چقدر طول می کشد تا رنگ لاتکس خشک شود؟
مقدمه
لاتکس
لاتکس پراکنه ای از ذرات پلیمری با اندازه میکرو در آب است که از طریق پلیمریزاسیون امولسیونی تهیه شده و با استفاده از سورفکتانت ها پایدارمی شود. اولین لاتکس در سال ۱۹۴۶ تجاری شد. امروزه بخش بزرگی از پلیمرهای لاتکس تولید شده به عنوان عوامل تشکیل دهنده فیلم در پوشش های لاتکس استفاده می شوند.
پس از تبخیر آب، در دمایی بالاتر از حداقل دمای تشکیل فیلم، ذرات لاتکس، به طور معمول با اندازه ۵۰ تا ۵۰۰ نانومتر ابتدا تغلیظ می شوند سپس به دوازده وجهی های لوزی شکل تغییر شکل می یابند و ادغام میشوند. در نتیجه یک فیلم جامد منسجم و شفاف یا یک پوشش رنگی را در صورت وجود رنگدانه ها تشکیل می دهند. [3]
درک کامل از رفتار خشک شدن و تشکیل فیلم لاتکس ها و پوشش های لاتکس در طراحی پوشش های جدید یا بهبود یافته سازگار با محیط زیست مفید است.
تشکیل فیلم از پراکنه های لاتکسی
به طور کلی برای تشکیل فیلم لازم است آب موجود تبخیر شود و به تبع آن با بالارفتن دما این روند موفقیت آمیزتر خواهد بود. حال می‌خواهیم به این بحث بپردازیم که کدام یک از عوامل تاثیرگذار در شکل گیری فیلم، غالب هستند. این پارامتر ها عبارتند از: اندازه ذرات- خواص تر کنندگی- دما، رطوبت محیط و… نیرو های درگیر در تشکیل فیلم:
اگر یک لاتکس را روی یک زیرایند اعمال کنید و متعاقبا ًآن را زیر دمای مشخصی موسوم به حداقل دمای تشکیل فیلم خشک کنید، فیلم حاصل یک لایه پودری غیر شفاف می‌شود. این کدورت نشان می‌دهد که حفره های باقی‌مانده زیادی در داخل فیلم باقی‌مانده است که قادر به پراکندگی نور هستند. با این حال، اگر این لاتکس بالاتر از این دما خشک شود، نتیجه یک فیلم همگن و شفاف خواهد بود. این دمای بحرانی ظاهری حداقل دمای تشکیل فیلم (MFFT) نامیده می شود. از آنجایی که تقریبا ًدر هر دو مورد تبخیر آب کامل وجود دارد، وجود MFFT نشان می‌دهد به غیر از تبخیر آب، فرآیند دیگری در تشکیل فیلم دخیل است: ذرات پلیمری کروی تغییر شکل داده و به دوازده وجهی در تماس با یکدیگر تبدیل شده، منجربه ناپدید شدن مرزهای درون فیلم می شوند. این فرآیند آشکارا باکاهش انرژی سطحی همراه می شود و به آن ادغام(Coalescence) می گویند.
اهمیت و اندازه گیری حداقل دمای تشکیل فیلم لاتکس ها
عبارت MFFT حداقل دمایی است که در آن قسمت پلیمری یا جامد یک پراکنه پلیمری پایه آبی (به صورت لاتکس یا امولسیون) در حالت نیمه خشک برای تشکیل یک فیلم پلیمری پیوسته به هم می پیوندند. که به عنوان یک بایندر برای نگه داشتن بخش های جامد در فیلم رنگ عمل می کند. حداقل دمای تشکیل فیلم کمترین دمایی است که در آن یک لاتکس به عنوان یک لایه نازک بر روی یک زیرایند فلزی با گرادیان دمایی تنظیم شده قرار می گیرد.
MFFT یک پلیمر لاتکس را به سهولت می توان با کشیدن آن بر روی یک صفحه فلزی که دارای گرادیان دما است، مشخص نمود. این ورقه در شرایطی که یک انتهای آن گرم شده و انتهای دیگر آن سرد می شود (معمولا ً پایین تر از 10- درجه سانتیگراد) به تعادل می رسد.
اگر رنگدانه وجود نداشته باشد ، چنین موادی هنگامی که در دمای بالاتر از MFFT خود خشک می شوند، یک لایه فیلم صاف و شفاف تشکیل می دهند و در دمای کمتر از MFFT، خشک شدن باعث ایجاد یک لایه فیلم سفید، پودری و ترک می شود.
بنابراین برای استفاده موثر، مهم است که رنگ ها و پوشش های مبتنی بر امولسیون ها تنها بر روی سطوحی با دمای بالاتر از دمای MFFT آن ها اعمال شوند[2] .
چگونه می توانیم MFFT را تعیین کنیم؟
روش ایده آل برای تعیین MFFT خشک کردن همزمان امولسیون تحت آزمایش در محدوده ای از دماها است تا ببینیم که در کدام یک از آن ها شکل دهی کامل فیلم رخ داده است.
سرعت خشک شدن فیلم لاتکس
یکی از جدی ترین مشکلات در تعیین سرعت خشک شدن، تمایل به پخش فیلم بر روی صفحه تخت برای خشک شدن از محیط اطراف آن است. علاوه بر این، سرعت خشک شدن، به خصوص در طول بخش اولیه فرآیند، زمانی که سطح اساسا آب خالص است، بسیار وابسته به سرعت انتقال گرما به سیستم و سرعت انتقال بخار آب از سطح است.
چقدر طول می کشد تا رنگ لاتکس خشک شود؟
خشک شدن رنگ لاتکس برای لمس 1 ساعت، 3 ساعت برای خشک شدن عمقی و خشک شدن کامل بین 24 تا 48 ساعت طول می کشد. رنگ لاتکس زمان خشک شدن سریعی دارد زیرا از آب به عنوان حلال خود استفاده می کند و آب سریع تبخیر می شود.
با این حال، زمان خشک شدن آن به برند رنگ، دمای اتاق، ضخامت پوشش و میزان رطوبت بستگی دارد. به عنوان مثال، در شرایط سرد یا مرطوب، رنگ لاتکس بین دو لایه 6 ساعت طول می کشد تا خشک شود. این به این دلیل است که سطح رطوبت بالا میزان تبخیر را کاهش می دهد.
رنگ لاتکس به سرعت خشک می شود زیرا از آب به عنوان رقیق کننده خود استفاده می کند. از آنجایی که حلال (آب) از پوشش به سرعت تبخیر می شود، پوشش سریعتر خشک و سخت می شود.
نویسنده :
نیاز نجفی
مریم سیفان
بخوانید: چگونه منسوجات را ضد آب کنیم ؟
منابع
[1] M. Visschers, J. Laven, and R. Van der Linde, “Film formation from latex dispersions,” J. Coatings Technol., vol. 73, no. 916, pp. 49–55, 2001, doi: 10.1007/bf02698431.
[2] G. Sewell, “Importance and measurement of minimum film-forming temperature,” Pigment Resin Technol., vol. 27, no. 3, pp. 173–174, 1998, doi: 10.1108/03699429810218747.
[3] S. Kiil, “Drying of latex films and coatings: Reconsidering the fundamental mechanisms,” Prog. Org. Coatings, vol. 57, no. 3, pp. 236–250, 2006, doi: 10.1016/j.porgcoat.2006.09.003.
