال زیادی دارد و میتواند در حضور عوامل پخت وهاردنرها، یک ساختار شبکه ای را تشکیل دهد. خواص محصولات پخت شده اپوکسی بستگی دارد به:
– نوع اپوکسی
– نوع و مقدارهاردنر
– میزان شبکه ای شدن
– طبیعت و حجم مواد افزودنی

در بازار عوامل پخت متنوعی با ویژگیهای طول عمر، انعطاف، پخت سریع و سمیت کم وجود دارند.
ساختار مولکولی و خواص رزین پخت شده، بستگی به طبیعت سیستم پخت دارد. اگر چه سیستمهای پخت مختلفی وجود دارد، ولی میتوان آنها را به دو گروه آمینها و انیدریدها تقسیم کرد.

رزینهای اپوکسی و عوامل پخت تنها اجزاء یک فرمولاسیون نیستند. برای برخی کاربردها، ممکن است اپوکسی اصلاح نشده دارای خواص نامطلوبی از قبیل ویسکوزیته بالا، گران قیمت بودن و مقاومت ضربه پایین در برخی کاربردهای ویژه باشد. بنابراین دراغلب موارد ممکن است توسط موادی چون رقیق کننده، چقرمه کننده، فیلر و تقویت کننده همراه شود. انتخاب صحیح رزین،هاردنر و افزودنیها اجازه میدهد که خواص مورد نظر تامین شود. این تنوع عامل عمده رشد پایه اپوکسیها در مدتهای طولانی است.

علاوه بر این ساختار متنوع، اپوکسیها دارای ویژگیهای ذیل نیز هستند:
– مقاومت شیمیایی عالی (بویژه در محیطهای قلیایی(
– چسبندگی خوب به مجموعهای از بسترهای مختلف
– استحکام کششی، فشاری و خمشی بسیار بالا
– پایین بودن جمع شدگی پخت
– پایداری ابعادی
– عایق عالی الکتریسیته
– دوام بالا در پیری و شرایط سخت محیطی
– قابلیت پخت در دماهای مختلف
– مقاومت خستگی ممتاز
– بی بو و بی مزه

رزینهای اپوکسی در کاربردهای مختلفی از قبیل پوشش سطح، چسب، روکش ، ابزار سازی و کامپوزیتها، استفاده میشوند.

لمینیتهای اپوکسی از اهمیت فوق العادهای در صنایع هواپیماسازی برخوردارند. بسیاری از قطعات ساختاری از جنس الیاف کربن و رزین اپوکسی جایگزین آلیاژهای فلزی مرسوم شده و نتایج مطلوبی نیز داشتهاند. همچنین از این رزین به همراه الیاف آرامید، در ساخت موتور راکت و کپسولهای تحت فشار به روش رشته پیچی استفاده میشود.
علاوه بر آن رزینهای اپوکسی بطور وسیعی به همراه الیاف و ساختارهای لانه زنبوری برای ساخت ملخ هلی کوپتر استفاده میشود. رزینهای اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و آرامید در ساخت قایقهایی که در آنها ضمن حفظ وزن، استفاده بیشتر از فضا در همان استحکام مورد نظر است، بجای پلی استر- شیشه استفاده می‌شوند.
همچنین کامپوزیتهای آرامید – اپوکسی برای جایگزین فولاد در کلاه خودهای جنگی استفاده میشوند.

رزین‌وینیل‌استر
وینیل استرها محصول واکنش رزینهای اپوکسی با اسیدهای غیر اشباع اتیلنی میباشند بجز حالات خاص، معمولا رزینهای وینیل استر دارای انتهای غیر اشباع میباشند. این انتها میتواند واکنش شبکه ای شدن را انجام دهد و نیز میتواند پلیمریزاسیون زنجیرهای وینیل استر را انجام دهد و یا اینکه به همراه استایرن کوپلیمر شود.
اکثر وینیل استرهای مرسوم با استریفیکاسیون یک رزین دی اپوکسید با یک اسید مونوکربوکسیلیک غیر اشباع، ساخته میشوند. میتوان آنها را به تنهایی با واکنش رادیکال آزاد پخت نمود و یا در مونومری مانند استایرن حل نمود و رزین مایع بدست آورد. در این صورت، وینیل استر را میتوان مانند رزین پلی استر استفاده نمود.
رزینهای وینیل استر خواص چقرمگی و مقاومت شیمیایی بسیار بهتری نسبت به رزینهای پلی استر دارند. زنجیر اصلی اپوکسی سازنده وینیل استر، موجب پیدایش چقرمگی و ازدیاد طول کششی بالاتر میشود. جرم مولکولی رزینهای وینیل استر به انتخاب نوع اپوکسی بکار رفته بستگی دارد. به این دلیل، استحکام کششی، ازدیاد طول، نقطه نرمی و واکنش پذیری رزین نهایی توسط جرم مولکولی و ساختار اولیه تعیین میشود. این موضوع، این امکان را بوجود میآورد که برای کاربردهای مختلف خواص مختلف طراحی شود.
رزینهای وینیل استر در مقایسه با پلی استرهای غیر اشباع مقاومت شیمیایی خوبی دارند.
بخشی از این ویژگی مربوط به عدم حضور پیوندهای استری در زنجیره اپوکسی میباشد. اتصالات اجزاء پلیمر، توسط پیوندهای فنیل استری انجام میگیرد. این اتصالات درمقایسه با اتصالات استری در برابر اکثر محیطهای شیمیایی بویژه در شرایط قلیایی شدید مقاومترند.
اتصال استری تنها در انتهای زنجیر وینیل استر وجود دارد. این امر حملات عوامل شیمیایی را به حداقل می‌رساند.

رزین فنولیک
رزینهای فنولیک از واکنش تراکمی فنلها و فرم آلدهید تهیه میشوند. مکانیزم واکنش بین فنل و فرم آلدهید هنوز بطور کامل شناخته شده نیست. با این وجود این مشخص است که واکنش شروع توسط فعال شدن حلقه بنزنی با گروههای هیدروکسیل مانند متیلول صورت میگیرد. در واکنش فنل-فرم آلدهید سه مرحله اصلی وجود دارد:

مرحله A: اغلب محصولات اولیة تراکم، الکلها هستند. رزین در این مرحله، گرمانرم است و در حلالهای غیر آلی (معدنی) حل میشود.

مرحله B : پیشرفت بیشتر واکنش تراکمی و شبکهای شدن جزئی به همراه افزایش جرم مولکولی و ویسکوزیته و کاهش انحلال. در این حالت رزین پخت کامل نشده و گرمانرم و ذوب میشود ولی به هنگام سرد شدن، سخت و شکننده میشود.

مرحله C : میزان پلیمریزاسیون و شبکه ای شدن بسیار زیاد است. رزین غیر قابل ذوب و انحلال میباشد.
این واکنش دو نوع رزین فنولیک تولید میکند که رزول و نوالاک نامیده میشوند. رزینهای رزول در حضور یک کاتالیست قلیایی مانند آمونیاک، کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم تولید میشوند. واکنش پخت محصول توسط گرما دادن در یک قالب با دمای بالاتر از نقطه ژل قابل انجام است. رزینهای رزول دارای گروههای فعال متیلول و هیدروکسیل هستند.

در دمای بالاتر، رزولها بدون افزودن عامل پخت، مولکولهای بزرگتر و با شبکه های متیلنی تشکیل میدهند. در این حالت واکنش فنل- آلدهید یک نوع واکنش تراکمی است چون آب به عنوان محصول جانبی خارج میشود.

پلیمریزاسیون فنل- فرم آلدهید به رزین نوالاک با حضور یک کاتالیست اسیدی انجام میشود. اسید اکسالیک و اسید سولفوریک دو کاتالیست مرسوم در این واکنش هستند. معمول است که نسبت فنل به فرم آلدهید ۱ به ۸ /۰ باشد، محصول مذاب حاصل سرد میشود و به تدریج شیشه ای میگردد. این ماده شیشه ای به دقت خرد شده، پودر حاصل با کاتالیست پخت هگزامتیلن تترامین (HMTA )، فیلر و تقویت کننده مخلوط میگردد تا یک ترکیب قالبگیری بدست آید.

رزینهای فنولیک معمولا کدر هستند و رنگ آنها از کهربایی (amber) کم رنگ و قهوهای تیره تا سیاه تغییر میکند. رنگ تیره رزینهای فنولیک کاربرد آنها را محدود میکند. رزینهای فنولیک در اشکال پولک، فیلم مایع و پودر موجودند.
رزینهای فنولیک جزء رزینهای با کاربرد عمومی محسوب میشوند ولی میتوان آنها را برای سازه های مهندسی آمیزه سازی نمود. فنولیکها دومین رتبه را در رزینهای گرما سخت پر مصرف دارا هستند.
رزینهای فنولیک بدون فیلرها شکننده هستند و کاربرد فیلرها و سایر افزودنیها به منظور ایجاد خواص مطلوب در آنها عادی است. رزینهای فنولیک بدلیل تفاوتهای فیزیکی و شیمیایی اجزاء خواص متنوعی را در بر میگیرند.

برخی از انواع رزینهای فنولیک عبارتند از:
– گرید کاربرد عمومی(پر شده با خرده چوب(
– گرید Non Bleeding رزول مایع، پر شده با شیشه
– گرید مقاوم دربرابردما(پر شده با میکا و مواد معدنی(
– گرید مقاوم در ضربه(پر شده با سلولز،لاستیک،شیشه و الیاف(
– گریدویژه یا الکتریکی(پر شده با میکا و شیشه(

رزینهای قالبگیری فنولیک از نوالاک ساخته میشوند اگر چه رزول نیز در برخی موارد بکار میرود.

خواص رزینهای قالبگیری فنولیک عبارتند از:
– سهولت قالبگیری
– پایداری ابعادی بسیار خوب و دقیق
– مقاومت در برابر خزش
– مقاومت بالا در برابر تغییر شکل
– مقاومت حرارتی خوب
– مقاومت الکتریکی خوب
– مقاومت شیمیایی خوب
– مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی خوب
– جذب آب پایین
– کیفیت مناسب در ماشینکاری

کاربردهای مرسوم از این مواد عبارتند از:
سازه های عایق برای ولتاژ بالا، چرخ دنده ها،water lubricater bearing ، مغزی میز دکوری.
از دیگر کاربردهای رزینهای فنولیک، ساخت فوم است. البته فوم فنولیک در مقایسه با فوم پلی پورتان و پلی استایرن، گرانتر است ولی بدلیل غیر مشتعل بودن و سمیت پایین گازهای حاصل از سوختن، خواص برتری دارد.
دسته دیگری از رزینها با نام آمینو رزین نیز میتوانند همراه رزینهای فنولیک دسته بندی شوند. این رزینها کم مصرفند. رنگ سفید آنها باعث طرح امکان جایگزینی بجای فنولیکها شد. رزینهای فنولیک بدلیل تیرگی رنگ، فقط در ساخت قطعات تیره کاربرد دارند.
رزینهای آمینو، گرما سختهایی هستند که از واکنش گروه آمینو یک ماده با فرم آلدهید ساخته میشوند. دو آمینوی معروف و مرسوم اوره و ملامین و رزینهای حاصل اوره-فرم آلدهید و ملامین- فرم آلدهید میباشند.
در مقایسه با فنولیکها رزینهای اوره- فرم آلدهید ارزانترند و رنگ آنها روشنتر است. همچنین مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی الکتریکی بیشتر است ولی مقاومت حرارتی کمتری دارند.
محدوده کاربرد فیلرها معمولا محدود به فیلرهای سفید کننده برای پودر چوب و الیاف خرد سلولز و نیز امکان کاربرد تقویت کنندههای معدنی یا لیفی است.
رزینهای ملامین فرم آلدهید در مقایسه با فنولیکها و اوره-فرم آلدهید عملکرد بهتری دارند ولی گرانترند. ویژگیهای مطلوب آنها عبارتند از: جذب آب پایین، مقاومت حرارتی و لکه پذیری، سختی و عایق الکتریکی.

سایر رزین‌ها

پلی ایمیدها:
صنعت هوافضا پس از جنگ جهانی دوم رشد سریعی داشت. و موجب افزایش تقاضا برای کامپوزیتهای مهندسی در تکنولوژیهای جدید شد. فلزات مرسوم و کامپوزیتهای معمول در آن زمان نمی توانستند نیازهای فنی جدید را تامین نمایند.
آنها به مواد جدیدی احتیاج داشتند که سبک باشند، پایداری حرارتی و اکسیداسیونی خوبی داشته باشند و خواص مکانیکی خوبی داشته باشند. تا آن زمان پلیمرهای جدیدی با خواص عالی حرارتی معرفی شده بودند ولی تنها عده ای از آنها موفقیت تجاری داشتند. علت این امر مشکلات فنی ساخت و قیمت بالای آنها بود.

اولین دسته پلی ایمیدهای تجاری اوایا سالهای دهه ۶۰ معرفی شد.
تداوم موفقیت این پلیمرها حاصل از فراوانی و ارزانی مواد اولیه آنها و امکان ساخت و طراحی پلیمرهایی با خواص مورد نظر از آنها بود.

پلی ایمیدها از گروهی از مونومرهای دی انیدریدی و دی آمینی تهیه میشوند و مشخصه آنها واحدهای تکراری ایمید در زنجیر مولکول است. این ساختار موجب پایداری حرارتی و اکسیداسیونی آنها میشود. پایداری بالای اکسیداسیون حرارتی توسط مونومرهای با ساختار حلقوی، قابل دستیابی است.
پلی ایمیدها معمولا از طریق تبدیل یک اسید آمیک به یک ساختار ایمیدی شده با واکنش تراکمی، فرآیند میشوند و این امر فرایند آنها را مشکل میکند. استفاده از آنها به عنوان ترکیبات قالبگیری دشوار است. برای ساخت سازه های کامپوزیتی، فشار بسیار بالا و کنترل دقیق فرآیند پس- پخت برای خروج محصولات جانبیِ حاصل از پلیمریزاسیون تراکمی ضروری است.

اگرچه پلی ایمیدها به عنوان رزینهای گرما سخت دسته بندی میشوند (بدلیل شرایط خاص فرآیند و دمای ذوب بالای آنها)، یک دسته از پلی ایمیدها در گروه مواد گرمانرم قرار میگیرند. پلی ایمیدهای گرمانرم با روشهای مشابه سایر گرمانرمها، شکل داده میشوند، به دلیل آنکه پلی ایمیدهای ترموپلاستیک شبکه نمیشوند، میتوان آنها را در حلالهای منتخب حل کرد.

PEEK :
کامپوزیتهای گرما سخت تقویت شده با الیاف معمول، استحکام و سختی بالایی از خود نشان میدهند ولی رفتار شکننده ای دارند.
این رزینها امکان جذب مقادیر بالای انرژی را بدون تخریب و صدمه و کاهش استحکام ندارند. حتی ضربه های با سرعت پایین میتواند کاهش شدیدی در استحکام فشاری این مواد ایجاد نماید. اخیرا کامپوزیتهای با ماتریس گرمانرم توسعه یافتهاند. شناخته شده ترین آنها کامپوزیتهای الیاف کربن و رزین پلی اتر اتر کتون ( PEEK ) میباشد.
PEEk یک پلیمر حلقوی است و Tg آن ۱۴۳درجه سانتیگراد و نقطه ذوب آن ۳۳۴درجه سانتیگراد میباشد. یک پلیمر نیمه کریستالی است و در شرایط عادی فرآیند به حداکثر درجه کریستالینیی ۵۰ % میرسد. با این وجود معمولا میزان کریستالینیتی محصول پایین است و به حدود ۳۰ % میرسد.
در دمای اتاق و سرعت پایین کرنش ، PEEK قادر به تغییر شکل پلاستیک و رسیدن به کرنش شکست تا ۱۰۰% میباشد. کامپوزیتهای بر پایه PEEK با فرآیند قالبگیری فشاری ساخته میشوند.
پیش آغشته PEEk در چهار چوب قالب به صورت توده قرار میگیرد و تحت فشار در دمای ۳۸۰درجه سانتیگراد قالبگیری میشود. سایر روشها مانند قالبگیری اتوکلاو، فشاری و شکل دهی دیافراگمی نیز قابل استفاده است. محصولات حاصل کیفیت بسیار خوبی دارند و دارای حداقل حباب و سطح بسیار خوب نهایی میباشند.

رزینهای طبیعی
بدلیل نگرانیهای زیست محیطی، و امکان پایان ذخایر نفتی ساخت کامپوزیتهای با پایه رزینهای طبیعی از منابع قابل تجدید ، اهمیت یافته است. کم کردن وابستگی صنایع کامپوزیتهای پلیمری به نفت، با کاربری رزینهای طبیعی امکان پذیر است.

دانشمندان علاقه زیادی به تحقیق و توسعه پلیمرهای حاصل از منابع قابل تجدید کشاورزی به جای هیدروکربنها دارند. آنها تلاشهایی برای استفاده های روغن سویا(soybean) برای تولید کامپوزیتهای زیست تخریب پذیر، ارزان و سبک، انجام داده اند.
اخیرا روشهایی برای ایجاد سایتهای فعال روی مولکولها و امکان ایجاد شبکه متراکم ابداع شده است. افزودن گروههای عاملی مختلف به مولکول میتواند شکل واکنشهای شیمیایی را تغییر دهد. خواص رزینهای بر پایه روغن سویا می تواند توسط دستکاریهای ژنتیکی در حال انجام توسط شرکتهایی مانند DUPONT وMONSANTO تغییر یابد

رنگ شركت در محيط سر باز 6 ماه ماندگاري و در محيط سر بسته 9 ماه ماندگاري دارد پس براي كاهش هزينه ي نكهداري و انبارداري ابتدا انعقاد قرارداد صورت مي گيرد و سپس پروسه ي توليد شروع به كار مي كند.

مواد اوليه:

رزين : مايعي شبيه چسب كه باعث چسبندگي رنگ مي شود.

پودر بنتون

تيتانيوم : تيتانيوم ها فام رنگ را تعيين مي كنند مثلاً TiO2  كه فام سفيد به رنگ مي دهد و مهمترين رنگدانه سفيد مي باشد.

پركننده ها : موادي كه به رنگ اضافه مي كنند و درخصلت رنگ هيچ تأ ثيري ندارد و فقط توجيه اقتصادي دارد يعني فقط براي كاهش قيمت رنگ استفاده مي شود كه مي توان از پر كننده ها : كربنات كلسيم، اكسيد روي و تالك را نام برد.

حلال ها : مثل تينر 402، تولوئن، زايلن، بوتيل گليكول، روغن سويا و متانول. كه مانع از سفت شدن و حالت چوب شدن رنگ مي شود.

 از مواد بالا پركننده ي كربنات كلسيم از كارخانه پودر سنگسر سمنان و حلالهاي زايلن و تولوئن و متانول از پتروشيمي اصفهان، تبريز، شيراز و بقيه مواد از كشورهاي چين، اسلووني، ژاپن و بلژيك وارد مي شود.

دستگاه ها : 

دستگاهها شامل پاتيل رنگ مي باشد كه مواد اوليه را كه شامل مثلاً 30 % رزين، 40 % تيتانيوم، 20 % حلال و حدود 10 % پر كننده كه البته اين مقادير مي توانند متفاوت باشند. مواد بالا را بوسيله ي دستگاهي به نام ميكسر با هم مخلوط مي كنند و عمل اختلاط به طور مداوم به مدت دو ساعت انجام مي گيرد وبعد بوسيله ي دستگاه  پمپ تخليه، رنگ در داخل بشكه هاي 220 ليتري براي راه و ترابري (خط كشي جاده ها ) و در ظرف هاي 25 ليتري براي شهرداري (رنگ كردن جداول ) بسته بندي مي شود و توسط ليفتراك به انبار منتقل و آماده ي بارگيري مي شود.

آ زمايشات رنگ:

ويژگيها و روشهاي آزمون رنگ ترافيك بر پايه رزين اكريليك- ترموپلاستيك سرد

موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران

موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران تنها سازماني است در ايران كه بر طبق قانون ميتواند استاندارد رسمي فرآورده‏ها را تعيين و تدوين و اجراي آنها را با كسب موافقت شورايعالي استاندارد اجباري اعلام نمايد. وظايف و هدفهاي موسسه عبارتست از:

( تعيين، تدوين و نشر استانداردهاي ملي – انجام تحقيقات بمنظور تدوين استاندارد بالا بردن كيفيت كالاهاي داخلي، كمك به بهبود روشهاي توليد و افزايش كارائي صنايع در جهت خودكفائي كشور- ترويج استانداردهاي ملي – نظارت بر اجراي استانداردهاي اجباري – كنترل كيفي كالاهاي صادراتي مشمول استانداردهاي اجباري و جلوگيري از صدور كالاهاي نامرغوب به منظور فراهم نمودن امكانات رقابت با كالاهاي مشابه خارجي و حفظ بازارهاي بين المللي كنترل كيفي كالاهاي وارداتي مشمول استاندارد اجباري به منظور حمايت از مصرف كنندگان و توليدكنندگان داخلي و جلوگيري از ورود كالاهاي نامرغوب خارجي راهنمائي علمي و فني توليدكنندگان، توزيع كنندگان و مصرف كنندگان – مطالعه و تحقيق درباره روشهاي توليد، نگهداري، بسته بندي و ترابري كالاهاي مختلف – ترويج سيستم متريك و كاليبراسيون وسايل سنجش – آزمايش و تطبيق نمونه كالاها با استانداردهاي مربوط، اعلام مشخصات و اظهارنظر مقايسه‏اي و صدور گواهينامه‏هاي لازم ) .

موسسه استاندارد از اعضاء سازمان بين المللي استاندارد مي باشد و لذا در اجراي وظايف خود هم از آخرين پيشرفتهاي علمي و فني و صنعتي جهان استفاده مي نمايد و هم شرايط كلي و نيازمنديهاي خاص كشور را مورد توجه قرار مي دهد.

اجراي استانداردهاي ملي ايران به نفع تمام مردم و اقتصاد كشور است و باعث افزايش صادرات و فروش داخلي و تأمين ايمني و بهداشت مصرف كنندگان و صرفه جوئي در وقت و هزينه ها و در نتيجه موجب افزايش درآمد ملي و رفاه عمومي و كاهش قيمتها مي شود.

 

 

روشهاي آزمون

آزمون : براي آزمون اين رنگ رطوبت نسبي بايد 50±4 درصد و دما 25 درجه سلسيوس باشد .

تعيين درصد جامد رنگ

 در يك شيشه ساعت و يا يك كريستاليزور مناسب كه قبلا وزنش مشخص شده است , مقدار معيني از رنگ مورد آزمون را ريخته وزن نمائيد . شيشه ساعت و رنگ وزن شده را در اتووي كه درجه حرارت آن 105±2 درجه سلسيوس مي‏باشد به مدت 3 ساعت قرار دهيد . بعد از خشك شدن كامل آزمونه را از اتوو خارج و پس از سرد نمودن شيشه ساعت محتوي نمونه خشك شده را وزن نمائيد . آزمونه را مجددا در اتوو قرار دهيد و عمل وزن كردن را تكرار نمائيد تا به وزن ثابت برسد . وزن ثابت را يادداشت نمائيد . درصد جامد از فرمول زير محاسبه مي‏گردد :

m1= جرم رنگ خشك شده در روي شيشه ساعت

 m= جرم رنگ اوليه

تعيين درصد وزني رنگينه

 مقدار معيني از رنگ مورد آزمون را در يك لوله آزمايش كه قبلا توزين شده است وزن كرده و بر روي آن مقدار متناسبي از حلال‏هاي مربوطه اضافه كنيد . مخلوط حاصله را خوب هم بزنيد .

 لوله و محتويات آن را سانتريفوژ كنيد تا اينكه تمامي رنگينه و ساير افزودني‏هاي معدني به طور كامل ته‏نشين گردد . سپس به آهستگي مايع روي رسوب را خالي كنيد و مجددا از حلال‏هاي مربوطه اضافه كنيد . عمل را تكرار كنيد تا  اينكه مايع روئي كاملا بي‏رنگ شود . سپس رنگينه را با افزودن 40 ميلي‏ليتر دي‏اتيل‏اتر به دفعات متوالي بشوئيد . بعد از اين عمل و خارج كردن اتر لوله را در يك بشر آب قرار داده و با حرارت آب تمامي اتر باقيمانده در لوله را تبخير كنيد . لوله را در اتوو خلاء حرارت دهيد و بعد آنرا در دسيكاتور سرد نمائيد . از وزن مواد باقيمانده درصد رنگينه و مواد اضافي از فرمول زير محاسبه مي‏شود :

آزمون تعيين گرانرواني برحسب واحد كربس

آزمونهاي فيزيكي

الف ـ صفحات فلزي ( آهني) با ضخامت 0/9 ـ 0/6 ميليمتر ـ اين صفحات بايد عاري از زنگ‏زدگي بوده و صيقل شده باشند.

 ب ـ صفحات شيشه‏اي در ابعاد 65*150 ميليمتر و ضخامت تقريبي 25 ميليمتر يا ديگر اندازه‏هاي مشخص شده در روش‏هاي آزمون.

 ج ـ صفحات درست شده از آسفالت ـ ماستيك به ابعاد تقريبي ـ 150*170 ميليمتر اين صفحات را طبق فرمول زيرتهيه كنيد :

تركيب

درصد جرمي

 قير با قابليت نفوذ 80 ـ 60 و نقطه نرمي 56 ـ 49 در 27 درجه سلسيوس

12

شن با درشتي ذرات 425 – 250 ميكرون

76

پركننده ـ سيمان

12

  قير و شن را به طور جداگانه تا 150 الي 190 درجه سلسيوس گرم كنيد. پس از خشك شدن شن , دو جزء گرم شده را در همان دما مخلوط كرده , سيمان داغ شده را به آن بيافزائيد . مخلوط را در قالب مورد نظر ريخته سطح آن را با تيغه صاف كنيد . قالب را در دستگاه پرس گرم قرار داده تحت فشار بگذاريد تا قطعه صاف و يكدستي از آسفالت به ابعاد 150*170 ميليمتر حاصل شود .

 مقاومت در برابر قليا

 زمان خشك شدن را تا 72 ساعت جهت سخت شدن كامل ادامه دهيد . محلول اشباع هيدروكسيد كلسيم تهيه كنيد و در يك ظرف شيشه‏اي با ظرفيت 1000 ميلي‏ليتر 750 ميلي‏ليتر از محلول تهيه شده را بريزيد . صفحه آزمونه را در محلول فوق به مدت ذكر شده غوطه‏ور كنيد .

 پس از طي زمان تعيين شده , صفحه آزمونه را از محلول هيدروكسيد كلسيم بيرون آورده آنرا با ويژگيهاي مندرج در بند ذكر شده مطابقت دهيد .

زمان خشك شدن سطحي

 قشري رنگ به ضخامت 200 ميكرون روي صفحه‏اي شيشه‏اي که آماده كرده‏ايد بكشيد و آنرا براي مدت 15 دقيقه و در حرارت 25±2 درجه سلسيوس بگذاريد بماند . پس از اين مدت قشر رنگ هنگامي به طور سطحي خشك شده است كه اگر پودر كربنات كلسيم خشك را كه درشتي ذرات آن بين 150 تا 300 ميكرون باشد روي قشر رنگ بپاشيد پس از يك دقيقه بتوان آنرا به كمك برسي كه از موي شتر ساخته شده است از روي رنگ پاك كرد , بدون اينكه اين عمل لطمه‏اي به قشر رنگ وارد سازد.

 زمان خشك شدن كامل

 براي تعيين زمان خشك شدن كامل صفحه شيشه‏اي را با وارد آوردن فشار 1/85 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع بر روي پارچه‏اي كه بر روي قشر رنگ قرار داده‏ايد به مدت يك دقيقه اندازه‏گيري كنيد . پس از اين زمان نبايد اثري از خطوط پارچه روي رنگ ظاهر گردد.

مقاومت در برابر خراش

 قشري از رنگ به ضخامت 100 ميكرون را بر روي يك صفحه شيشه‏اي آماده كرده‏ايد بكشيد . بعد از آنكه لايه رنگ براي مدت 24 ساعت در دماي 25±2 درجه سلسيوس خشك گرديد آنرا آزمون قرار دهيد . قشر رنگ بايد در برابر وزنه ذكر مقاوم بوده و در اثر خراش شيشه زيرين نمايان نگردد .

 

 مقاومت در برابر سايش

 اين آزمون توسط دستگاه سايش تي‏بر 3 انجام مي‏شود.

صفحه آزمونه‏اي فلزي به ابعاد (100mm*100mm*1mm) را كه در مركز آن سوراخي به قطر 7 ميليمتر ايجاد كرده‏ايد , انتخاب نمائيد . پس از تميز كردن و آماده سازي صفحه , قشري از رنگ به ضخامت200±40 ميكرون روي يك طرف آن بكشيد . نمونه را بگذاريد براي مدت يك ساعت بماند تا قدري خشك شود . سپس آنرا در اتووي با دماي 40±1 درجه سلسيوس به مدت 24 ساعت قرار دهيد . پس از خارج كردن از اتوو نمونه را تا دماي محيط سرد كنيد . تعداد قطعات آزمونه بايد حداقل 3 عدد باشد .

  صفحه آزمونه را با پارچه تميزي پاك كنيد و آن را با دقت نزديك به يك ميلي‏گرم وزن نمائيد .

 صفحه آزمونه وزن شده را روي سطح چرخان دستگاه ببنديد . چرخ‏هاي ساينده را بطور مماس با سطح آزمونه قرار داده و روي هر كدام وزني معادل 250 گرم وارد كنيد .

 دستگاه مكنده‏اي را نزديك به محل سايش با فاصله 1 تا 2 ميليمتر از سطح آزمونه نصب كنيد تا غبارات حاصله از سايش توسط دستگاه از محيط آزمون خارج شود . دستگاه مكنده و دستگاه سايش را همزمان روشن كرده و عمل سايش را شروع نمائيد . پس از 200 دور سايش دستگاه را خاموش و صفحه آزمونه را خارج كنيد . آزمونه را مجددا وزن كنيد . اختلاف بين وزن اوليه و وزن آزمونه پس از عمل سايش مقدار كاهش وزن پس از 200 دور سايش را نشان مي‏دهد . مقدار كاهش وزن پس از 100 دور سايش را با فرمول زير محاسبه كنيد :

 A= كاهش وزن پس از 100 دور سايش ( بر حسب ميلي‏گرم )

 B= كاهش وزن پس از 200 دور سايش ( بر حسب ميلي‏گرم )

 عمل فوق را بر روي سه سري نمونه تهيه شده انجام دهيد و ميانگين نتايج حاصله را گزارش كنيد .

 

 

آزمايشات زياد ديگري هم در آزمايشگاه بر روي سطح رنگ ايجاد مي شود كه عبارتند از :

مقاومت در برابر شرايط جوي تسريع شده، مقاومت در برابر سايش، چسبندگي به تاير، گرانروي در دماي 25 درجه ي سانتيگراد بر حسب كربس، پايداري حرارتي، مقاومت در برابر خراش، مقاومت در برابر بنزين، شستوشو، قليا و .... 

تاريخچه صنعت رنگ و رزين ايران

براي آشنايي با تاريخچه و سابقه صنعت رنگ كشور به سالهاي 1300 باز مي گرديم كه هنوز رنگ در داخـل كشور توليد نمي شد و استادكاران نقاش، رنگ مورد نياز براي رنگ آميزي كاخها و ابنيه دولتي را با استفاده از مواد گياهي و معدني در پاي كار، به صورت دستي و با فرمولهاي سنتي توليد مي كردند.

در سال 1318، اولين واحد رنگسازي امروزي به نام رنگسازي ايران اقدام به توليد و عرضه رنگ روغــني كارخانه‌اي نمود و پس از آن شركتهاي رنگ سرو  و  رنگ شمس فعاليت رنگسازي خود را آغاز نمودند. در آن سالها هنوز رنگ روغني كارخانه‌اي با استفاده از روغن هاي گياهي و پودرهاي معدني توليد مي شـد و اين امر تا سال 1341 كه اولين محصول رنگ روغني با استفاده از رزين الكيد توسط شركت پلاسكار به بازار عرضه گرديد، ادامه داشت.

رنگ پلاستيك بر پايه پلي وينيل استات براي مصارف ساختماني نيز براي اولين بار در سال 1338 توســـط شركت پلاسكار توليد و عرضه شد و پس از آن شركتهاي هاويلوكس ،رنگين، ديروپ، سوپر رنگ از سال 1341 تا 1347 به تدريج، رنگ پلاستيك خود را به بازار عرضه نمودند.

در واقع مي توان گفت كه در سال 1344 صنعت رنگسازي در ايران شكل تازه اي يافت و واحدهاي مـتعددي فعاليت خود را آغاز نمودند. شركتهاي تاباشيمي، ديروپ ايران، رنگين، سوپررنگ و پارس پامچال از جمله شركتهايي هستند كه در اين سال پا به عرضه صنعت رنگ كشور گذاشته و محصولات جديدي مانند لاكهاي روي چوب، رنگهاي هوا خشك و كوره‌اي صنعتي و رنگهاي تعميري خودرو را به بازار عرضه نمودند.

 از اواخر دهه 50 تعداد واحدهاي توليدكننده رنگ افزايش يافت و امروز صنعت رنگ كشور با بيـش از 350 واحد صنعتي مجاز با مجموع ظرفيت 900 هزارتن در سال توليد انواع رنگهاي ساختماني و صنعتي و همچنين صدها واحد غير مجاز مشغول به فعاليت مي باشد.

صنعت توليد رزينهاي مورد مصرف در رنگسازي نيز در كشور سابقه اي طولاني دارد. براي بررسي تاريخچه اين صنعت به سال 1344 باز مي‌گرديم كه براي اولين بار رزين الكيد بوسيله رنگسازي ايران و رزيـن پلي‌وينيل‌استات نيز توسط  پلاسكار توليد گرديد و پس از آن شركتهاي پارس سادولين، ديروپ ايران اقدام به توليد رزين الكيد و هو خست ايران به توليد رزين پلي‌وينيل‌استات همت گماردند. و امروز صنعت رزين كشور با بيش از 120 واحد صنعتي و مجموع ظرفيت 750 هزارتن در سال قادر است انواع رزينهاي پلي‌وينيل‌استات و كوپليمرهاي آن، انواع رزينهاي الكيد و اصلاح شده آن، آمينو رزينها، انواع پلي‌استر غيراشباع، رزينهاي اكريليك و رزين فنوليك را توليد نمايد.

 

رنگهای نما بر پايه رزينهای سيليكونی امولسيونی

 

تا چندي پيش استفاده از مصالح معدني از قبيل سنگ در كشور ما جهت نماي خارج ساختمان بسيار متداول بوده است. ولي به نظر مي‌رسد كه رفته رفته اين سليقه تغيير كرده و جايگزين‌هايي براي آن در نظر گرفته شده‌است. رنگ يكي از مهمترين اين گزينه‌ها است.

مزيت‌هاي متعدد كاربرد رنگ در نما باعث شده تا استفاده از اين روش به طور فزاينده‌اي گسترش يابد. برخي از اين مزايا عبارتند از: - سبك بودن و بي خطر بودن در هنگام وقوع زلزله،- سهولت استفاده كه باعث سرعت انجام كار و پايين آمدن، هزينه‌ها مي‌گردد،- تنوع در رنگ و شكل ظاهري،- سهولت در تنوع‌پذيري،در بين انواع مختلف پوشش نما ، بنا به دلائل اقتصادي و زيست محيطي ، رنگهايي بر پايه رزين‌هاي امولسيون‌شونده در آب نسبت به رنگهاي پايه حلال مرجح هستند.

در بين انواع پوشش پايه آب نيز به دلايلي كه مورد بررسي قرار خواهيم داد، رنگهاي بر پايه رزين‌هاي سيليكوني امولسيون‌شونده در آب، بهتر و كارآمدتر به نظر مي‌رسند.

 

استفاده از پوشش بی‌رنگ گرماتورمی به منظور حفاظت از چوب در برابر آتش

 

اگر به اطراف خود با دقت نگاه كنيم متوجه خواهيم شد كه چوب, بخش مهمي از زندگي ما را شكل داده است. انسان آن را از طبيعت مي‌گيرد و باتوجه به خواص و مشخصاتش در جاهاي مختلف بكار مي‌برد. به عبارت ديگر چوب آرامش و راحتي براي انسان به ارمغان مي‌آورد. از اين‌رو بايد هر آنچه را كه مي‌تواند باعث تخريب و از بين رفتن چوب شود از قبيل رطوبت، كپك و حضور حشرات را بايد مد نظر داشت. در واقع  با استفاده از رنگ يا جلا‌ها مي‌توان جلوي تخريب را گرفت. اما آتش‌گيري چوب نيز بايد مورد توجه قرار گيرد چوب يك ماده قابل احتراق است و تحت شرايط معيني (انرژي گرمايي + اكسيژن + مواد احتراق‌پذير) خواهد سوخت و خسارتي نيز در پي خواهد داشت.

پوشش‌هاي بي‌رنگ كه بسيار شفاف بوده و در اثر گرما متورم مي‌شوند با ايجاد يك لايه عايق مانع از آتش گرفتن چوب شود.

 

 

انواع مخلوط كنها

 

مخلوط‌كن‌ها براي اختلاط مواد مختلف جامد، مايع، گازي بكار مي‌روند. اين دستگاهها با اسامي مختلفي ناميده مي‌شوند كه عبارتند از:

Dissolver, Mixer, Hydrator, Hydrosolver, Emulsifier, Agitator, Blender, Dispersor انتخاب اسامي اين دستگاهها عمدتاَ بر اساس نوع موادي است كه بايد مخلوط گردند. بعنوان مثال چنانچه منظور انحلال يك ماده جامد  در يك محلول باشد به دستگاه Dissolver  مي‌گويند و چنانچه ايجاد يك امولسيون مورد نظر باشد به مخلوط‌كن امولسي فاير گفته مي‌شود. مخلوط‌كن‌ها را مي‌توان از نظر نوع پروانه،‌شكل همزن و يا نحوه كاربرد تقسيم‌بندي نمود.

عيوب رنگ در صنايع پتروشيمی

 

عيوب لايه خشك رنگ عمدتاَ مربوط به عدم انتخاب فرمول مناسب رنگ و يا نحوه كاربرد و اجراي رنگ‌آميزي مي‌باشند. خصوصاَ در زمان اجراي رنگ‌آميزي، عدم رعايت مواردي همچون اختلاط يا رقيق كردن رنگ، ضخامت نامناسب رنگ، پاشش بيش از حد رنگ و غيره مي‌توانند به معيوب شدن سطح رنگ‌آميزي شده منجر شوند. عوام فوق در نهايت منجر به عدم چسبندگي لايه رنگ و خوردگي سطوح فلزي رنگ‌آميزي شده مي‌گردند. آنچه مسلم است آماده‌سازي نامناسب سطح، يكي از مهمترين عوامل اينجاد عيوب سطحي در لايه رنگ مي‌باشد.

ميزان انهدام و ايجاد عيوب در سطح رنگ علاوه بر موارد فوق، بستگي كامل به محيط دارد. مقدار آلودگي هوا، رطوبت نسبي محيط، بارندگي و تابش نور خورشيد، انهدام رنگ را تسريع مي‌نمايند.

كاربرد و روشهای توليد انيدريد مالئيك

 

انيدريدمالئيك از مواد حد واسط با اهميتي است كه ساليانه به مقدار قابل توجهي در جهان به مصرف مي‌رسد و مصرف عمده آن در صنعت رنگ و رزين مي‌باشد. اين ماده در توليد مشتقاتي بكار مي‌رود كه خود بعنوان مواد افزودني در صنايع پلاستيك، روغن موتور، صنايع غذايي و كشاورزي كاربرد دارند.

توليد انيدريدمالئيك به شيوه‌هاي مختلفي و با استفاده از مواد اوليه متفاوت انجام مي‌گيرد. يكي از روشهاي توليد كه امروزه در جهان متداول است استفاده از مواد اوليه بنزن، نرمال بوتان، بوتن‌ها و مخلوط C4 خطي مي باشد.

 

سنتز انواع تركيبات كرم، كاربرد و بررسی اثرات زيست محيطی

 

تركيبات كرم در صنايع مختلف از جمله رنگسازي، چرم‌سازي، روكش‌دهي فلزي، پوليش، فرآورده‌هاي نسوز و صنايع فولاد كاربرد دارند.

در صنايع رنگسازي از اكسيد كرم سبز Cr2O3، كرم زرد PbCrO4 و كرم نارنجي PbCr4/PbO استفاده مي‌گردد. از سولفات بازيك كرم SO4Cr(OH) در چرم‌سازي و در آبكاري الكتروليتي بطور عمده از CrO3 استفاده مي‌شود. مهمترين كاني كرم، كرميت مي‌باشد. نوع كم عيار آن در فرآورده‌هاي نسوز و نوع پرعيار آن در متالوژي كاربرد دارد.

تركيبات کرم چهار، سمي و خطرناك هستند.

 

چشم انداز جهت گيری و توسعه رزينها در آينده

 

معاهدات و الزامات قانونی، محدوديتهای زيست محيطی، دسترسی به انرژی و قيمت آن، شرايط و امکانات توليدی، بازاريابی محصولات، فعاليتهای ابداعی و تکاملی و قيمتها و مراحل سود دهی عوامل مهمی هستند که بر تقاضای رزين در هر منطقه خاص جغرافيايی اثر می گذارند. با تغيير ساختارهای صنعتی انتظار می رود که در آينده ای نه چندان دور رقابت ميان کشورهای اروپاپی و آمريکايی به اوج خود رسد. در ضمن تنوع رزينها و تقاضا برای آنها اثر بسزايی بر روند توسعه رزينها در آينده خواهد داشت.

 

پوششهای مخصوص چوب حاوی رنگدانه سياه خشک شونده با پرتو فرابنفش

 

در دو تا سه دهه اخير مسائل زيست محيطی در سطح جهان از اهميت و توجه خاصی برخوردار بوده است و بدين منظور ارائه راه کارهائی برای کاهش نشر مواد فرار آلی در سامانه های پوشش سطح همراه با کاهش در مصرف انرژی در اولويت قرار گرفته است. امروزه پوششهای محلول در آب، پودری، بادرصد جامد بالا و خشک شونده با پرتو فرابنفش در فرايند توليد مورد توجه و مطالعه بيشتر قرار دارند. مزايای پوششهايی که با تابش دهی سخت شده و به رشد سريع در مصرف اين مواد منجر شده است، عبارتند از  :

بالا رفتن سرعت توليد

کاهش فضای کارگاهی 

انرژی مصرفی و زمان فرآوری پيش از مراحل توليد بعدی

حذف کامل حلال های آلی

با اين حال علی رغم مزايايی که پوششهای خشک شونده تابشی دارند، در برخی زمينه ها با مشکل روبرو هستند. يکی از مشکلات کاملاً شناخته شده مربوط به عدم سخت شدن کامل پوششهای حاوی رنگدانه است. توضيحی که عنوان مي گردد آن است که رنگدانه ها از طريق جذب تابش فرابنفش همچون آغازگرهای نوری عمل کرده و بدين ترتيب اثر بخشی آنها از ميان می رود، همچنين بواسطه وجود ذرات رنگدانه ، پراکنش تابش فرابنفش نيز اتفاق می افتد.

پوشش دادن پلاستيکها

پوشش دهی در حين قالب گيری و بعد از قالب گيری دو روش موجود برای ايجاد پوشش های سطح برداری پلاستيکها است. بواسطه فراوانی بسيار زياد پلاستيکها و تنوع ساختارهای شيميايی بايد بدون گروه های عامل در آنها تهيه پوششهای مناسب بر روی پلاستيکها امری بسيار پيچيده و تخصصی گشته است. در صنعت خودروسازی قطعات پلاستيکی فراوان بکار گرفته می شوند به همين منظور ايجاد پوششهای مناسب ، جذاب و بادوام از جمله اهداف اين صنايع محسوب مي گردد.

پارامترهای موثر در انتخاب رزين پوششهای پودری سامانه  اپوکسی - پلیاستر

 

با عرضه پوششهاي پودري به بازار تحولي گسترده در كاربري پوششها ايجاد شد. اين پوششها در دو گروه اصلي گرمانرم و گرماسخت دسته بندي مي‌شوند. سامانه اپوكسي پلي‌استر در گروه گرماسختها قرار دارد كه اين سامانه بيشترين ميزان مصرف را در ايران و جهان به خود اختصاص داده است و بطور عمده براي مصارف لوازم خانگي, حفاظتي و بهداشتي بكار مي‌رود. سامانه‌هاي اپوكسي-پلي‌استر به سامانه هيبريد نيز معروف است.

حلالهای مناسب برای رقيق‌سازی و اعمال رنگها در فضای باز بدون بالا بردن ميزان تركيبات آلي فرار

 

در دنياي امروز قوانين و مقررات زيست‌محيطي سدي بزرگ در پيش روي توليدكنندگان و كاربران رنگ قرار داده‌است. توليدكنندگان و كاربران رنگهاي پايه حلالي چاره‌اي جز استفاده از حلال‌هاي مجاز ندارند. روش سنتي پاشش هنوز هم جزو مؤثرترين و متداولترين فنون كاربري رنگهاي پايه حلالي بشمار مي‌آيد. با معرفي پاراكلروبنزوتري فلوئوريد (PCBTF) بعنوان حلال و رقيق‌كننده‌اي مؤثر و كارا كه در دسته حلال‌هاي مجاز جاي دارد، توليدكنندگان و كاربران با در نظر داشتن ويژگي‌هاي كاربردي مثبت اين حلال مي‌توانند از آن بهره جويند. از جمله اين ويژگي‌ها مي‌توان به مواردي چون: معاف بودن از قوانين و مقررات آلاينده‌هاي زيست‌محيطي، كم بودن واكنش‌پذيري ساير حلال‌ها و رزين‌ها، برخورداري از سرعت تبخير متوسط و بالاخره انحلال‌پذيري اشاره كرد كه به كاربران اجازه مي‌دهد به سهولت با آن كار كنند. جداي از PCBTF دو حلال شناخته شده ديگر يعني استون و متيل‌استات نيز كاربرد فراواني دارند.

ويژگی‌های عمومی رنگدانه‌ها

رنگدانه‌ها ذرات جامدي هستند كه افزودن آنها به رنگ نه تنها موجب پوشش‌دار شدن و رنگي شدن آن مي‌شود، بلكه ويژگيهاي معيني نيز به رنگ مي‌دهند. از اين ويژگي‌ها مي‌توان به محافظت سطح مانند مقاومت در برابر هوازدگي و خوردگي و خواص محوري مانند تقويت لايه، ايجاد سختي مناسب، بازدارندگي اشتعال و ساير خواص اشاره كرد. براي انتخاب درست رنگدانه مناسب بايد خواص و ويژگيهاي آن را شناخت.

 

فرمولاسيون رزين اپوكسی و الزامهای زيست‌محيطی

سامانه‌هاي رزين اپوكسي به‌خاطر خواص بسيار كارآمدشان به خوبی شناخته شده‌اند. اين سامانه‌ها به عنوان محمل يا پيونده (binder) در پوشش‌هاي ويژه محافظت فولاد و سازه‌هاي بتوني (براي مثال پل‌ها، كشتي‌ها، مخازن و تجهيزات كارخانه‌ها و ساختمان‌هاي پيش‌ساخته) ترجيح داده مي‌شوند. فرمولاسيون آنها طوري تهيه  مي‌شود كه سامانه‌هاي اپوكسي/ آمين حلال پايه بتوانند در دماي محيط به شكل دو جزئي پخت شوند. رشد آگاهي در مورد اهميت حفظ محيط زيست و رهنمودهاي اتحاديه اروپائي (EU) براي كاهش تركيب‌هاي آلي فرار (VOCها) خواست‌هاي جديد و معقولي را به توليد كننده‌هاي سامانه‌هاي رزين اپوكسي تحميل مي‌كنند. اين خواست‌ها به قرار زيرند: 

استفاده از فرمولاسيون‌هايي با محتواي پرجامد 

فرمولاسيون‌هاي آب پايه (امولسيون‌ها و پراكنش‌ها* (dispersions)

پوشش‌هاي بدون حلال (يا پودرها) - اگر گرانروي در حين فراوري به قدر كافي كم باشد، پوشش‌هاي بدون حلال مناسب‌تر اند.

 

 

پلی اوره: تحولی در فن‌اوری پوششهای سطح

 

گروهي از توليدكنندگان رنگ‌هاي سنتي تفاوتي ميان پلي يورتان و پلي اوره قائل نيستند. پلي اوره برخلاف پلي يورتان نيازي به پلي ال ندارد ولي براي واكنش با ايزوسيانات حضور رزين‌هاي آمين‌دار الزاميست. از ويژگي‌هاي بارز پوشش‌هاي سطح پلي اوره سرعت واكنش زياد و عدم حساسيت آنها به سطوح مرطوب است.

 

محافظت جانها با استفاده از پوشش‌ها

 

حفاظت در برابر آتش به طريقه منفعل (Passive Fire Protection=PFP) به ياري پوشش‌ها يا لايه‌هاي گرماتورمي (Intumescent)، سيماني يا سراميكي، طي سالهاي اخير از اهميت به سزايي برخوردار شده‌است.

 

امکان سنجی استفاده از رنگ پودری به روش الکترواستاتيک در پوشش دهي

 رادياتور ترانسفورماتورهاي قدرت شرکت ايران ترانسفو

 

اعمال پوشش هاي پودري به روش الکترواستاتيک از حدود نيم قرن پيش در بسياري از صنايع از جمله صنعت خودروسازي، صنايع لوازم خانگي و بسياري صنايع ديگر متداول گرديده است. اين روش بدليل مزاياي عمومي و مزاياي ويژه اي که در صنايع الکتريکي دارد مي تواند به عنوان روش مفيدي براي رنگ آميزي تجهيزات الکتريکي از جمله متعلقات ترانسفورماتورها معرفي گردد. در اين مقاله هدف بررسي امکان اعمال رنگ پودري به روش الکترواستاتيک بر روي رادياتور ترانسفورماتور بررسي شده‌است. اين قطعه بدليل شکل ويژة آن و وجود قسمت هاي عميق و غيرقابل دسترس (در رادياتور ترانسفورماتورهاي قدرت) که همان مناطق بين پره ها مي باشد، در روش اعمال الکترواستاتيک با مشکلي با نام "قفس فارادي" روبرو مي شود که از اعمال پوششي با ضخامت يکنواخت در تمام سطوح داخلي بين پره ها جلوگيري مي کند. البته در رادياتورهاي ترانسفورماتورهاي توزيع به دليل عمق كم پره ها، امكان رنگ آميزي پودري ميسر است. طبق بررسي هاي بعمل آمده در حال حاضر تنها معدودي توليدکننده ترانسفورماتور در دنيا از اين روش براي رنگ آميزي محصولات خود استفاده مي نمايند. انتخاب روش مناسب براي رنگ آميزي اين قطعه بطور يکنواخت به گونه اي که پوششي با کيفيت مطلوب حاصل شود از عمده ترين اهداف اين بررسي بوده است.

 

آينده فناوري رنگهاي تعميراتي خودرو

 

فناوري استفاده از پوشش‌هاي سخت شونده با پرتوهاي فرابنفش به منظور كاربري در رنگ‌هاي تعميراتي خودرو از توان بالقوه بالايي برخوردار است كه از آن جمله مي‌توان به حذف مرحله اختلاط مواد، محدودة كاربردي گسترده‌تر، كاهش تركيبات آلي فرار، صرفه‌جويي در انرژي پوشش‌دهي و نيز زمان خشك شدن رنگ تعميراتي اشاره كرد.

 

 

 

كارايي بالا با استفاده از پوست ميوه گياه كاژو

 

امروزه پوششهاي اپوكسي به طور گسترده اي به عنوان آسترهاي با كارايي بالا استفاده مي‌شوند. فنالك‌آمين‌ها (فنيل آلكيل آمين‌ها) تركيبات مشتق شده از مايع پوست كاژو هستند كه مي‌توانند بعنوان عامل سخت‌كننده و واكنشگرهاي رقيق‌كننده اپوكسي استفاده شوند. اين ماده مي‌تواند سبب افزايش مقاومت سطح و ضدخوردگي و سخت‌شوندگي سريع در پوششهاي بتوني، صنايع عمومي، دريايي و ترابري گردد.

 

دستيابي به پوشش‌دهي مناسب در رنگدانه هاي آلي نارنجي و قرمز

 

قانون‌گذاران اروپايي در سال 1993 خود را متعهد نمودند تا پوشش‌هاي خودرو حاوي فلزات سنگين را شناسايي و معرفي نمايند. پيرو قوانين مصوب، توليدكنندگان پوشش‌ها مجبور به حذف رنگدانه‌هاي حاوي سرب، كرومات و موليبدات با جايگزيني راهكارهاي ايمن‌تر و مواد بي‌خطرتر در توليدات خود شدند.

در همين راستا، فناوري توليد رنگدانه هاي آلي با درخشش مطلوب، دوام و پايداري عالي، قدرت سياليت مناسب و توزيع اندازه ذرات بهينه گسترش يافت و تلاش به منظور بهبود گونه‌هاي مختلف اين نوع رنگدانه‌ها صورت پذيرفت. با وجود دستيابي به فناوري توليد اينگونه رنگدانه‌ها، دستيابي به خواص پوشش‌دهي مطلوب و در حد رنگدانه‌هاي غيرمعدني بخصوص در رنگدانه‌هاي آلي نارنجي و قرمز مشكل به نظر مي‌رسد.

 

فام‌سنجي از زواياي چند گانه

 

اخيراً رنگدانه‌هاي جلوه‌داري توسعه يافته‌اند كه قابليت انتقال رنگي بيشتري نسبت به رنگدانه‌هاي فلزي و ميكايي پولكي (Flake) از خود نشان مي‌دهند. اين جلوه‌هاي جديد را نمي‌توان توسط دستگاه‌هاي رايج به خوبي اندازه‌گيري كرد. براي اندازه‌گيري آنها چند زاويه اندازه‌گيري لازم است. بر اين اساس دستگاهي جديد بر مبناي روش چند زاويه‌اي عرضه شده‌است. اندازه‌گيري‌ها در روش جديد با ارزيابي چشمي كاملاً تطابق دارند.

 

استفاده از كوپليمرهای وينيل استات- اتيلندر صنايع چسب، رنگ و پوشش

                                                                                                                  

انواع كوپليمرهای وينيل‌استات- اتيلن با درصدهای متفاوت از مونومر اتيلن، خواص فيزيكي و مكانيكی كوپليمرهايی كه درصد اتيلن آنها كم است و در صنایع چسب، رنگ و پوشش بكار می‌روند، ارائه می‌شوند. اين دسته از رزينها در صنايع ديگری مثل كاغذسازي، بسته‌بندي، رنگ‌آميزی سقف، ديوار و كف مورد استفاده قرار می گيرند. بسته به طراحی اوليه فرايند پليمر شدن آن می‌توان ويژگی‌های متفاوت ساختاري و شكل‌شناسی كوپليمر و لاتكس حاصل را تغيير داد و با توجه به موارد كاربری، شرايط تهيه لاتكس را تنظيم كرد. لاتكس خام، با افزودن پركننده، رنگدانه و پايداركننده به شكلهای متفاوت قابل فراورش است.

 

پوشش‌دهي سطوح مشكل

 

در شرايط كامل و مطلوب، حتماً لازم است، پوشش‌هاي محافظ سطح روي سطوحي اعمال شوند كه از قبل به درستي تميز شده، وضعيت سطح مناسبي داشته و عاري از مواد خارجي باشند تا به اين ترتيب چسبندگي قابل قبول بدست آيد. به محض آنكه پوشش روي سطح اعمال شد بايد عمل سخت‌شدن در شرايط محيطي مطلوب انجام شده و به دنبال آن فيلم يك پارچه‌اي شروع به شكل‌گيري كند تا بتواند سطح زير كار خود را براي طولاني مدت محافظت كند. در دنياي واقعي شرايط ايده‌آل مدنظر مهندسين، كاربران و متخصصين فني بندرت تحقق مي‌يابد.

 

آيا پوششهای پودری، پوشش بهينه چوب تلقی می‌شوند؟ 

 

پوششهای پودری به‌عنوان جايگزين زيست‌محيطی پوششهای حلال پايه، مشخصاً با انتشار كمتر تركيبهای آلی فرار  VOCs)) و مواد خطرناك آلاينده هوا (HAPs) شناخته می‌شوند. علاوه بر اين، فرايندهای پوشش پودر از مصرف انرژي و توليد پسماند (Waste) می كاهند. و اين در حالی است كه اين نوع پوششها در بعضي بازارهاي كليدي مختص اين صنعت مثل چوب، چند سازه‌هاي چوبي* (Wood Composites) و پلاستيك‌ها عمدتاً حضور ندارند.در اوايل كاربرد اين نوع فناوري، دماي آستانه پخت عامل اصلي محدودكننده در استفاده از  پوششهاي پودري براي زيرآيندهاي حساس به دما بود. با وجود اين در سالهاي اخير فن‌آوريهاي نوين استفاده از پوششهاي پودري براي مثال پوششهاي پودري سخت شونده با UV را براي طيف گسترده اي از زيرآيندها امكان‌پذير نموده‌است. ويژگيهاي سطحي اثر زيادي روي پوششهاي پودري پخت شونده با UV دارند و از جمله عوامل تعيين كننده در اين فناوري به حساب مي آيند. شركت Surface Specialities رزين‌هايي را عرضه نموده كه آنها را مي‌توان در يك دوره زماني قابل قبول و در فرمولاسيون پوششهاي پودري كم دما پخت (Low-Back) يا با سخت‌كننده هاي مناسب در دماي پايين پخت كرد.

 

آلكيد – رزين پرمصرف صنعت رنگ

 

اولين گام جهت تهيه آلكيد رزين ها به سال 1901 بازمي گردد كه واتسون اسميت توانست پلي‌استري مشتكل از فتاليك انيدريد و گليسيرين تهيه كند. سالها بعد شركت جنرال الكتريك با افزودن ديگر اجزاي سازنده و استفاده از اسيد اولئيك محصولاتي با كيفيت بهتر عرضه نمود.

 

دي اكسيد تيتان پايدارترين رنگدانه سفيد

 

در ميان تمام رنگدانه‌هاي سفيد موجود، دي اكسيد تيتان پايدارترين آنهاست. منظور از پايداري ، حفظ خصوصيات منحصر به فرد اين رنگدانه در شرايط مختلف به مدت طولاني است. لذا با توجه به خصوصيات ويژه و مصرف بالاي دي اكسيد تيتان در جهان، شناخت كلي و داشتن اطلاعاتي در رابطه با بازار جهاني اين ماده، نوع و ميزان مصرف آن در جهان و ايران و نحوه توليد آن براي كليه دست‌اندركاران و حتي مصرف‌كنندگان ضروري بنظر مي‌رسد.

 

بررسی زمان خشك شدن در رنگهای آلكيدی با كاربرد حلال بدون بو

 

در جهان امروز تكنولوژي بعنوان محور اصلي توسعه به شمار مي‌رود و اساس پيشرفت در جوامع بشري در درجه اول با سرمايه‌گذاري در زمينه علم و تكنولوژي شكل مي‌گيرد. اكنون در اواخر قرن بيستم شاهد پيشرفتهاي قابل توجهي در صنعت رنگ كشورمان مي‌باشيم و از آنجائي كه صنعت رنگ در ايران با توليد رنگهاي ساختماني از نوع آلكيدي و امولسيوني آغاز شده است، لذا با توجه به مسائل زيست محيطي در سالهاي اخير، تحقيقات زيادي در مورد تهيه رنگهاي آلكيدي كم بو يا بدون بو انجام گرفته است.  

 

آماده‌سازی و رنگ‌آميزی سطوح ساختمانی

 

چسبندگي يكي از ويژگي‌هاي اساسي رنگها است. چنانچه سطوح به شيوه مناسبي آماده شوند، داراي قابليت جذب، دريافت و نگهداري رنگ خواهند بود و چسبندگي مطلوب حاصل مي‌شود. لذا آماده‌سازي سطوح، از مهمترين شرايط دستيابي به حداكثر دوام و صرفه‌جوئي در سيستم‌هاي رنگي است. منظور از سطوح ساختماني، سطوح غيرفلزي و غيرچوبي است و شامل سطوح گچي، بتوني، آجري، سنگي و سيماني است.

كاربری بهينه رنگهای ساختمانی

 

كاربري بهينه رنگهاي ساختماني دربرگيرنده مجموعه اي از ضوابط و ويژگي‌ها است كه مصرف كننده را در مورد انتخاب سيستم رنگ مناسب براي سطوح مورد نظر راهنمائي مي‌كند. سطوح ساختماني شامل سطوح غيرفلزي و غيرچوبي از قبيل سطوح گچي، بتوني، آجري، سنگي و بلوك‌هاي سيماني بكار رفته در نماي خارجي و داخل ساختمان مي‌باشد. انتخاب رنگ بر روي اين سطوح با توجه به عوامل مؤثري مانند جنس سطح پايه، عمر رنگ، ميزان رطوبت سطح، شرايط جوي و خصوصيات رنگ انجام مي‌پذيرد.

 

رنگ‌آميزی واگنهای قطار

 

استفاده از خودروهاي ريلي براي حمل و نقل مسافرين و همچنين انواع بار، يكي از ارزانترين شيوه‌هاي حمل و نقل است. خودروهاي ريلي شامل انواع لكوموتيو، واگن‌هاي مسافري، باري از جمله واگن‌هاي مخزن‌دار و واگن‌هاي مخصوص حمل غلات، واگن‌هاي مخصوص حمل احشام زنده، واگن‌هاي مولد برق، واگن بيمارستان و واگن‌هاي يخچال‌دار مي‌باشد.

از آنجا كه اين وسائط در مسير حركت خود در معرض شرايط حاد جوي و باد و باران و طوفان شن و ضربات متعدد قرار دارند، لذا بدنه و كف آنها زود خورده شده و از بين مي‌رود. جهت حفاظت خودروهاي ريلي در مقابل خوردگي غالباَ از انواع رنگها و پوشش‌ها استفاده مي‌شود. رنگ‌آميزي در مرحله ساخت اين وسائط و نيز در مراحل نگهداري و تعمير بصورت دوره‌اي انجام مي‌پذيرد تا عمر آنها طولاني بوده و اين سرمايه‌هاي ملي از بين نرود. رنگ‌آميزي واگن‌هاي مسافري و باري قطار، توسط دو مركز وابسته به اين امر شامل بخش رنگ‌آميزي شركت واگن پارس و بخش تعميرات و نگهداري واگن‌هاي مسافري رجا انجام مي پذيرد.

 

مقدمه‌ای بر پوششهای پودری

 

مشكلات و قوانين سخت زيست محيطی حاكم بر توليد كنندگان رنگهای پايه حلالی آنان را بر آن داشته تا به سوی پوششهای پودری حركت كنند. امروزه انواع پوششهای پودری گرماسخت از جمله اپوكسی، پلي استر-پلی اپوكسی، هيبريد، پلی اورتان و آكريليك وارد بازار مصرف شده‌اند كه با شناخت مزايای كاربردی، خواص و صرفه اقتصادی و حتي عيوب اين نوع پوششها با اطمينان بيشتری می‌توان جزو مصرف كنندگان آن قرار گرفت.

 

رنگهای خط كشی و علامت گذاری ترافيک

 

اهميت ايمني در امر تردد وسائط نقليه در درون و برون شهرها بر هيچ كس پوشيده نيست. اين مهم در جاده‌ها كه با مشكلات شرايط جوي متغير و عدم روشنايي كامل در شب مواجه هستند، از اهميت بيشتي برخوردار است. هدف از علامت‌گذاري راهها، كاهش هر چه بيشتر تصادفات و مصون نگه داشتن جان و مال انسانها در برابر حوادث است. ايمن‌سازي جاده‌ها با نصب علائم عمودي در كنار راهها و يا منقوش در سطح جاده‌ها صروت مي‌گيرد و تجهيز جاده به خط‌كشي، نوعي علامت‌گذاري راه است كه به منظور هدايت صحيح راننده به ويژه در شب و نيز تنظيم عبور و مرور انجام مي‌گيرد. خط كشي در جاده‌ها به شكل طولي، مياني و كناري انجام مي‌پذيرد و كيفيت و ماندگاري آنها به عواملي مانند نوع رنگ و كيفيت آن و نحوه اجراي دقيق و كامل خط‌كشي با توجه به مشخصات آسفالت و موقعيت جاده بستگي دارد.

 

چربی‌‌گيری فلزات

چربي‌گيري معمولاَ اولين مرحله تميزكاري و آماده‌سازي سطوح فلزي است كه بايد جهت پذيرش انواع پوشش‌هاي حفاظتي و يا تزئيني انجام شود. فرايند چربي‌گيري به شيوه‌هايي اطلاق مي‌گردد كه طي آن چربي، روغن، گرد و غبار و هر گونه آلودگي از روي سطوح پاك مي‌گردد.

روش‌هايي را كه در حال حاضر در صنايع جهان جهت چربي‌گيري سطوح فلزي بكار مي‌رود به سه گروه مي‌توان تقسيم‌بندي نمود:

الف) تميزكاري با حلال

ب  ) تميزكاري با مواد پاك‌كننده و محلول‌هاي قليايي

ج  ) تميزكاري با بخار

انتخاب هر يك از روشهاي فوق به جنس فلز، شكل، نوع، شرايط عمل و ميزان آلودگي آن ارتباط دارد.

صنعت رنگ سازی و VOC

 

VOC چيست؟ واژه  VOC با مواد فرار آلی  به مواد کربن داری اطلاق می شود که به آسانی تبخير و وارد اتمسفر می شوند. اين مواد فرار آلی در صنعت از صنعت حمل و نقل گرفته تا مواد شيميايی مورد مصرف خانگی، رنگها و چسبها می تواند وجود داشته باشد. انتشار VOCs  به درون اتمسفر مشکلات زيست محيطی ای را به دنبال دارد.

 

پوششهای مصنوعات چوبی حاوی مواد آلی فرارو يا آلوده کننده هوا در حد قابل قبول

 

 

امروزه تعداد زيادی از توليدکنندگان وسايل و مبلمان چوبی، مجبور به رعايت قواعد و مقررات مربوط به پوشش سطح از جمله استفاده از حداقل ترکيبات آلی فرار يا مواد زيان آور آلوده کننده هوا گرديده اند . اگرچه، سالهاست که با فرار از رعايت مقررات به استفاده از حلالهای قابل احتراق و پوششهای نيتروسلولزی در صنايع مبلمان چوبی مبادرت می ورزند ولی تعداد زيادی از واحدهای توليد کننده مبلمان که تلاش کرده بودند از پوششهای با پايه آب استفاده کنند، دريافتند که اين نوع پوششها هم به خوبی پوششهای حلالی کارايی ندارند و از شکل ظاهری گرفته تا افزايش اندازه دانه بندی و زمان خشک شدن با مشکلاتی همراه هستند. در اين راستا تغيير روش به سامانه پخت فرابنفش، توجه زيادی را بخود جلب کرد و اخيرا ً نيز از پوششهای پودری بر روی محصولات چوبی نيز استفاده شده اما فن آوری مربوط به آن برای اکثر کاربردها در صنايع مبلمان چوبی، گسترش کافی پيدا نکرده است.

کاربردهای آميزه ای پلاستی سول و اورگانوسول در پوششهای محافظ فلزات

پلاستی سولها که عموماً به پراکنشهای PVC اطلاق می گردد کاربرد زيادی در منابع خودروسازی پيدا کرده اند . ويژگی های پلاستی سولهای PVC در زمينه های کاربردی مختلف از جمله زير بدنه خودرو  ، صنايع پوشش  سيم و ورقه های فلزی و نيز پوششهای فلزی صنايع بسته بندی مواد غذايی معرفی شده است.

بررسی تأثير حلال در كيفيت روكشهای سطح

 

استفاده از حلال مناسب جهت ايجاد بهترين خصوصيت‌هاي فيزيكي و شيميايي در طراحي روكش‌هاي سطح حائز اهميت بسياري است. تبخيرپذيري حلال نيز مهم بوده، پليمريزاسيون و شبكه‌اي شدن رزين مي‌تواند متأثر از نوع حلال استفاده شده باشد. طيف سنجي آمپدانس الكتروشيميايي ابزار مناسبي براي تشخيص كمي و كيفي خصوصيات روكش سطح است كه در سالهاي اخير استفاده از آن گسترش يافته است. در اين تحقيق، متغيرهاي مختلف روكش سطح بر پايه رزين اپوكسي در دو نوع حلال متفاوت مورد بررسي قرار گرفته است. اين متغيرها عبارتند از: مقاومت روكش سطح، ظرفيت خازن روكش سطح، مقاومت انتقال بار مرز مشترك و ظرفيت خازن لايه دوگانه الكتريكي. حلال‌هاي استفاده شده زايلن و متيل پيروليدينون نرمال در روكش اپوكسي بوده است.

كفپوش رزينی ويژه صنايع غذايی

 

كف اتاقها و سالنهاي تهيه، آماده ‌سازي و فراورش مواد غذايي بايد كاملاً بي‌نقص باشد و به راحتي تميز و ضد عفوني شود. پوشش كف سالن مي‌بايست غيرقابل نفوذ، غيرجاذب و قابل شستشو باشند. بيش از سي سال است كه براي پاسخگويي به نيازهاي ياد شده از كفپوش رزيني بدون درز استفاده مي‌شود. در فضاهاي بسيار خورنده، مانند اغلب صنايع غذايي ، كارايي اين نوع كفپوشها در طولاني‌ مدت بسيار عالي است.

 

بررسی پوششهای ظروف فلزی حاوی رزینهای فنولی

 

رزینهای فنولی که در پوششهاي ظروف فلزی (can coating) بطور عمده کاربرد دارند از گروه رزول به‌شمار مي‌روند. تاكنون، انواع گوناگونی از این رزین‌ها با خواص ويژه معرفی شده‌اند. خواص کلی رزینهای فنولی عبارتند از: مقاومت شيميايي خوب، مقاومت فیزیکی بسیار خوب، قابلیت اختلاط و امتزاج‌پذیری خیلی خوب با رزین‌های اپوکسی با جرم مولکولی زياد، پلی‌استرهای اشباع و رزینهای پلی‌وینیل‌بوتیرال. جمع شدن این خواص در یک رزین باعث می‌شود که رزینهای فنولي به عنوان رزینهائی با خواص منحصر به فرد معرفی شوند. خواص ويژه رزینهای فنولی باعث شده که این رزینها در برخی از پوششهای قوطی به یک جزء بی‌بدیل تبدیل گردند. امروزه انواع تخصصی از رزینهای فنولی برای کاربردهای مختلف ساخته شده است، بطوری که برای هر کاربرد خاص، نوع خاصی از رزینهای فنولی در دسترس است.

 

محافظت از سطح

 

 

در حال حاضر توجه و گرايش بيشتري به استفاده از پوشش ها ي با درصد جامد بالا در كاربردهاي حفاظت از خوردگي وجود دارد، حلال كمتر و درنتيجه VOC كمتر نسبت به پوششهاي معمولي از نشانه­هاي چشمگير است.انواع مختلفي از پركننده NSE جهت كاربردهاي شيميايي خاص اصلاح شده­است و ثابت گرديده كه NSE در آزمون­هاي سايش و مقاومت در برابر خوردگي بسيار بهتر از تالك و باريت عمل مي­كند.

 

كارايي حائز اهميت است

 

 

در مواجه با نيازهاي مبرم براي در اختيار داشتن پوششهاي با كيفيت بالا، توليدكنندگان رنگ و پوشش چاره‌اي ندارند جز آنكه شناخت كاملي از رنگدانه‌هاي بسيار كارا (High Performance Pigments) در اختيار داشته باشند، شناختي كه نتايج مفيد آن، ابتدا به فرمول نويسان و نهايتاً به مصرف‌كنندگان بازخواهد گشت.

 

پايداركننده‌هاي محمل­هاي سيليكاتي

 

 

به منظور پايداري و دوام باقي­ماندن رنگهاي سيليكاتي در كاربرد نماي بيروني ساختمانها، استفاده از پايداركننده‌ها بسيار ضروري است. امروزه، فرمول نويسان مي‌دانند كه آمين‌هاي نوع چهارم و مشتقات آمين مي‌توانند به‌عنوان پايداركننده رنگهاي سيليكاتي عمل كنند و عمر نگهداري آنها را افزايش دهند. در ضمن انواع عاري از VOC اين تركيبات در اختيار است و اين امكان را فراهم مي­سازد به گونه­اي كه بتوان از آنها در مصارف داخل ساختمان نيز به خوبي موارد بيروني استفاده نمود.

 

پوشش­دهی با روش بستر سیال

 

 

پوششهای پودری، شامل رنگدانه­ها و افزودنیهای پراکنده شده در محمل تشکیل دهنده لایه (رزین و عامل پخت) هستند که به شکل پودرهای ریز تولید می­شوند. پیداش پوششهای پودری در پی توجه به مسائل زیست محیطی بوده است. عدم استفاده از ترکیبات فرار و حلالهای آلی، حداقل گازهای خروجی از کوره به هنگام پخت، کم بودن ضایعات و دور ریز طی فرایند تولید و مصرف، عاری بودن از فلزات سنگین و غیر سمی بودن این محصولات، همگی دلایلی هستند که رنگهای پودری را از نظر زیست محیطی پوششی برتر معرفی می­کنند. اولین پیشرفتهاي حاصل در این زمینه به اوایل دهه 1950 مربوط است ولي طی چند سال اخیر فرایندهای مختلفی برای اعمال پوششهای پودری ارائه شده است كه از جمله پاشش الکتروستاتیک، بستر سیالی ، بستر سیال الکتروستاتیک و شعله افشانی را مي­توان نام برد. در بین روشهای مختلف اعمال پوششهای پودری، روش بستر سیالی هنوز به عنوان یک فرایند اعمال نسبتا ساده کاربردهای گسترده­ای دارد. 

 

خشك كن های رنگ در پوششهای پايه آبی و حلالی

 

خشك‌كن‌ها صابون‌هاي فلزي هستند كه خشك شدن فيلم رنگ را سرعت مي‌بخشند. وجود انواع مختلف خشك‌كن‌ها به دليل اسيدهاي چرب و ظرفيت فلز سازنده آنهاست. عموماً صابون‌هاي فلزات دوظرفيتي خشك‌كن‌هاي فعال‌تر و مؤثرتري هستند.

اصول و مقررات ايمنی در صنايع رنگ و رزين

 

صنايع توليد كننده رنگ و پوشش ساخت رزينهاي مورد مصرف در رنگسازي و بخش‌هاي رنگ‌آميزي قطعات فلزي و چوبي در سالهاي اخير در جهان پيشرفت قابل توجه‌اي داشته‌اند و تنوع مواد اوليه و تعدد فرآيندهاي توليد و روشهاي اجرائي رنگ‌آميزي باعث توليد فراورده‌هاي متنوعي در اين بخش از صنعت شده است.

امروزه صنعتگراني كه در اين رشته فعاليت دارند، اضافه بر جلب رضايت مشتري و ارتقاء كيفي محصولات خود، حفظ ايمني و سلامتي و عدم آلوده‌سازي محيط زيست را نيز در برنامه كار خود قرار داده‌اند.

به جرأت مي‌توان گفت كه اكثر مواد اوليه توليد رنگ شامل رزينها، افزودني‌ها و حلالها كم و بيش خطرساز هستند. اين خطرات بيولوژيكي شيميايي و فيزيكي است و ممكن است همراه با آتش‌سوزي و يا انفجار نيز باشد.

پوششهای دوست محيط زيست

با ورود به قرن بيست و يكم، و بدنبال پيشرفت مستمر و روزافزون دانش بشري ضروري است تمهيداتي جهت تداوم فن‌آوري و افزايش طول عمر تجهيزات موجود در صنايع فراهم گردد. پوشش‌ها و رنگ‌ها، مهمترين نقش را در محافظت از مصنوعات ايفا مي‌نمايند. علاوه بر اين با ايجاد تنوع در محصولات سبب رونق بيشتر صنعت و تجارت مي‌شوند. از سوي ديگر مسئله آلودگي محيط زيست ناشي از كاربرد برخي رنگ‌ها و پوشش‌ها، امروزه يك تهديد جدي براي سلامت انسان به شمار مي‌رود. از اين رو در اكثر كشورهاي پيشرفته، همگام با گسترش صنايع رنگ و پوشش، فرهنگ كاهش آلودگي ناشي از اين مواد، از جمله به حداقل رسانيدن حلال موجود در تركيب پوشش و كاهش درصد مواد آلي فرار رنگ و در نتيجه استفاده از پوشش‌هاي دوست محيط زيست ترويج مي‌گردد.

 

حلالهای گليكول اتری

 

گليكول اترها مصارف متعددي در صنعت رنگ دارند از اين رو شناخت انواع آنها براي دست‌اندركاران اين صنعت از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. داشتن اطلاعات از خواص فيزيكي اين گروه وسيع از حلال‌ها كاربري آن را مطمئن‌تر و مؤثرتر خواهد كرد.

 

رنگهای خودرو

 

رنگهاي خودرو به انواع پوشش‌هائي اطلاق مي‌گردد كه براي حفاظت و زيبايي بدنه خودرو و همچنين قطعات فلزي داخل و خارج خودرو مصرف مي‌گردد.

رنگهاي خودرو در دو بخش ساخته مي شوند:

بخش اول: انواع رنگهاي كارخانه‌اي خودرو

بخش دوم: انواع رنگهاي تعميراتي خودرو

 

روغنها و اسيدهای چرب قابل مصرف در صنعت رنگ و رزين

 

با وجود توسعه گونه‌هاي جديد پليمرها هنوز هم صنايع رنگ و رزين از انواع روغن‌ها استفاده مي‌كنند. عموماً روغن‌هاي مصرفي در اين صنايع از منابع گياهي و حيواني استخراج مي‌شوند. نوع و مقدار اسيدهاي چرب موجود در ساختار شيميايي تري گليسيريدها متنوع است و بدين خاطر انواع مختلف روغن‌ها وجود دارد. در صنايع رنگ و رزين معمول است كه روغن‌ها را به سه دسته خشك شونده، نيمه خشك شونده و خشك نشونده تقسيم كنند.

 

 

رزينهای آلكيد پايه آبی و رنگهای امولسيونی آلكيدی

 

استفاده از رنگهاي پايه آبي در رنگ‌آميزي ساختمانها از سال 1950 در جهان متداول شد و از سال 1970 به بعد ميزان مصرف اين رنگ‌ها به دليل تمايل به كاهش مواد فرار آلي، افزايش يافت. رنگ‌هاي پايه آبي به علت ناچيز بودن ميزان مواد فرار، خطرات كم آتش‌سوزي، و بطور خلاصه ايمني و سلامتي بيشتر در حين تولد و مصرف، به مرور توانسته‌اند بخشي از بازارهاي رنگ‌هاي حلال‌دار را به خود اختصاص دهند. رنگ‌هاي پايه آبي به سه گروه رقيق شونده، پراكنده آبي و پراكنده كلوئيدي تقسيم مي‌شوند.

 

رنگدانه‌های آلی

 

رنگدانه‌ها ذرات جامدی هستند که افزودن آنها به رنگ نه تنها موجب پوشش‌دارشدن و رنگی شدن آن می‌شود، بلکه سبب ايجاد تنوع و زیبایی مي‌گردد. رنگدانه‌ها بر مبنای نوع شیمیایی به دو گروه آلی و معدنی دسته‌بندی می‌شوند. بطوركلي, رنگدانه‌های معدنی در برابر گرما، نور، عوامل جوي، حلالها و مواد شیمیایی مقاوم‌اند و از این نظر نسبت به رنگدانه‌های آلی مزیت زیادی دارند،  اما  رنگدانه‌های آلی معمولا شدت و براقیت ته رنگ بیشتری نسبت به نوع معدنی ايجاد می‌کنند. مقاومت بهتر، براقیت و شفافیت زیاد موجب گسترش استفاده از  رنگدانه‌های آلی شده است.

 

 

پوسته بستن ناخواسته رنگ

 

 

تقريباً همه با‌اين مسئله آشنا هستند: مي‌خواهيد جائي يا وسيله‌اي  را در خانه رنگ‌آميزي كنيد به يك قوطي رنگ قديمي كه در زير زمين قرارداده‌ايد مراجعه و درب آن را باز مي‌كنيد, بي درنگ روي سطح آن يك پوسته ضخيم مي‌بينيد. ‌پوسته بستن مشخصه رنگهايي است كه از طريق تركيب با اكسيژن خشك مي‌شوند. در اين نوع رنگها عامل پيونددهنده تحت تأثير واكنش با اكسيژن حبس شده در ظرف قرار گرفته و بر روي سطح رنگ اتصالات جانبي تشكيل مي‌دهند. با ‌اين وجود، فرايندهاي فيزيكي و شيميايي ديگري نيز وجود دارد كه منجر به پوسته بستن رنگ در مكان و زمان نامناسب مي‌شود.

 

مطالعه مقايسه‌ای پوششهای پايه آب برای حفاظت از فلزات

 

پوششهاي پايه آب علاوه ‌بر كاهش ميزان تركيبات آلي فرار، خطر احتمال آتش‌گيري را كم كرده, شرايط كاري را براي كاربران ايمن‌تر ساخته و همچنين توانسته ‌است براي توليدكنندگان و كاربران رنگ هزينه‌ها را كاهش دهد. از آنجا كه كارايي پوشش به آستري و لايه رويه هر دو مربوط است، خواص كليدي نظير سختي پوشش، مقاومت آن در برابر آب و مواد شيميايي اندازه‌گيري و مقايسه شده‌است. پوششهاي پايه آب مي‌توانند تك جزئي  و يا دو جزئي  باشند.

مرزهاي نانو فناوري

 

تحقيقات و نيز عملكردهاي صنعتي اخير نشان مي‌دهند كه نانو فناوري به توسعه مرزهاي كاربردي خود ادامه مي‌دهد. ترکیب پوششهاي صد در صد جامد سخت‌شونده با پرتوهاي UV حاوي نانو ذرات به مرزهاي مختلف از جمله پوشش‌دهي فلزات، پلاستيك‌ها، كامپوزيت‌ها، قطعات الكترونيكي و مات كردن پوششها رخنه كرده است. 

نانو آسياب نرم‌ساز

 

توسعه فناوري نانو در بسياري از زمينه‌هاي مختلف صنعتي، به تقاضا براي فنون جديد نرم‌سازي و پراكنده سازي منجر شده‌است. نوعي آسياب نرم‌ساز جديد توسعه يافته كه پاسخگوی نيازهاي فرايندهاي نوين بوده، بي‌آنكه بر توان توليد لطمه‌اي وارد ساخته و افزايش هزينه­ها را در بر داشته باشد. 

نانو فناوري تحولات جديد را براي پوششهاي سطح به دنبال دارد

 

امروزه نانو فناوري در صنايع مختلف راه يافته‌است. از اين‌رو در فرهنگ رنگ و پوششها واژه نانو پوششها اضافه مي‌گردد. اگر از محدوديت تعداد توليدكنندگان و بالا بودن قيمت اين دسته از مواد نوين بگذريم، با طيف وسيعي از ويژگيهاي مثبت روبرو مي‌شويم كه هر محقق و صنعتگري را شگفت­زده خواهدكرد.

 

 

 

نانو افزودني‌ها- راهي جديد براي بهينه­سازي عملكرد پوشش‌ها

 

نانو فناوري به بحث درباره تغييرات خواص مواد هنگامي كه اندازه ذره تقريباً كوچكتر از 100 نانومتر است مي‌پردازد. پيش از اين، مواد در مقياس نانو تنها در زمينه‌هاي صنعتي محدودي مورد استفاده قرار مي‌گرفتند ولي آنها مي‌روند تا در پوششها نيز كاربردهاي خاصي را به خود اختصاص دهند.

 

فناوري نرم‌سازي و پراكنده‌سازي در مقياس نانو

 

طبق گزارش منتشره از سوي شوراي ملي علم و فناوري آمريكا (NSTC) «نانو علم و نانو فناوري به دنيايي اطلاق مي‌شود كه كارها در آن در مقياس نانو متر (يك تا چند صد نانومتر)، اجرا مي‌گردد». اگر گستره اندازه نانو ذره از يك تا 700 نانو متر در نظر گرفته شود، پس مي‌توان نتيجه گرفت كه، اغلب اجزايي كه در يك نرم‌ساز ريز گلوله­اي (Bead Mill) فرايند مي‌شوند در حيطه نانو فناوري جاي گرفته‌اند. اغلب رنگدانه‌هايي كه در صنايع رنگ و پوشش و نيز مركب‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اندازه ذره‌شان از حداقل 02/0 ميكرون (20 نانومتر) تا 200 نانومتر است. نانوذرات مطلوب از اندازه‌هاي زير 200 ميكرون برخوردارند.

 

بهینه­سازی مقاومت در برابر خراش­پذیری و سایش با نانو ذرات سیلیکا

 

حساسيت پوششهاي آلي به خراش، سايش و آسيب­هاي مواد شيميايي با استفاده از مونومرهاي سخت­شونده با UV حاوي نانوذرات معدني كاهش مي­يابد. خواص سامانه­هاي پوششي چند لايه تشكيل شده از پوشش رویه (topcoat) نانوكامپوزيتي بسیار سخت يا پوشش پايه (basecoat) نرم نشان مي­دهد كه با استفاده بهينه از نانوذرات سيليكا مي­توان پوششهاي بسيار كارآمد و مقاوم را در برابر خراش و سايش تهيه كرد.

پوششهاي چوب

 

 

چوب كامپوزيتي طبيعي با ساختاري پيچيده است كه 40 تا 50 درصد سلولز در ساختار خود دارد. بدليل آساني كار با چوب، استحكام و بالا بودن نسبت بارپذيري به وزن در اين ماده در برخي نقاط جهان بطور گسترده‌اي در ساختمان بكار مي‌رود. تخريب چوب در برابر نور، رطوبت و حمله موجودات زنده ذره‌بيني از معايب آن بشمار مي‌رود. بطور كلي، چوب به دو گروه نرم و سخت دسته‌بندي مي‌شود. براي انتخاب و طراحي يك سامانه پوشش چوب مناسب، افزون بر داشتن آگاهي از ساختار پيچيده چوب بايد كاربرد نهايي آن را نيز مد نظر داشت. پوششهاي چوب را در قالب سه گروه رنگ، جلا و لاك مي‌توان تعريف كرد. لاكها نفوذپذير و كم‌جامدند و بايد داراي قارچ‌كش باشند. انتخاب مناسب  اين ماده بر مبناي سازگاري و ماندگاري آن انجام مي‌شود. جلاها لايه‌اي با نفوذپذيري كم ايجاد مي‌كنند كه با گذشت زمان شكننده مي‌شود. درمقابل بايد درنظرداشت كه پوششهاي چوب ويژگي‌هاي مختلفي از جمله درزگيري، چسبندگي و پركردن و نيز حفاظت و زيبايي داشته باشد.

 

رنگهای خودرورنگهای تعميری خودرو

 

توليد رنگ‌هاي تعميري خودرو برخلاف رنگهاي كارخانه‌اي خودرو، در ايران سابقه‌اي 35 ساله دارد. به عبارت ديگر از زمان توليد خودرو در ايران، نياز به رنگهاي تعميري خودرو نيز ايجاد شد و توليد آن از دهه چهل در كارخانجات رنگسازي آغاز شد و امروزه انواع رنگهاي تعميري خودرو در واحدهاي متعدد رنگسازي كشور و بر پايه رزين‌هاي مختلف توليد وعرضه مي‌گردد.

 

هم­فام­سازي با استفاده رنگدانه خشك در مراكز توزيع

 

سامانه‌هاي همرنگ‌كننده در محل فروش (Point of Sale=POS) در بازار پوشش‌هاي تزئيني بسيار رايج گرديده­است. اما همرنگ‌كننده‌هاي مايع با مشكل حمل، جابجايي و نحوه كار مواجه هستند و ممكن است موجب گردند تا پوششهاي آب پايه هر چه بيشتر قوانين محدودكننده حدود مجاز VOC را نقض كنند. مجموعه‌اي از همرنگ‌كننده‌هاي دانه مانند خشك كه به راحتي در رنگ مايع توزيع و تركيب مي‌شوند به گونه­اي اصلاح شده‌اند كه كاربران بتوانند در محل فروش، كار همرنگ‌سازي را انجام دهند. در همين راستا يك دستگاه اختلاط خودكار جديد نيز به منظور اضافه و توزيع و تركيب رنگهاي خشك در مقادير بسيار دقيق طراحي و ساخته شده‌است.

پوششهاي ضد الكتريسيته ساكن

 

پديدة شوك الكتريكي ناشي از تخليه ناگهاني الكتريسيته در پوششهاي غيررسانا همواره مشكلات و محدوديتهاي خاصي را در پي داشته است. اكنون براي حل اين مشكل رنگدانه‌هاي جديدي توليد شده‌اند كه ساختار ذره‌اي آنها متشكل از يك زيرآيند پولكي يا كروي شكل با لايه‌اي نازك از يك اكسيد فلزي بر روي آنست. اين رنگدانه‌ها در نسبت تراكم خاص مي‌توانند به پوشش خواص رسانايي داده و مانع از انباشته شدن بارهاي الكتريكي ساكن بر روي سطح رنگ گردند.

 

پوششهاي تاخيرانداز اثر شعله، سخت‌شونده با پرتو، ويژه كاربرد در پاركت

 

از اوايل دهه هفتاد قرني كه گذشت فناوري پوشش‌دهي با پرتو مورد توجه قرار گرفت و به نظر مي‌رسد كه رشد بي‌وقفه آن در زمينه پوششها، مركب‌هاي چاپ و چسب‌ها تا اولين دهه قرن حاضر نيز ادامه يابد. عوامل اصلي كه رشد تركيبات سخت‌شونده با تابش را موجب شده‌اند عبارتند از: كارايي بسيار عالي (جلا، دوام و قدرت چسبندگي به زيرآيند)؛ سخت شدن سريع (طي چند ثانيه يا حتي كسري از ثانيه بدون نياز به گرما)، پايين بودن هزينه فرايند به ازاي هر متر مربع سطح، پايدار بودن محصول در حين كار و بالاخره كم بودن حجم فضاي لازم براي توليد.

رزينهاي حاوي عاملOH

 

امروزه رزينهاي جديد پلي استر حاوي عامل OH مورد مصرف به عنوان محمل تنها و يا به همراه آن در لاكهاي پلي اورتان دوجزئي با VOC كم در صنعت رنگهاي تعميراتي خودرو و رنگ­ها و پوششهاي رويه نهايي پيشرفت بسزايي نموده­اند. لايه حاصل از رنگها خواص خشك­شوندگي مناسب، مقاومت شيميايي عالي و سختي بالايي را از خود نشان مي­دهند. مقادير VOC اين سامانه­ها در پوششهاي رنگدانه­دار و پوشش­هاي شفاف زير 420g/l و سازگاري با شرايط جوي آنها اغلب از سامانه­هاي پلي­ال­ مشابه­شان بهتر مي باشد.

 

پراكنش‌هاي پلي‌يورتاني اصلاح شده با روغن

 

پراكنش‌هاي پلي‌يورتاني آب پايه (PUDs) نشان داده‌اند كه از كارايي مكانيكي و مقاومت شيميايي چندان مطلوبي برخوردار نيستند و شكي نيست كه اين نشأت گرفته از مكانيسم خشك شدن به طريق فيزيكي است. اما پراكنش‌هاي پلي‌يورتاني اصلاح شده با روغن (OMPUs) راهي را در پيش‌روي قرار مي‌دهند كه لايه پوشش مي‌تواند طي آن از طريق واكنش با اكسيژن اتصال عرضي‌دار شود. با گزينش روغن مناسب و در نظر داشتن درجه غيراشباعيت مي‌توان ميزان اتصالات عرضي و خواص پوشش را در حد دلخواه تنظيم نمود. نتايج بدست آمده براي سه نوع روغن بزرك، دانه سويا و كرچك كه نسبتاً ارزان قيمت هستند، نشان داد كه مي‌توان كارايي پوششهاي پلي‌يورتاني را بهبود بخشيد.

 

رنگها و پوششهای مقاوم شعله

 

دنياي متمدن همواره به دنبال راه‌حل‌هايي است تا بتواند از آتش‌سوزي لوازم خانگي، تجهيزات كارخانجات و مراكز توليدي جلوگيري كند و يا حتي‌الامكان با به تأخير انداختن فرايند شعله‌وري و كندسوز كردن وسايل و تجهيزات مختلف عمل امدادرساني را به سهولت روبرو سازد. رنگ‌ها و پوشش‌هاي مقاوم آتش به گروه‌هاي متعدد از جمله كندسوز كننده‌ها، متورم شونده‌ها، پوشش‌هاي سيماني، كجي و ضخامت ضدحريق تقسيم مي‌شوند.

كاربرد پوششهای قيری و قطرانی در صنعت(خوردگي)

 

ارزان بودن قير و قطران در قياس با ديگر انواع تركيبات پوشش‌دهنده آنها را جزو مطلوب‌ترين گزينه‌ها جهت حفاظت از سازه‌هاي آبي و لوله‌هاي مدفون در زير خاك، مخازن ذخيره‌سازي مواد و تجهيزات ذخيره و انتقال آب و فاضلاب و برج‌هاي خنك‌كننده نموده است. پوشش‌هاي قيري و قطراني به شكل ساده و بدون الياف و يا با الياف به شكل تك يا چندلايه و نيز در حالات سرد و گرم و يا مخلوط با ديگر پوشش‌دهنده‌ها نظير اپوكسي‌ها، لاستيك‌ها و يا يورتان‌ها كاربرد دارند.

رنگينه‌های شفاف (زيرنما)

 

در بسياري از موارد بشرخواهان آن است كه نماي اشياء پيرامونش زيبا و جذاب باشد. از اين روست كه رنگينه‌هاي زيرنما مورد توجه قرار گرفته‌اند. ريز بودن اندازه ذرات اين رنگينه‌ها تا حد نانو و كم بودن اختلاف در ضريب شكست آنها با محمل موجب مي شود تا شفاف بنظر برسند. اكسيدهاي آهن زرد، قرمز و قهوه‌اي، آبي آهن، آبي و سبز كبالت، و رنگينه‌هاي دي‌اكسيد تيتانيم و اكسيد روي از جمله رنگينه‌هاي شفافي‌اند كه صنايع مختلف از آنها استفاده مي‌كنند.

خصوصیات مقاومتی رنگدانه ها

 

اغلب سامانه‌های رنگدانه‌دار زمانی که در معرض عوامل جوی و یا شرایط نامساعد قرار ‌گیرند، تغییراتی در ساختار و رنگشان بوجود می‌آيد. این فرایند، واكنشهايي را شامل است که در آنها رنگدانه به عنوان یک کاتالیزور جهت تسریع تغییرات عمل کرده و یا اینکه خودش به طور مستقیم تحت تاثیر تغییرات شیمیایی قرار گرفته و در نتیجه مشکلاتی مثل زرد گرایی, گچی‌شدن وکاهش در براقیت را بوجود می‌آورد. بنابر همین دلایل، بررسی خصوصیات مقاومتی رنگدانه‌ها قبل از به کارگیری آنها امری ضروری به نظر می‌رسد.

 

نرم‌سازی با استفاده از آسيابهای چرخنده با سرعت بالا

سامانه نرم‌سازي گريز از مركز به نام Pestle Mill يك آسياب دانه‌اي ظرفيت بالا براي نرم‌سازي پيوسته فرآورده‌هاي گوناگون به ذرات ريز تا مقياس نانو است. تفاوت اين سامانه با ديگر آسيابهاي دانه‌اي گريز از مركز روتور/روتور و آسيابهاي دانه‌اي روتور / استاتور معمول اين است كه در آن صفحه آسياب در همان جهت و با همان سرعت ظرف آسياب مي‌چرخد. اين روش يك ميدان گريز از مركز متراكم‌تر و همگن‌تر در منطقه نرم‌سازي ايجاد مي‌كند، كه در آن حركت خردكننده در منطقه نرم‌سازي درواقع نتيجه انحراف زاويه‌اي بين محور صفحه و ظرف است. اين ويژگيها منجر به مزيتهاي مشخصي در محصول نرم‌سازي و عملكرد و نگهداري آسياب مي‌شود و يك راه‌حل اقتصادي براي نرم‌سازي خيس ذرات تا مقياس نانو در اختيار مي‌گذارد.

 

خلاصی از ايزوسياناتها

 

آكريلات‌ها يا متاكريلات‌هاي تك يا چند عامل‌دار حاوي گروههاي يورتان كاربرد گسترده‌اي در ساخت جلاها (وارنيش‌ها)، مركب‌ها و چسب‌ها دارند. در تهيه اين نوع رزين‌ها غالباً ايزوسيانات‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند كه هم گران و  هم شديداً سمي‌اند. امروزه فرايندهاي صنعتي كارآمد جهت ساخت آميزه‌هاي بدون ايزوسيانات به كمك تجهيزات صنعتي استاندارد و روشهاي كاري ايمن توسعه‌يافته است. گرانروي ذاتي برخي از اين يورتان آكريلات‌هاي چند عامل‌دار جديد بسيار كم است بدين خاطر آنها را مي‌توان بدون رقيق كردن، فرمول‌بندي نمود و خواص پوشش‌دهي را تا حد امكان ارتقاء بخشيد.

اندازه‌گيری دقيق ضخامت رنگ

 

به ياري يك نوع دستگاه خودكار كه اساس آن را حساسگر ليزري تشكيل مي‌دهد، مي‌توان ضخامت فيلم رنگ خيس را با دقت زياد اندازه‌گيري كرد. با اين دستگاه مي‌توان نسبت تباين * (CR) را دقيق‌تر تعيين كرد. مطابق يك رابطه رياضي اين نسبت با ضخامت فيلم در رابطه است. اين طريقه عمليات كنترل كيفيت را كه طبيعتاً بيش از تأييد هر توليد بدان نياز است تسريع مي‌نمايد، بي‌آنكه بر نتايج واقعي اثر منفي بر جاي گذارد.

استفاده از عصاره گياهان براي تهيه روغن جلا

 

هنگامي كه الياف گياه آگاو با اسيد واكنش دهد هيدروكسيلات  اسيدي خواهد داد كه محتوي فورفورال است. زماني كه هيدروكسيلات‌هاي اسيدي با تانن‌هاي موجود در گياه متراكم شوند رزين‌هاي فنل- فرمالدئيد حاصل مي‌شود. روغن جلاهايي كه از اين نوع رزين‌ها و با استفاده از روغن برزك، روغن تانك و روغن كرچك بدون آب بدست مي‌آيند از براقيت، انعطاف‌پذيري و مقاومت مكانيكي بالايي برخوردارند و در برابر اسيدها مقاومند.

تميزكاری سطح بوسيله پاشش زدايی

 

شيوه تميزكاري سطح بوسيله پاشش‌زدايي يكي از مؤثرترين روش‌هاي شناخته شده امروزي جهت تميزكاري سطوح فلزي و سيماني است و گاه براي سطوح ديگر نيز بكار مي‌رود. با اين روش مي‌توان به بهترين صورت زبري و يا حالت مورد نظر را روي سطح ايجاد نمود. در تميزكاري با پاشش، دانه‌هاي ساينده و يا آب و مواد شيميايي مختلف بصورت پرفشار بر روي سطح مورد نظر پاشيده مي‌شود. مواد ساينده با استفاده از هواي فشرده، آب پرفشار و يا نيروي گريز از مركز (سانتريفوژ) پرتاب مي‌شوند.

پوشش‌هاي بكار رفته بر روي اينگونه سطوح بادوام بوده و مقاومت خوبي دارند.

در روش پاشش‌زدايي با مواد ساينده در اثر برخورد مواد ساينده با سطح فلز، لايه‌هاي اكسيد زنگ‌زدگي، رنگ كهنه، و ساير رسوبات حاصل از عمليات جوشكاري و فلزكاري و چربي‌ها تميز مي‌شود. انتخاب نوع ماده ساينده در كيفيت سطح آماده شده تأثير مستقيم دارد.

 

اشعهUV

پوششهای قابل پخت با اشعه UV  

 

پوشش‌هاي قابل پخت UV، بخش عمده سيستم‌هاي پخت تابشي را تشكيل مي‌دهند. بطور كلي در اين سيستم‌ها يك ماده پوشش دهنده واكنشگربا ويسكوزيته كم و معمولاَ فاقد حلال، بر روي سطح اعمال مي‌شود و سپس در معرض تشعشع با انرژي بالا مانند اشعه ماوراء بنفش يا شعاع الكتروني قرار مي‌گيرد تا پليمريزه شود.

مواد قابل پخت با UV با رشد سالانه حدود 10 درصد، كاربرد بسيار گسترده‌اي در صنايع پوشش، ساخت مركب چاپ و چسب دارد و همچنين به تازگي كاربردهاي خاصي نيز مانند مدلسازي سه بعدي سريع پيدا كرده‌اند.

 

مزايای پوششهای سخت‌شونده با پرتو فرابنفش

 

 

پوششهاي انعطاف‌پذير پلي‌يورتان فلوئوروپليمر را مي‌توان در فرايند اكستروژن پس از ولكانش لاستيك، بطور مستقيم روي آن پاشيد و سپس با عبور دادن از يك رديف گرم‌كننده‌هاي متداول ميكروويو يا مادون قرمز با گرما سخت كرد. اين فرايندهاي سخت‌شونده مرسوم علاوه‌ بر عدم كارائي، پرهزينه نيز هستند. با ورود پوششهاي تك‌جزئي بر پايه آب سخت شونده با تابش UV به بازارهاي مصرف به بسياري از تقاضاها از جمله كاهش هزينه‌ها، بهبود كارايي و كاهش در ميزان مجاز تركيبات آلي فرار (VOC) پاسخ مناسب داده ‌شد. با استفاده از سامانه‌هاي پوشش‌دهنده سخت شونده با تابش UV در فرايند اكستروژن مزايايي از قبيل افزايش در سرعت سخت شدن، كاهش ميزان ضايعات، كم شدن ميزان نشر حلال، كاهش در هزينه‌هاي سوخت و انرژي و عدم نياز به فضاي كاري وسيع به واقعيت پيوسته است. در برخي از موارد، به دليل محدوديتهاي خط توليد و خواص مكانيكي سطح لاستيكي اين تنها روشي است كه مي‌توان از آن بهره جست.

 

آماده برای مصرف مستربچهای نانو ذره‌ای بهبود دهنده مقاومت در برابر خراش پذيری و پايداری در برابرپرتو فرابنفش

 

 

استفاده از افزودني نانو آلومينا در پوشش مقاوم در برابر خراش, خواص پوشش‌دهي را به طور قابل ملاحظه‌اي بهبود مي‌بخشد. جاذب UV معدني از نوع اكسيد روي نانو در مقايسه با انواع جاذبهاي UV آلي براي حفاظت چند سازه‌هاي پليمري* (Polymer Composites) در برابر UV بكار رفت و موثر بودن آن در طولاني‌مدت مشخص گرديد.

برخي خواص پوششها, براي مثال مقاومت در برابر خراش و پايداري در برابر UV را مي‌توان با پركننده‌هاي معدني نانو تا اندازه‌اي بهبود بخشيد, به شرطي كه بتوان آنها را به آساني در فرمولاسيون پوشش وارد كرد. نانو افزودنيهاي عمومي يعني مستربچ‌هاي نانو ذره‌اي سفارشي پيش پراكنده در محيط‌هاي مختلف توانسته است تا حد زيادي قابليت كاربرد نانو ذره در پوشش‌ها را ارتقاء بخشد و جوابگوي فرصتهاي جديد بازار باشد.

 

 

سخت‌كردن و پايدارسازی پوششهای خارج ساختمان با استفاده از پرتو فرابنفش

 

پیشرفتهای اخیر در محدوده مواد خام در دسترس نشان داده که نورآغازگری (آغازگري نوري) با بیس‌آسیل‌فسفین اکسید (BAPO) امكان دست یافتن به فرصتهای جدید در زمینه پوششهای UV برای کاربردهای خارج ساختمان را مهيا مي‌سازد.

هوازدگی، پوششهای سخت‌شونده با UV را همانند سامانه‌های متداول تخریب می­کند و موجب کاهش براقیت، زردشدگی، ترک و پوسته پوسته شدن آنها می­شود. نگرانی همیشگی این است که چنین شکستهايی که اساسا در اثر نوراکسایش محمل (binder) ایجاد می­شود، ممکن است در شرایط خارج ساختمان بسیار سریعتر اتفاق بیفتد. بنابراین، این موضوع بطور جدی زمان عمر کاربری پوششهاي مذكور را محدود می­کند. با استفاده از آغازگر مناسب و سامانه پایدارکننده مي‌توان دوام مورد نیاز برای استفاده طولانی مدت از پوششهای سخت شونده با UV در خارج  از ساختمان را بدست آورد.

 

پوششهای فرابنفش ویژه پلاستیکها

 

سخت‌شدن سریع، مواد فرار آلی بسیار کم و خواص بسیار کارامد از مزایای فناوری­ UV است. پوشش‌دهي با پرتو فرابنفش­ (­UV)­ بر روي پلاستيك‌ها در مقایسه با سامانه‌هاي پایه حلال مشكل‌تر است. دليل اين امر قدرت چسبندگي ضعيف اين نوع پوشش‌ها به زيرايند (سطح زيركار) است. اما با بهینه کردن محمل  و سامانه‌هاي ­رقیق­کننده واکنش‌پذیر مي‌توان پوششهای­ بسیار کارآمد برای پلاستیک‌ها فراهم كرد.

فناوری سخت كردن با UV مدت ده سال است که در پوششهای صنعتی متداول شده است. مزایایی این روش از لحاظ فراورش(­سرعت زیاد و تجهیزات کوچکتر)­، کارامدی (مقاومت در برابر خراش و زنگ زدن) و دوستداری محیط زيست بسیار خوب شناخته شده است. اما، استفاده از فناوری UV برای پوشش­دهی پلاستیکها محدودیت دارد. با اين وجود هدف نشان­دادن مزایای فناوری UV در زمینه پوششهای پلاستیکی است که منجر به بهینه کردن رزینهای UV موجود و بهبود محملهای UV جدید می­شود.

خوردگي

خوردگی فلزات و روشهای مهار آن

 

 

خوردگی بزرگترين معضل بسياری از صنايع بخصوص صنايع پتروشيمی است. عموماً روشهای مختلفی جهت ممانعت از خوردگی وجود دارد که بسته به شرايط ممکن است که يک يا چند مورد با هم مورد استفاده قرار گيرند. با بررسی مکانيزم خوردگی به روشهای موسوم حفاظت فلزات در مقابل خوردگی خواهيم پرداخت و از اين رو شما را با اصولی آشنا می سازيم و مسلماً جهت بررسی و مطالعه پوششها بسيار مفيد خواهد بود.

 

حفاظت از خوردگی سازه‌های دريائی و تأسيسات ساحلی

 

استفاده وسيع از فلزات در ساخت اسكله‌ها، چاه‌هاي نفت، سكوهاي دريايي، تأسيسات بندري و صنعتي مجاور دريا، كشتي‌ها و ساير شناورهاي دريايي و تمايل طبيعي فلزات به خوردگي و زنگ‌زدگي،‌لزوم به‌كارگيري روش‌هاي حفاظتي مختلف را موجب گرديده است.

سازه‌هاي فلزي در مناطق صنعتي، همواره بوسيله عوامل خورنده محيط مانند گازهاي SO2 و CO2، باران‌هاي اسيدي، مواد آلاينده صنعتي (مربوط به صنايع نفت و پتروشيمي) مورد هجوم قرار مي‌گيرند و در نتيجه خورده مي‌شوند. شرايط نامساعد جوي و اتمسفر دريايي نيز شرايط خوردگي را تشديد مي‌كنند.

آب دريا حاوي حدود 3.4 % نمك است و اندكي قليايي است(pH=8  ) الكتروليت خوبي بوده و باعث خوردگي گالوانيكي و شياري مي گردد. خوردگي در آب دريا بستگي به مقدار اكسيژن، سرعت حركت،  درجه حرارت و اجزاء بيولوژيكي دارد.

بيشترين خوردگي در سطح آب يا مناطق مطلاطم اتفاق مي افتد.خوردگي در عمق كمتر است زيرا درجه حرارت پايين است.

به منظور حاظت از خوردگي سازه‌هاي غوطه‌ور در آب دريا، روش حفاظت كاتدي به طور مؤثري به كار گرفته مي‌شود اما فقدان يك الكتروليت دائمي در سازه‌هاي مجاور ساحل، موجب عدم امكان استفاده از حفاظت كاتدي براي جلوگيري از خوردگي در تأسيسات مي‌گردد.

از متداولترين روش‌هاي حفاظت تأسيسات ساحلي در مقابل خوردگي، استفاده از رنگ و پوشش مي‌باشد. رنگ‌ها، اقتصادي‌ترين، آسانترين (از نظر كاربرد) و كارآمدترين ماده، جهت حفاظت وسايل و تأسيسات هستند و نيز به لحاظ دسترسي آسان و قابليت ترميم، بيشتر از روش‌هاي حفاظتي ديگر مطرح مي‌باشند.

 

سامانه‌هاي رنگ كشتي‌ها

 

 

كشتي‌ها و بخصوص سوپرتانكرهاي عظيم در بخشهاي مختلف خود به انواع مختلف پوششها نيازمندند تا بتوانند كشتي را از پديده زيانبار و بسيار هزينه‌ساز خوردگي نجات داده و زيبايي لازم براي اين ساخته‌هاي عظيم دست بشر را فراهم آورند.

رنگهای دريايی سامانه های پوششی و روشهای کنترل کيفيت آنها

حفاظت مناسب ناوگان دريايی و تاسيسات ساحلی در برابر خوردگی نياز به برنامه ريزی تحقيقاتی در دو شاخه موازی دارد. بررسی روش های مناسب حفاظت  ، از جمله دستيابی به ترکيبات بهينه پوششی برای کاربردهای متنوع  ، بخشی از فعاليت های تحقيقاتی را در اين مورد به خود اختصاص داده است. توسعه حمل و نقل دريايی کشور در واردات و صادرات  ، تشديد قابليت های توليد رنگ های  دريايی در کشور  ، تلاش در کاهش وابستگی کشور به واردات اين کالا  ، زمينه فعاليـت پژوهشی روزافزون در اين مورد را فراهم آورده است. شبيه سازی آزمايشگاهی و ميدانی و تدوين دستورالعمل های مناسب کننترل کيفيت پوشش های دريايی بخش دوم مطالعات جديد است.

بررسی خوردگی در نيروگاه‌های بخار

 

در كشور ما، خوردگي يكي از دلائل عمده زوال تجهيزات نيروگاهها است. براي جلوگيري از خوردگي و انهدام‌هاي زودهنگام تجهيزات نيروگاهي كه موجب هزينه‌هاي مستقيم تعمير و جايگزيني و خسارات غيرمستقيم ناشي از توقف غيرمترقبه واحدهاي توليد برق مي‌گردند، نياز به شناخت عملي انواع خوردگي‌ها و دلايل ايجاد آنها مي‌باشد.

بررسي‌ها و گزارشات عملي نشان مي‌دهند كه وجود عواملي نظير دما و فشار بالا، هوا و اكسيژن كافي، رطوبت، دود و گازهاي داغ، تنش‌هاي حرارتي و مكانيكي، ناخالصي‌هاي آب و . . . ، موجب مشاهده طيف گسترده‌اي از انواع خوردگي‌ها نظير خوردگي حفره‌اي، خوردگي داغ، خوردگي گالوانيك، خوردگي فرايشي، خوردگي بيولوژيكي و . . . ، در قسمتهاي مختلف نيروگاه از جمله لوله‌هاي بويلر (واتروال، سوپر هيتر، اكونومايزر)، برجهاي خنك‌كن و پره‌هاي توربين، مي‌گردند.

 

نانو فناوري در بازار بازدارنده‌هاي خوردگي نقش كليدي ايفا خواهد کرد

 

 

اكنون برخي از شركتهاي سازنده تركيبات پوششهاي ضدخوردگي براي جبران مشكلات برگرفته از افزايش قيمت مواد اوليه خام و فشارهاي وارده از سوي قوانين و مقررات زيست محيطي به سوي فناوري‌هاي نويني از جمله نانو فناوري روي كرده‌اند.

 

حفاظت كاتدی همگام با پوششها برای مقابله بهينه با خوردگی

 

استفاده از رنگ و پوشش‌ها همراه با حفاظت كاتدي، اقتصادي‌ترين روش جهت كنترل خوردگي در سازه‌هاي فولادي مدفون در خاك و مغروق در آب مي‌باشد. پوشش‌ها غالباَ نواقصي دارند كه فلز از طريق اين نواقص در معرض محيط خورنده قرار مي‌گيرد. اما بكارگيري پوشش عاري از نقص، باعث افزايش هزينه‌هاي حفاظت مي‌گردد. استفاده از حفاظت كاتدي به تنهايي نيز هزينه‌هاي زيادي دربردارد در حالي كه بكارگيري پوششي مناسب همراه با حفاظت كاتدي (جهت مبارزه با خوردگي و تقليل عوارض ناشي از نواقص موجود در پوشش) با صرفه‌ترين روش حفاظتي مي‌باشد.

 

بهبود در پوششهای محافظ خوردگی در دمای بالا 

 

 

تحقيق درباره كارايي مواد نوين آزموده شده مزاياي جالب و متعددي را در مقايسه با روشها و مواد متداول نشان مي‌دهد. روشهاي جديداستفاده از اسفنج اپوكسي است كه هم در برابر خوردگي مقاوم و هم عايق گرمايي است و مي‌تواند فولاد را در محيط‌هاي شديداً خورنده و در دماي بالا به خوبي حفاظت كند.

اثر مواد آلی فرار در ايجاد فن آوری جديد رنگهای محافط خوردگی

 

هدف از انجام اين مطالعه بررسی ملاحظات زيست محيطی در توليد رنگ های صنعتی و محافظ در مقابل خوردگی می باشد. مطابق تحقيقات انجام شده در دهه 70 يکی از منابع آلوده کننده محيط زيست حلال های  آلی مورد استفاده در صنايع شيميايی خصوصاً صنايع رنگ سازی و رزين سازی و صنايع وابسته به آنها بوده است. متعاقب نشست های بين المللی و تصويب قوانين درمورد ميزان مجاز آلودگی محيط زيست  ، در دهه 80 حرکت به سمت شيوه های نوِين اعمال رنگ و تهيه ترکيب های جديد سازگار با محيط زيست در دستور کار مراکز تحقيقاتی صنايع رنگ قرار گرفت. به دنبال آن محصولاتی با مقدار مواد فرار کمتر تهيه و روانه بازار مصرف شد.

 

صدمات زيست‌محيطی پوششهای ضدخزه

 

خزه‌هاي دريايي اغلب سازه‌هاي دست‌ساز انسان را كه در آب دريا غوطه‌ور هستند تحت‌تأثير قرار مي‌دهند. نتيجه اين عمل افزايش هزينه‌هاي اقتصادي زيادي است كه براي محافظت و يا جابجايي اين سازه‌ها صرف مي‌شوند. امروزه تحقيقات زيادي در زمينه دستيابي به روشي موثر براي جلوگيري از چسبيدن خزه به اين سازه‌ها يا كمتر كردن آنها صورت مي‌گيرد.

معمولي‌ترين راه‌حل براي مقابله با چسبيدن خزه به ديواره اين سازه‌ها بوجود آوردن شرايطي است كه از چسبيدن خزه ممانعت كند. يكي از اين روشها پوشش دادن سطح با رنگهاي حاوي مواد سمي است. اغلب مواد سمي ضد خزه (تري‌بوتيل قلع, TBT ) اثر مخرب بر موجودات غيرخزه (ديگر ارگانيسم‌هاي زنده)، دارند.

امروزه استفاده از TBT در رنگهاي ضد خزه محدود شده‌است (ولي ممنوع نشده‌است). در تعداد معدودي از كشورها زيست‌كش‌هاي جديد استفاده مي‌شوند. به دليل استفاده از پوششهاي ضدخزه در محيط‌هاي دريايي مشكلات زيست‌محيطي جدي بروز كرده‌است.

 

بازار رنگ

بازار پوشش رنگ مورد استفاده در صنايع اتومبيل‌سازی

 

 

در بازار كنوني خودروسازي جهان، بسياري از سازندگان پوشش رنگ و ساير تأمين‌كنندگان اين صنايع بطوركلي با رشد روزافزون اما غيرنافع مواجه هستند. بدين صورت كه حتي در صورت مثبت بودن تمامي شاخصهاي اقتصادي و فروش فزاينده صنايع خودروسازي ميزان پوشش رنگ استفاده شده براي هر دستگاه اتومبيل رو به كاهش است.  علت اين امر استفاده از روشهاي پيشرفته بكارگيري، افزايش بهره‌وري و اعمال روش‌هاي نوين به جاي روش‌هاي متعارف همراه با افزايش فشار جهت كاهش قيمتها عنوان مي‌شود.

اين تحولات بدان معناست كه توليدكنندگان پوشش ناگزيراند مهارت‌هاي خود را توسعه دهند تا جايگاه خود را بعنوان جزء اجتناب‌ناپذير چرخه ارزش‌ها تثبيت نمايند.اين موقعيت مي‌تواند شامل قراردادهاي خدمات رساني بصورت پذيرش مسئوليت تام از سوي فروشنده و تأمين هزينه‌هاي مديريت بخش رنگ از سوي توليدكنندگان اصلي جهت ارائه خدمات خريد و حمل و نقل توسط فروشندگان پوشش باشد.

 

رشد مستمر توليد، صادرات و مصرف رنگ در تركيه

 

 

تركيه بيستمين اقتصاد برتر را در دنيا دارد و در اين ميان به‌عنوان پانزدهمين كشور پرجمعيت رده‌بندي شده است. اقتصاد تركيه پس از سال 2001 طي پنج سال متوالي با رشدي چشم‌گير روبرو بوده‌است. در سال 2006 توليد ناخالص داخلي (GDP) به 318 بيليون يورو و سرعت رشد توليد ناخالص داخلي به 6 درصد رسيد. از سوي ديگر در همين سال سرعت توليد ناخالص ملي (GNP) براي صنايع آن 6/7 درصد بود. طي پنج سال گذشته ميزان سرعت رشد توليد ناخالص ملي ساليانه در اين كشور هرگز از 8/6 درصد كمتر نشد. سرمايه‌گذاريهاي خارجي شديداً فزوني يافت و اين عمدتاً از وجود شرايط مطلوب از نقطه نظر سرمايه‌گذاران و ثبات سياسي در اين كشور نشأت گرفت. طي دو سال اخير، سرعت رشد سالانه صنعت ساختمان‌سازي حدود 20 درصد بوده است.

 

بازار پوششهای ساختمانی و تزئينی در آمريكا

 

توليدكنندگان پوششهاي ساختماني نسبت به فروش آن در بازار خوش‌بين‌اند. ولي آيا افزايش قيمت مواد اوليه و تركيبات مورد استفاده بر تجارت آنها تأثيرگذار نيست؟

از ديرباز توليدكنندگان پوششهاي تزئيني و ساختماني به آينده اين صنعت بسيار اميدوار بوده‌اند. آنها در صدد گسترش محصولات جديد  و افزايش نمايندگي‌ها جهت فروش محصولات خود مي‌باشند.

مهمترين هدف اين توليدكنندگان جلب مشتري به منظور انتخاب محصولات جديدشان است. اين توليدكنندگان با وجود ثابت نگه داشتن محدوده قيمت محصولات خود در سال 2004 ،  افزايش فروش توليدات خود به ميزان 2 برابر در سال 2005 را پيش‌بيني كردند. افزايش فروش اينگونه توليدات به دو عامل مهم بستگي دارد:

افزايش روزافزون قيمت

 در دسترس بودن مواد و تركيبات مورد استفاده

 

روند پيشرفت صنعت رنگ‌آميزي آمريكا در سال2000

 

در يك بررسي آماري كه در يكي از مراكز تحقيقات بازار رنگ‌آميزي آمريكا در سپتامبر سال 1999 انجام شده، آمار نشان مي‌دهد كه احتمالاً ميزان عمليات رنگ‌آميزي از 50.12 درصد در سال 1999 به 4/55 درصد در سال 2000 افزايش خواهد يافت.

توان بالقوه بسيار عظيم روسيه

 

اكنون براي پراكنش‌هاي آكريليكي و رنگهاي آب پايه، يك بازار در حال رشد در روسيه به وجود آمده‌است. و اين واقعيتي است كه شركتهاي بزرگ توليدكننده رنگ بدان بي‌توجه باقي مانده‌اند. بواسطه اين امر، توليدكنندگان محلي خود را براي مقابله با شركتهاي بزرگ چندمليتي كه در حال ورود به بازار روسيه‌اند، آماده ساخته‌اند.

 

آسيا پاسيفيك- بازاري بسيار مستعد

 

 

در سال 2006، انجمن صنعت رنگ آسيا (APIC) مراسم گرد هم‌آيي دهمين سال خود را به ميزباني انجمن توليدكنندگان رنگ ژاپن در توكيو برگزار كرد. متخصصين شركت‌كننده از صنايع و انجمن‌ها گزارش‌هاي خود در باب وضعيت صنعت پوشش‌ها در كشورهايشان را ارائه نمودند. نتيجه كلي آن بود كه، هرچند توان بالقوه اين بازار بسيار بزرگ است ولي ارزيابي‌هاي فراواني بايد صورت گيرد تا آن را به بازاري توسعه يافته بدل كند.

 

اطلاعات روز بازار رزين­ها

 

 

تأمين‌كنندگان و توليدكنندگان رزين توجه خود را بر روي روشهاي توليد متنوع و محصولات ابداعي جديد با خواص برتر متمركز نموده‌اند تا رشد اين بازار بسيار پرچالش را بهبود بخشند.

بازار پوششهاي دريايي

 

فعاليت چشم‌گير سازمانهاي تنظيم‌كننده ميزان و نوع سوخت، زيست‌كش‌ها و بهره‌گيري از فناوري‌هاي جديد جهت رها سازي خزه‌ها كه تا ژانويه 2008 مي‌بايد به مرحله اجرا درآيد و نيز بالا رفتن قيمت مس، سازندگان رنگهاي دريايي و تأمين‌كنندگان مواد اوليه آنها را در شرايطي دشوار قرار داده است.

بازار پوششهاي سخت شونده با پرتو

 

 

بازار جهاني پوششهاي پرتو پخت (سخت شونده با پرتو) آنقدر قدرتمند شده كه مي‌رود تا كاربردهاي متنوع و بيشتري را به خود اختصاص ­دهد. علاوه بر مزاياي زيست محيطي، مزاياي ديگري از جمله: قابليت پوشش‌دهي مواد حساس به گرما، در اختيار قرار گرفتن محصولات با كيفيت بالاتر، پخت سريع و صرفه‌جويي در فضاي كار و مصرف انرژي را مي­توان نام برد.

بازار پوششهاي صنعتي

 

با رونق گرفتن ساختمان‌سازي در سطح بين‌المللي و بدست آمدن فرصتهاي مناسب براي سرمايه‌گذاري به منظور حركت به سوي سامانه‌هاي آب پايه، توليدكنندگان پوششهاي صنعتي براي آينده اين دسته از پوششها در انتظار روند رشدي سالم هستند.

مراحل تولید رنگ در نظر اول بسیار ساده است،یک عمل اختلاط و یک عمل آسیاب. ولی دقت نظر در روش تولید و رعایت ترتیب و توالی مراحل تولید و توجه به اصول تولید و توجه به اصول تولید هر نوع رنگ موجب افزایش کیفیت رنگ ساخته شده خواهد بود.
ساخت رنگ معمولا در دو مرحله انجام می شود. در مرحله اول ابتدا مقداری رزین و کمی حلال دیر فرار به میکسر افزوده می شود و در حین چرخش میکسر، مواد پودری به آهستگی به آن افزوده می شود. برخی مواد افزدنی خاص که موجب پخش بهتر رنگدانه و باز شدن رنگدانه در رزین خواهد شد در این مرحله افزوده می شود. مواد با هم درمیکسر مخلوط شده و خمیر اولیه را تشکیل می دهند. سپس برای پخش بهتر مواد در رزین خمیر از دستگاه پرل میل عبور می کند. دستگاه پرل میل در واقع نوعی آسیاب است. در انتها به خمیر مواد افزودنی لازم و مقدار باقی مانده رزین افزوده شده و به کمک حلال ویسکوزیته رنگ در حد مطلوب کنترل می شود. رنگهایی که هنگام ساخت به پرل میل کردن نیازی نداشته باشند در یک مرحله ساخته می شوند.
در ساخت رنگهای ساختمانی با استفاده از رزین امولسیونی، افزایش دمای مواد در اثر اختلاط با میکسر بر کیفیت رزین اثر نامطلوب خواهد داشت لذا بهتر است در تولید این نوع رنگها، پودر و مواد افزودنی ابتدا به آب افزوده شده و رزین در آخرین مرحله مخلوط گردد.
باید توجه داشت که در فرمولاسیون پوشش های رنگی به جای بخشی از تیتان یا همه تیتان موجود، از رنگدانه های رنگی استفاده می شود که با توجه به نوع و ماهیت رنگدانه، تغییراتی در فرمولاسیون وجود خواهد داشت.
کلیه محصولات اپوکسی از قبیل رنگ حلالی، رنگ بدون حلال، روکش اپوکسی و خمیر درزگیر از دو جزء پایه و هاردنر تشکیل شده و در دو ظرف جداگانه بسته بندی می شوند. جزء پایه شامل رزین و جزء دوم شامل هاردنر و بعضی مواد افزودنی است. در رنگ حلالی، مخلوط حلالها به هر دو جزء افزوده می شود.
نسبت رزین به هاردنر بر حسب نوع رزین و هاردنر و میزان پودرها و پرکننده ها متفاوت است.
در رنگهای دو جزئی اپوکسی و پلی اورتان، پلی استر نیم پلی استر نسبت اختلاط دو جزء بر اساس نسبت استوکیومتری رزین و هاردنر مشخص می گردد.
اجزای سازنده مایع اتیل سیلیکات در ظرف واکنش( شیشه ای، لعابدار، پلاستیکی و یا بشکه ای فلزی که از داخل با لاک مخصوص پوشیده شده) به ترتیب مخلوط می شوند. پس از آن مخلوط حداقل تا 12 ساعت باقی می ماند تا عمل هیدرولیز انجام شود. بهتر است که محیط عمل سرد باشد زیرا عمل هیدرولیز گرما زا می باشد. از آنجا که بخارات مواد آتش گیر است وجود تهویه مناسب الزامی می باشد.
در ساخت آستری اتیل سیلیکات به هنگام کاربرد، 70 الی 80 قسمت وزنی از پودر روی درون یک همزن با سرعت بالا به 30 الی 20 قسمت وزنی اتیل سیلیکات افزوده می شود.
پخش رنگدانه ها و پرکننده ها در رزین، مهمترین عامل در کیفیت رنگهای سیلیکونی است. استفاده از میکسر با پایین ترین دور چرخش در ساخت رزین های سیلیکونی آلومینیومی بهترین ابزار است زیرا دور تند پروانه موجب شده اکسیژن هوا با خمیر آلومینیوم واکنش داده و رنگ آن متمایل به سیاه گردد. ابتدای کار 50 الی 75 درصد رزین مصرفی در پاتیل ریخته می شود. پس از پخش کامل رنگدانه ها، پرکننده ها و مواد افزودنی و مابقی مقدار رزین در فرمول به پاتیل افزوده می گردد.
در تولید تمام رنگهای آلومینیومی باید دقت شود که خمیر آلومینیوم در معرض اکسیژن هوا و یا در حضور یون آهن تغییر رنگ داده و سیاه خواهد شد و جلای خود را از دست خواهد داد.این نوع رنگها به پرل میل احتیاجی ندارند.
سازگاری و هماهنگی مواد مصرفی به ویژه مواد افزودنی باید مورد توجه قرار بگیرد، برای مثال ترکیبات ضد خزه ایزوتیازولون با بسیاری از رزین های مورد مصرف در پوششهای دریایی از جمله رزین ونیل-روزین، کلروکائوچو و اکلریک – روزین، آلکید – روزین و کوپلیمرهای صیقلی شونده سازگاری خوبی دارند.

در این مقاله جهت شناخت بهتر انواع رزین ها، ضمن معرفی هر یک به مشخصات فیزیکی و شیمیایی هر کدام از انواع رزین ها میپردازیم.

انواع رزین ها عبارتند از:
• رزین‌های پلی‌استر
• رزین های اپوکسی
• رزین‌ های وینیل‌استر
• رزین های فنولیک
• سایر رزین‌ها (پلی ایمیدها، PEEK و رزینهای طبیعی)
رزین‌پلی‌استر
رزینهای پلی استرغیر اشباع بطور گسترده در سراسر دنیا استفاده میشوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری میباشد که از واکنش تراکمی یک ترکیب الکلی چند عاملی و یک اسید چند عاملی مانند گلیکول و اسید فوماریک تهیه میشود. بنابراین با طراحی فرمول و کنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، کاتالیستها، دما وزمان واکنش، مجموعه کاملی از رزینها را میتوان تولید نمود که برای کاربردهای مختلف مناسب باشند.

پلی استر غیر اشباع با استایرن مخلوط می‌شود و میتواند از طریق پیوندهای دوگانه موجود در هر دو جزء، شبکه‌ای شود. معمولا رزین به هنگام مصرف با استایرن مخلوط بوده و برای رسیدن به خواص مختلف دارای اجزای ذیل می تواند باشد:
– سیتم پخت؛ به منظور شروع و تسریع واکنش شبکه ای شدن، در دمای محیط یا دمای بالا
– عوامل کنترل جریان پذیری؛ به منظور کنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه کردن رزین در لایه گذاری سطوح عمودی و ریخته گری رزین
– جاذب uv به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید
– فیلر به منظور کاهش جمع شدگی و قیمت و ایجاد خواصی چون مقاومت شعله و آتش
– پیگمنت؛ به منظور رنگ دادن به قطعه و زیبایی آن – تغلیظ کننده‌ها؛ به منظور تغلیظ کردن فرمولاسیونهای مورد استفاده در SMC و BMC
– عوامل آغشته سازی؛ به منظور بهبود آغشته سازی فیلرها و الیاف با رزین به منظور حصول چسبندگی مناسب
– ضد حباب؛ به منظور سهولت در خروج حباب از رزین و کاهش حفره در محصول نهایی
– جداکننده قالب؛ به منظور تسهیل جدا شدن قطعه از قالب و جلوگیری از تابیدگی و صدمه به سطح قطعه رزینهای پلی استردر فرایندهای مختلفی از قبیل لایه گذاری دستی، پاشش رزین، RTM، ریخته گری، پولتروژن، SMC و BMC
کامپوزتهای پلی استر-شیشه به لحاظ حجم مصرف، بیشترین اهمیت را دارا هستند و یافتن نمونه هایی از این مواد در محل کار و زندگی ما بسیار آسان است.کامپوزیتهای پلی استری تا دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتیگراد مقاومند ولی مداومت حضور در این دما و دماهای بالاتر موجب افت خواص آن میشود. همچنین بعد از پخت، حدود ۵ تا ۸ % حجمی جمع شدگی (Shrinkage) دارند. در مورد کاربرد الیاف شیشه به همراه رزین پلی استر باید از ژل کوت مناسب استفاده کرد تا از نفوذ رطوبت به فصل مشترک الیاف و رزین جلوگیری شود. بدلیل طبیعت قطبی ساختار پلیمری، کاربرد آنها در نزدیکی وسایل الکتریکی با فرکانس بالا محدودیت دارد.

رزین اپوکسی
رزینهای اپوکسی به عنوان رزینهای اپوکسید نیز شناخته میشوند. ویژگی شناسه این رزینها دارا بودن بیش از یک گروه epoxy در ساختار مولکولی است. این گروه ممکن است در بدنه زنجیر باشد ولی معمولاَ در انتها قرار دارد.
در شرایط مناسب واکنش، گروه اپوکسی میتواند با اسیدها، انیدرید اسیدها، آمینها و الکل واکنش تراکمی به همراه جابجایی هیدروژن به گروه اتیلن اکسید، بدهد. این واکنشها امکان افزایش طول زنجیر یا شبکه ای شدن را بدون آزاد کردن مولکولهای کوچک مانند آب فراهم میکند. بنابراین محصولات اپوکسی در مقایسه با اکثر رزینهای گرما سخت، جمع شدگی کمتری در اثر پخت نشان می دهند.
باید متذکر شد که محدوده وسیعی از رزینهای اپوکسی و محصولات شبکه ای شده متنوعی وجود دارد.
ساختار شیمیایی رزینهای اپوکسی شامل دو بخش اپوکسی و هاردنر می باشد. بخش هاردنر ممکن است آلیفاتیک، سیلکوآلیفاتیک و یا هیدروکربن شدیداَ حلقوی باشد. در عمل محصول واکنش بیس-فنل A و اپی کلروهیدرین اغلب رزینهای اپوکسی متداول را تشکیل میدهند. این محصولات ۸۰ تا ۹۰% سهم بازار را به خود اختصاص داده‌اند.
قبلا رزین اپوکسی تقریبا تنها به عنوان پوشش سطح استفاده میشد. قبل از جنگ جهانی دوم، بالا بودن هزینه های تولید بیس فنل A و اپی کلروهیدرین مانع از تجاری شدن کاربرد رزین اپوکسی شده بود. تلاشهای بعدی و ابداع روشهای تولید جدید، موجب پیدایش مقبولیت اقتصادی این رزینها شد. در حال حاضر نیمی از رزینهای تولید شده در کاربردهای روکش سطح استفاده میشوند. باقیمانده در صنایع الکتریکی و الکترونیک، هوا فضا و ساختمان و سایر کاربردها، استفاده میشوند. بر حسب تناژ، مصرف اپوکسی حدود یک دهم پلی استر میباشد.
اپوکسی گروههای عاملی فعال زیادی دارد و میتواند در حضور عوامل پخت وهاردنرها، یک ساختار شبکه ای را تشکیل دهد. خواص محصولات پخت شده اپوکسی بستگی دارد به:
– نوع اپوکسی
– نوع و مقدارهاردنر
– میزان شبکه ای شدن
– طبیعت و حجم مواد افزودنی

در بازار عوامل پخت متنوعی با ویژگیهای طول عمر، انعطاف، پخت سریع و سمیت کم وجود دارند.
ساختار مولکولی و خواص رزین پخت شده، بستگی به طبیعت سیستم پخت دارد. اگر چه سیستمهای پخت مختلفی وجود دارد، ولی میتوان آنها را به دو گروه آمینها و انیدریدها تقسیم کرد.

رزینهای اپوکسی و عوامل پخت تنها اجزاء یک فرمولاسیون نیستند. برای برخی کاربردها، ممکن است اپوکسی اصلاح نشده دارای خواص نامطلوبی از قبیل ویسکوزیته بالا، گران قیمت بودن و مقاومت ضربه پایین در برخی کاربردهای ویژه باشد. بنابراین دراغلب موارد ممکن است توسط موادی چون رقیق کننده، چقرمه کننده، فیلر و تقویت کننده همراه شود. انتخاب صحیح رزین،هاردنر و افزودنیها اجازه میدهد که خواص مورد نظر تامین شود. این تنوع عامل عمده رشد پایه اپوکسیها در مدتهای طولانی است.

علاوه بر این ساختار متنوع، اپوکسیها دارای ویژگیهای ذیل نیز هستند:
– مقاومت شیمیایی عالی (بویژه در محیطهای قلیایی(
– چسبندگی خوب به مجموعهای از بسترهای مختلف
– استحکام کششی، فشاری و خمشی بسیار بالا
– پایین بودن جمع شدگی پخت
– پایداری ابعادی
– عایق عالی الکتریسیته
– دوام بالا در پیری و شرایط سخت محیطی
– قابلیت پخت در دماهای مختلف
– مقاومت خستگی ممتاز
– بی بو و بی مزه

رزینهای اپوکسی در کاربردهای مختلفی از قبیل پوشش سطح، چسب، روکش ، ابزار سازی و کامپوزیتها، استفاده میشوند.

لمینیتهای اپوکسی از اهمیت فوق العادهای در صنایع هواپیماسازی برخوردارند. بسیاری از قطعات ساختاری از جنس الیاف کربن و رزین اپوکسی جایگزین آلیاژهای فلزی مرسوم شده و نتایج مطلوبی نیز داشتهاند. همچنین از این رزین به همراه الیاف آرامید، در ساخت موتور راکت و کپسولهای تحت فشار به روش رشته پیچی استفاده میشود.
علاوه بر آن رزینهای اپوکسی بطور وسیعی به همراه الیاف و ساختارهای لانه زنبوری برای ساخت ملخ هلی کوپتر استفاده میشود. رزینهای اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و آرامید در ساخت قایقهایی که در آنها ضمن حفظ وزن، استفاده بیشتر از فضا در همان استحکام مورد نظر است، بجای پلی استر- شیشه استفاده می‌شوند.
همچنین کامپوزیتهای آرامید – اپوکسی برای جایگزین فولاد در کلاه خودهای جنگی استفاده میشوند.

رزین‌وینیل‌استر
وینیل استرها محصول واکنش رزینهای اپوکسی با اسیدهای غیر اشباع اتیلنی میباشند بجز حالات خاص، معمولا رزینهای وینیل استر دارای انتهای غیر اشباع میباشند. این انتها میتواند واکنش شبکه ای شدن را انجام دهد و نیز میتواند پلیمریزاسیون زنجیرهای وینیل استر را انجام دهد و یا اینکه به همراه استایرن کوپلیمر شود.
اکثر وینیل استرهای مرسوم با استریفیکاسیون یک رزین دی اپوکسید با یک اسید مونوکربوکسیلیک غیر اشباع، ساخته میشوند. میتوان آنها را به تنهایی با واکنش رادیکال آزاد پخت نمود و یا در مونومری مانند استایرن حل نمود و رزین مایع بدست آورد. در این صورت، وینیل استر را میتوان مانند رزین پلی استر استفاده نمود.
رزینهای وینیل استر خواص چقرمگی و مقاومت شیمیایی بسیار بهتری نسبت به رزینهای پلی استر دارند. زنجیر اصلی اپوکسی سازنده وینیل استر، موجب پیدایش چقرمگی و ازدیاد طول کششی بالاتر میشود. جرم مولکولی رزینهای وینیل استر به انتخاب نوع اپوکسی بکار رفته بستگی دارد. به این دلیل، استحکام کششی، ازدیاد طول، نقطه نرمی و واکنش پذیری رزین نهایی توسط جرم مولکولی و ساختار اولیه تعیین میشود. این موضوع، این امکان را بوجود میآورد که برای کاربردهای مختلف خواص مختلف طراحی شود.
رزینهای وینیل استر در مقایسه با پلی استرهای غیر اشباع مقاومت شیمیایی خوبی دارند.
بخشی از این ویژگی مربوط به عدم حضور پیوندهای استری در زنجیره اپوکسی میباشد. اتصالات اجزاء پلیمر، توسط پیوندهای فنیل استری انجام میگیرد. این اتصالات درمقایسه با اتصالات استری در برابر اکثر محیطهای شیمیایی بویژه در شرایط قلیایی شدید مقاومترند.
اتصال استری تنها در انتهای زنجیر وینیل استر وجود دارد. این امر حملات عوامل شیمیایی را به حداقل می‌رساند.

رزین فنولیک
رزینهای فنولیک از واکنش تراکمی فنلها و فرم آلدهید تهیه میشوند. مکانیزم واکنش بین فنل و فرم آلدهید هنوز بطور کامل شناخته شده نیست. با این وجود این مشخص است که واکنش شروع توسط فعال شدن حلقه بنزنی با گروههای هیدروکسیل مانند متیلول صورت میگیرد. در واکنش فنل-فرم آلدهید سه مرحله اصلی وجود دارد:

مرحله A: اغلب محصولات اولیة تراکم، الکلها هستند. رزین در این مرحله، گرمانرم است و در حلالهای غیر آلی (معدنی) حل میشود.

مرحله B : پیشرفت بیشتر واکنش تراکمی و شبکهای شدن جزئی به همراه افزایش جرم مولکولی و ویسکوزیته و کاهش انحلال. در این حالت رزین پخت کامل نشده و گرمانرم و ذوب میشود ولی به هنگام سرد شدن، سخت و شکننده میشود.

مرحله C : میزان پلیمریزاسیون و شبکه ای شدن بسیار زیاد است. رزین غیر قابل ذوب و انحلال میباشد.
این واکنش دو نوع رزین فنولیک تولید میکند که رزول و نوالاک نامیده میشوند. رزینهای رزول در حضور یک کاتالیست قلیایی مانند آمونیاک، کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم تولید میشوند. واکنش پخت محصول توسط گرما دادن در یک قالب با دمای بالاتر از نقطه ژل قابل انجام است. رزینهای رزول دارای گروههای فعال متیلول و هیدروکسیل هستند.

در دمای بالاتر، رزولها بدون افزودن عامل پخت، مولکولهای بزرگتر و با شبکه های متیلنی تشکیل میدهند. در این حالت واکنش فنل- آلدهید یک نوع واکنش تراکمی است چون آب به عنوان محصول جانبی خارج میشود.

پلیمریزاسیون فنل- فرم آلدهید به رزین نوالاک با حضور یک کاتالیست اسیدی انجام میشود. اسید اکسالیک و اسید سولفوریک دو کاتالیست مرسوم در این واکنش هستند. معمول است که نسبت فنل به فرم آلدهید ۱ به ۸ /۰ باشد، محصول مذاب حاصل سرد میشود و به تدریج شیشه ای میگردد. این ماده شیشه ای به دقت خرد شده، پودر حاصل با کاتالیست پخت هگزامتیلن تترامین (HMTA )، فیلر و تقویت کننده مخلوط میگردد تا یک ترکیب قالبگیری بدست آید.

رزینهای فنولیک معمولا کدر هستند و رنگ آنها از کهربایی (amber) کم رنگ و قهوهای تیره تا سیاه تغییر میکند. رنگ تیره رزینهای فنولیک کاربرد آنها را محدود میکند. رزینهای فنولیک در اشکال پولک، فیلم مایع و پودر موجودند.
رزینهای فنولیک جزء رزینهای با کاربرد عمومی محسوب میشوند ولی میتوان آنها را برای سازه های مهندسی آمیزه سازی نمود. فنولیکها دومین رتبه را در رزینهای گرما سخت پر مصرف دارا هستند.
رزینهای فنولیک بدون فیلرها شکننده هستند و کاربرد فیلرها و سایر افزودنیها به منظور ایجاد خواص مطلوب در آنها عادی است. رزینهای فنولیک بدلیل تفاوتهای فیزیکی و شیمیایی اجزاء خواص متنوعی را در بر میگیرند.

برخی از انواع رزینهای فنولیک عبارتند از:
– گرید کاربرد عمومی(پر شده با خرده چوب(
– گرید Non Bleeding رزول مایع، پر شده با شیشه
– گرید مقاوم دربرابردما(پر شده با میکا و مواد معدنی(
– گرید مقاوم در ضربه(پر شده با سلولز،لاستیک،شیشه و الیاف(
– گریدویژه یا الکتریکی(پر شده با میکا و شیشه(

رزینهای قالبگیری فنولیک از نوالاک ساخته میشوند اگر چه رزول نیز در برخی موارد بکار میرود.

خواص رزینهای قالبگیری فنولیک عبارتند از:
– سهولت قالبگیری
– پایداری ابعادی بسیار خوب و دقیق
– مقاومت در برابر خزش
– مقاومت بالا در برابر تغییر شکل
– مقاومت حرارتی خوب
– مقاومت الکتریکی خوب
– مقاومت شیمیایی خوب
– مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی خوب
– جذب آب پایین
– کیفیت مناسب در ماشینکاری

کاربردهای مرسوم از این مواد عبارتند از:
سازه های عایق برای ولتاژ بالا، چرخ دنده ها،water lubricater bearing ، مغزی میز دکوری.
از دیگر کاربردهای رزینهای فنولیک، ساخت فوم است. البته فوم فنولیک در مقایسه با فوم پلی پورتان و پلی استایرن، گرانتر است ولی بدلیل غیر مشتعل بودن و سمیت پایین گازهای حاصل از سوختن، خواص برتری دارد.
دسته دیگری از رزینها با نام آمینو رزین نیز میتوانند همراه رزینهای فنولیک دسته بندی شوند. این رزینها کم مصرفند. رنگ سفید آنها باعث طرح امکان جایگزینی بجای فنولیکها شد. رزینهای فنولیک بدلیل تیرگی رنگ، فقط در ساخت قطعات تیره کاربرد دارند.
رزینهای آمینو، گرما سختهایی هستند که از واکنش گروه آمینو یک ماده با فرم آلدهید ساخته میشوند. دو آمینوی معروف و مرسوم اوره و ملامین و رزینهای حاصل اوره-فرم آلدهید و ملامین- فرم آلدهید میباشند.
در مقایسه با فنولیکها رزینهای اوره- فرم آلدهید ارزانترند و رنگ آنها روشنتر است. همچنین مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی الکتریکی بیشتر است ولی مقاومت حرارتی کمتری دارند.
محدوده کاربرد فیلرها معمولا محدود به فیلرهای سفید کننده برای پودر چوب و الیاف خرد سلولز و نیز امکان کاربرد تقویت کنندههای معدنی یا لیفی است.
رزینهای ملامین فرم آلدهید در مقایسه با فنولیکها و اوره-فرم آلدهید عملکرد بهتری دارند ولی گرانترند. ویژگیهای مطلوب آنها عبارتند از: جذب آب پایین، مقاومت حرارتی و لکه پذیری، سختی و عایق الکتریکی.

سایر رزین‌ها

پلی ایمیدها:
صنعت هوافضا پس از جنگ جهانی دوم رشد سریعی داشت. و موجب افزایش تقاضا برای کامپوزیتهای مهندسی در تکنولوژیهای جدید شد. فلزات مرسوم و کامپوزیتهای معمول در آن زمان نمی توانستند نیازهای فنی جدید را تامین نمایند.
آنها به مواد جدیدی احتیاج داشتند که سبک باشند، پایداری حرارتی و اکسیداسیونی خوبی داشته باشند و خواص مکانیکی خوبی داشته باشند. تا آن زمان پلیمرهای جدیدی با خواص عالی حرارتی معرفی شده بودند ولی تنها عده ای از آنها موفقیت تجاری داشتند. علت این امر مشکلات فنی ساخت و قیمت بالای آنها بود.

اولین دسته پلی ایمیدهای تجاری اوایا سالهای دهه ۶۰ معرفی شد.
تداوم موفقیت این پلیمرها حاصل از فراوانی و ارزانی مواد اولیه آنها و امکان ساخت و طراحی پلیمرهایی با خواص مورد نظر از آنها بود.

پلی ایمیدها از گروهی از مونومرهای دی انیدریدی و دی آمینی تهیه میشوند و مشخصه آنها واحدهای تکراری ایمید در زنجیر مولکول است. این ساختار موجب پایداری حرارتی و اکسیداسیونی آنها میشود. پایداری بالای اکسیداسیون حرارتی توسط مونومرهای با ساختار حلقوی، قابل دستیابی است.
پلی ایمیدها معمولا از طریق تبدیل یک اسید آمیک به یک ساختار ایمیدی شده با واکنش تراکمی، فرآیند میشوند و این امر فرایند آنها را مشکل میکند. استفاده از آنها به عنوان ترکیبات قالبگیری دشوار است. برای ساخت سازه های کامپوزیتی، فشار بسیار بالا و کنترل دقیق فرآیند پس- پخت برای خروج محصولات جانبیِ حاصل از پلیمریزاسیون تراکمی ضروری است.

اگرچه پلی ایمیدها به عنوان رزینهای گرما سخت دسته بندی میشوند (بدلیل شرایط خاص فرآیند و دمای ذوب بالای آنها)، یک دسته از پلی ایمیدها در گروه مواد گرمانرم قرار میگیرند. پلی ایمیدهای گرمانرم با روشهای مشابه سایر گرمانرمها، شکل داده میشوند، به دلیل آنکه پلی ایمیدهای ترموپلاستیک شبکه نمیشوند، میتوان آنها را در حلالهای منتخب حل کرد.

PEEK :
کامپوزیتهای گرما سخت تقویت شده با الیاف معمول، استحکام و سختی بالایی از خود نشان میدهند ولی رفتار شکننده ای دارند.
این رزینها امکان جذب مقادیر بالای انرژی را بدون تخریب و صدمه و کاهش استحکام ندارند. حتی ضربه های با سرعت پایین میتواند کاهش شدیدی در استحکام فشاری این مواد ایجاد نماید. اخیرا کامپوزیتهای با ماتریس گرمانرم توسعه یافتهاند. شناخته شده ترین آنها کامپوزیتهای الیاف کربن و رزین پلی اتر اتر کتون ( PEEK ) میباشد.
PEEk یک پلیمر حلقوی است و Tg آن ۱۴۳درجه سانتیگراد و نقطه ذوب آن ۳۳۴درجه سانتیگراد میباشد. یک پلیمر نیمه کریستالی است و در شرایط عادی فرآیند به حداکثر درجه کریستالینیی ۵۰ % میرسد. با این وجود معمولا میزان کریستالینیتی محصول پایین است و به حدود ۳۰ % میرسد.
در دمای اتاق و سرعت پایین کرنش ، PEEK قادر به تغییر شکل پلاستیک و رسیدن به کرنش شکست تا ۱۰۰% میباشد. کامپوزیتهای بر پایه PEEK با فرآیند قالبگیری فشاری ساخته میشوند.
پیش آغشته PEEk در چهار چوب قالب به صورت توده قرار میگیرد و تحت فشار در دمای ۳۸۰درجه سانتیگراد قالبگیری میشود. سایر روشها مانند قالبگیری اتوکلاو، فشاری و شکل دهی دیافراگمی نیز قابل استفاده است. محصولات حاصل کیفیت بسیار خوبی دارند و دارای حداقل حباب و سطح بسیار خوب نهایی میباشند.

رزینهای طبیعی
بدلیل نگرانیهای زیست محیطی، و امکان پایان ذخایر نفتی ساخت کامپوزیتهای با پایه رزینهای طبیعی از منابع قابل تجدید ، اهمیت یافته است. کم کردن وابستگی صنایع کامپوزیتهای پلیمری به نفت، با کاربری رزینهای طبیعی امکان پذیر است.

دانشمندان علاقه زیادی به تحقیق و توسعه پلیمرهای حاصل از منابع قابل تجدید کشاورزی به جای هیدروکربنها دارند. آنها تلاشهایی برای استفاده های روغن سویا(soybean) برای تولید کامپوزیتهای زیست تخریب پذیر، ارزان و سبک، انجام داده اند.
اخیرا روشهایی برای ایجاد سایتهای فعال روی مولکولها و امکان ایجاد شبکه متراکم ابداع شده است. افزودن گروههای عاملی مختلف به مولکول میتواند شکل واکنشهای شیمیایی را تغییر دهد. خواص رزینهای بر پایه روغن سویا می تواند توسط دستکاریهای ژنتیکی در حال انجام توسط شرکتهایی مانند DUPONT وMONSANTO تغییر یابد