بررسی رنگ های آب پایه و پوشش های بر پایه آب در word

استفاده از آب به عنوان یك حلال رنگ همیشه به علت هزینه پایین وعدم خطر آتش سوزی ومسمومیت زایی جالب بوده است واحتمالا آب اولین حلالی بوده كه توسط بشر در رنگ های ابتدایی در نزد نقاشان در طول قرن ها استفاده می شده است .
دو غاب آهك یكی از روكش های لایه مواد در زمره رنگ های لعابی است كه هم اكنون از هر نظر قدیمی ومنسوخ است ودراستفاده امروزی از جهت هزینه مارپیچی حلالها ورعایت آلودگی محیط واسطه انتقال آبی یك نیروی محرك برای گسترش استفاده از آب است كه به عنوان یك حلال رنگ تهیه شده است .
امروزه رنگهایی كه پایه آنها بر آب است   به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند :
الف) عصاره پلیمر كه در درجه اول در ساختن رنگ ها استفاده می شود .
ب) قابل حل در آب یا لزجت آب كه دراصل برای رنگ های صنعتی بخصوص آستر فلزات بوسیله گالوانیزه كردن به كار می رود.
یك كاربرد جالب رنگی كه پایه اش برآب است در رنگ تزیینی هوا خشك كن و روكش های تحتانی است وعمل قابل توجهی برای تولید اموسیونهای مناسب انجام شده است ادعا شده است كه رزین های رنگ می توانند بطور رضایت بخشی امولسیونه شوند با استفاده از آمیختن یك امولسیونه كننده‌  با دارا بودن ارزش HLB مناسب ( در زیر )

امولسیونهای پلیمری :
ماهیت امولسیون :
یك امولسیون در 2 شكل است : سیستمی كه مركب است از مایع در شكلی از قطرات ریز ( به صورت پراكنده ) ومعلق یا پراكنده در مایع دوم (به صورت متصل ) در آنچه كه حل نشدنی است معمولترین تركیب امولسیون محتوای آب به شكل پیوسته است پلیمر امولسیون ها از این نوع هستند هنگامی كه حالت پراكنده یك جسم جامد مورد نظر است سیستم ، انتشار نامیده می شود. اما چون معمولا پلیمر ها بیشتر جامد هستند تامایع حالت امولسیون همیشه برای سیستم پلیمرها استفاده می شود امولسیون در آبی كه پراكنده است ودر یك شكل پیوسته وجود دارد اما اینها بقدرت با لایه سطحی مواجه می شوند .


شكل گیری امولسیون
فرض این است كه خواهان تولید یك امولسیون از روغن بزرگ در آب هستیم بهم زدن وتكان سریع و شدید ومایع باهم یك ماده معلق از خطرات ریز روغن تولید خواهد كرد اما وقتی كه حركت و تكان توقف شد درمایع به دولایه متمایز اشكار تقسیم می شود ( شكل 1-19)
بهر حال اگر آب دارای مقدار كمی از یك صابون یا یك عامل موثر سطحی ( یا ترساز ) باشد با قی مانده های قطرات ریز روغن در آب پراكنده می شود ویك امولسیون تشكیل می شود هنگامی كه امولسیون برای مدتی در جایی باقی بماند بدان منجر خواهد شد كه قطرات پراكنده ریز روغن بالا روند ( وزن مخصوص روغن برزك كمتر از آب است ) این به عنوان دوغاب امولسیون ها شناخته شده است ، كه به جداسازی سر شیر از شیر شبیه است در نتیجه حركت دو غاب دوباره به آسانی پراكنده می شود اماساختمان دو غاب می تواند از افزایش حالت چسبندگی آب جلوگیری كند .
از جمله مواردی كه با این هدف استفاده می شوند سلولز اتر قلیای نمك اكریلیك ، آلژنیات ها و قلیای كازئین هستند  همچنین این قبیل عامل های غلیظ سازی مانند اموسیونهای ثبات بخشنده یا كلوئیدهای محافظ معرفی می شوند.
ترسازها 
تركیب هایی وجود دارند كه وقتی در یك مایع حل می شوند كشش سطحی آن مایع یا كشش بین وجهین میان دومایع اختلاط ناپذیر پایین یك مایع ویك جامد كاهش پیدا می كند . كارایی وتاثیر آنها بستگی به ساختمان شیمیایی آنها دارد و شمار زیادی از این تركیب ها شناخته شده هستند .
هنگامی كه از یك تر ساز برای تولید یك امولسیون استفاده می شود بطوریكه دو مثال زیر آورده شده است كه آن به عنوان یك عامل امولسیونه طبقه بندی شده است .
مناسب بودن ترساز برای این هدف وابسته به ارزش HLB است .
ارزش HLB: یك مولكول تر ساز شامل 2 گروه هیدروفیلیك ولیپوفیلیك (‌هیدروفابیك ) است و ارزش HLB نسبت بین این گروههاست كه خواص اموسیونه تر سازها راكنترل می كند .
این ارزش ها از راه تجربی در این گروهها توسط دیویس و ردیال  تعیین شده است . بعضی از این ارزش ها در جدول پایین آورده شده اند .

استفاده از این میزان اعداد و ارقام HLB یا هیدرو فیلیك / لیپوفیلیك می‌تواند ، بااستفاده از عبارت زیر بر آورد شود .
7+(گروههای لیپوفیلیك) -(گروههای هیدروفیلیك
هماهنگی بسیار خوبی بین ارزش بر آورد شده  از راه تئوری وتجربی حاصل می شود .
ارتباط بین ارزش HLB ومصرف كاربردی مواد پاك كننده در جدول
2-19 نشان داده شده است .

درعمل ارزش HLB در انتخاب امولسیونه كننده ها مفید است اما مواد در پاك كننده ها كم اهمیت تراست .
یك رابطه جالب فیزیكی شیمیایی بین ارزش HLB و پایداری امولسیون توسط دیویس وردیال نشان داده شده است . 
 
  به مقدار آب در امولسیون روغن و    به مقدار روغن در امولسیون آب وابسته است.
ترسازها به 4 گروه اصلی با نام های ، آنیونی غیریونی ، كاتیونی ، و آمفولیتی طبقه بندی می شوند عموما آنیون ها بیشترین استفاده را به عنوان عامل امولسینه دارند . دسته دیگر در مرطوب ساختن و پراكنده سازی رنگدانه و برای منظورهای خاصی استفاده می شوند .

ترسازهای آنیونی
متداول ترین نمونه ها نمكهای فلزی قلیایی زنجیره صحیحی از كربوكسیل یا اسید های سولفونیك بین 11 تا 17 اتم كربن هستند لوریت سدیم نمونه ای واقعی است كه وقتی در آب حل می شود یونیزه می گردد .

كه به ماهیت قطبی آنیون وابسته است از گروه  هیدروفیلیك ( كشش آب ) وهیدروناییك یا زنجیره هیدروكربن لیپوفیلیك ( رانش آب یاكشش روغن ) تشكیل شده است آنیونها فقط در غلظت خیلی پایین با میسل ها تركیب می‌شوند . ( شكل 2-19 كه آنیونها بشكل   نمایش داده می شوند )
هیدروكربن به درون وگروههای كربوكسیل به طرف بیرون آب هدایت می‌شوند .
هنگامی كه قطرات روغن داخل می شوند ( مانند مثال مقدمه ) هیدروكربن جذب روغن می شود و گروههای كربوكسیل به طرف آب فرستاده می شود
( شكل 3-19 ) بموجب آن قطرات روغن یك بار منفی كلی كسب می كنند واز دو سر دافع می شوند . از بهم آمیختگی و پیوستگی قطره ها جلوگیری می‌شود و در نتیجه یك امولسیون آنیونی بدست می آید . از آنیونها تا جمع شدن در سطح محلول نگهداری می كنند واز كشش سطحی بوسیله میزان متناسبی از غلظت كاسته می شود.
با روشی شبیه به این آنها دریك سطح مشترك بین محلول ویك جامد جذب می شوند وهمچنین تماس برخورد آنها كم تر می شود رطوبت سطح باعث تسهیل دراین عمل می شود .

انواع دیگر تركیبات كه به عنوان ترسازها ی آنیونی استفاده می شوند ، نمك حلال در آب آمین ها و اسید های چرب  مانند اُلیت تریدانولامین و الكلهای بهتر سولفات شده  مانند سولفات لاریل سدیم ، تركیبات سولفاتی مانند روغن كوچك سولفونات شده ( روغن قرمز تركیه ای) و سولفات های حلقوی نفت هستند .

شكل گیری امولسیونهای پلیمری 
هنگامی كه یك منومر مایع ، استات وینیل به یك حلال مایع از یك ترساز آنیونی باجنبش سریع اضافه می شود قطره هایی بااندازه های گوناگون تولید می شوند كه با آنیون ها روكش داده می شوند . قطره های كوچك تر در میسل ها محصور شده بسرعت حل می شوند . افزایش كاتالیزور پلیمر یزه كردن به یك واكنش سریع وشدید منجر می شود كه هر منومر محلول به پلیمر تبدیل می شود (استات پلی وینیل) قطره های بزرگ آهسته تر حل می‌شوند اما درنهایت همه مونرها به پلیمر تبدیل می شوند .
ذره های پلیمر با آنیون ها پوشانده می شوند در این روش امولسیونها محتوی 45 تا 55 درصد پلیمر را بوسیله جرمشان تولید میكنند واكنش پلیمراسیون در فصل 11 شرح داده شده است .

هومو - پلیمرها وكو- پلیمرها
هوموپلیمرها :محصول بدست آمده توسط پلیمریزاسیون یك منومر منفرد است كه به عنوان هومو پلیمر شناخته شده است .
تعداد زیادی از هوموپلیمرها تولید شده اند و آنها اختلاف زیادی درخواص فیزیكی بخصوص درجه سفتی وسختی نشان دادند . به عنوان مثال استات پلی وینیل ، سخت ومحكم وجامد وشكننده است حال آنكه اكریلات پلی بوتیل در اثر گروههای مختلف در زنجیره نرم وانعطاف پذیراست هنگامی كه امولسیون در سطح بكار برده می شود به آن اجازه  می دهیم تا خشك شود بنابراین استات پولی ونیل بالایه های نازك پیوسته ومتصل تركیب نمی شوند اگر یك نرم كننده مناسب ( بالای 20 درصد جرم پلیمر ) در امولسیون به حركت در آورده شود ، جابجایی كه در آن پلیمر جانشین می شود . در نتیجه در ذرات نرم تر كه قابل متراكم شدن و بهم آمیختن هستند یك لایه نازك تشكیل می شود .
نوع اِستر نرم كننده ها مناسب تر هستند اما متاسفانه مشكلاتی دارند ، اگر آشكار شدگی لایه نازك نرم به درازا كشیده شود ، باعث خسارت تدریجی جانشین نرم كننده می شود ، كه با تبخیر یا جابجایی در ماده اصلی همراه است . در نتیجه شكنندگی تدریجی منجر به وقفه و نقص وعدم موفقیت می‌شود .
كو – پلیمرها : اگر استات وینیل با یك منومر دوم كه خودش یك پلیمر نرم وانعطاف پذیری دهد كوپلیمر شود در این صورت محصولات بوسیله تنظیم كمیت ها نسبی محصولات باهر درجه سختی خواسته شده با قابلیت لایه های پیوسته ومتصل حاصل بدون افزایش نرم كننده ها می توانند تولید شوند مقدار ونوع منومر دوم میتواند گوناگون باشد وانواعی كه بكاربرده شده‌اند شامل اتیلن و اُلفین های متفاوت كلرایدوینیل ، وئووا   یك اِستر وینیل از یك شاخه زنجیره اسید كربكسیلیك ) واِسترهای اكریلی می باشد . كوپولیمرهای وینیلی متفاوتی با كاربردهای خیلی مخصوص ومعین شامل كلوراید وینیل / وئووا ، استیرن / اكریلیك و تولوئن وینیل / اكریلیك می باشند.
یك دسته ده تایی از كوپلیمرهای استات / وئووا وینیل برای آمیخته شدن با مواد رنگی عالی نسبت به معمولی بدون پذیرفتن خسارت قابل توجه ومحسوس مقاومت ساییدگی درنظرگرفته شده اند .
رنگ روغن های مات توسط 70 درصد  PVC ، به ما این امكان را می‌دهند كه پس از خشك شدن پوست یك ناشفافی وتیرگی بوجود آید توجه به مسائل اقتصادی وصرفه جویی ها با جانشینی یك نسبت از دی اكسید تیتانیوم بجای چسب یا بطانه می تواند میسر شود .
كوپلیمرهای  از این نوع به عنوان چسب های قوی شناخته می شوند .
كوپلیمرهای وینیل مخصوصا از نوع استات / الفین وینیل در اندازه وحد استاندارد برای استعمال خارجی اكثر رنگ های امولسیون ودراندازه كوچكتر برای كاربرد خارجی می باشند .
یك دسته از كوپولیمرهای كلراید وینیل وكلوراید وینیلیدن ، باداخل شدن یك نسبت از اِستر اكریلی اصلاح شده وتوسط ICI تولید می شوند ودر تجارت بنام «هالفكس»   عرضه می شوند در برخی جهات اختلاف امولسیونهای آنیونی بواسطه انواع قرار دادی آنها می باشد .
تراز پایینی از نرم كننده ها دركارخانه تولیدی استفاده می شود بنابراین لازم است كه یك پایدار كننده به فرمول سازی رنگ اضافه شود .
یك دستگاه ساختمان كوپلیمر از اكسید اتیلن / اكسید پروپیلن (‌‌سینپروپیلن (‌سینپرونیك [C] - PE39/70‌) بسیار مناسب تهیه شده است .
هالفلكس  در یك PH بسیار پایینی عرضه می شود ، (2-1) . حال آنكه این نوع پلیمر در سطح PH بالا تمایل به كلرینه شدن بدون هیدروژن دارد . رنگ‌های امولسیون بر پایه ها لفلكس قرار دارند و رنگی است كه PH آن بین 5-4 است واین حدود برای برخی از انواع رنگ كه مورد استفاده قرار می‌گیرند وضع شده است .
فسفات روی ، تری فسفات آلومینیم اصلاح شده   و شیلدكس ،    هنگامی‌كه‌برای‌آماده‌سازی‌آهن‌بكار‌برده‌می‌شود نتایج رضایت بخشی می دهد .
كاربردهای كوپلیمرهای هالفلكس شامل چاشنی های آهنی متناسب انفجار ( در 80-50 میكروتر ضخامت لایه خشك ) است و آنها چسبندگی و پیوستگی خوبی نسبت به آهن آبكاری شده نوین ، بتون ،چوب و بسیاری از سطوح پلاستیكی دارند . كوپلیمرهای دارای رشته هالفلكس برای رنگ وروغن زدن و آماده سازها مناسب هستند .

رنگ های امولسیون وینیل
رنگ های امولسیون شامل سه مرحله متمایز می باشند . الف-مرحله آبكی یاشكل مسلسل كه درهر غلیظ كننده ماده نگاه دارنده از فاسد شدن وافزودنی‌های دیگر حل می شود . ب-مرحله تجزیه شدن پلیمر  ج-مرحله تجزیه شدن رنگ ، درجدول 3-19 نمونه ای از تركیبات رنگهای امولسیون وینیل ساده ونیمه براق بامثال توضیح داده شده است آنها با طرح خیلی مفصل از تركیبات و رنگهای تكمیلی بیان می شوند .

موادوساخت رنگهای امولسیون وینیل
جمع شدگی ماده رنگی زیاد در بانت ها
بافت مواد رنگی كه به شكل مایع تجزیه می شوند معمولا با كمك یك ترساز بهتر از نوع غیر یونی است . این نوع برای یونی كه تمایل زیادی جهت كف كردن دارد بهتر است ( ضدكف را در زیر ببینید . )


 مهم ترین خواسته در رنگ های امولسیون از حیث تیره كردن رنگ سفید و زرد كمرنگ می باشد كه در بافت های اصلی دی اكسید تیتانیوم است درجه روتیل برای مقاومت ودوام گچ وهمینطور خواص جریان معرفی می شود