رزین های آب پایه ی اکریلیکی تک جزئی و دو جزئی
امروزه پوشش‌های آب پایه با توجه به‌اعمال محدودیت‌های قانونی بر استفاده و انتشار ترکیب‌های آلی فرار (VOC)، نسبت به‌انواع پوشش‌های حلال‌پایه با کارایی بالا مورد توجه بیش‌تری قرار گرفته‌اند. همچنین مزایای بالقوه‌ی آن‌ها (مانند غیرسمی‌بودن، غیرآتشگیر بودن، دوست‌دار محیط زیست بودن، انرژی مورد نیاز پایین برای پخت و غیره) که توسط رنگ‌ها و پوشش‌های حلال‌پایه ارائه نمی‌شوند، پوشش‌های آب پایه را مورد توجه بسیاری (از جمله برای پخت در دمای محیط) قرار داده است. با این وجود، پوشش‌های آب‌پایه‌ی متداول با استفاده از مقادیر فراوان عوامل فعال‌سطح منجر به‌آلودگی محیط زیست نیز می‌شوند. در نتیجه، خواص قابل‌توجه رزین‌های آب‌پایه‌ی عاری از عوامل فعال‌سطح توجه بسیاری از محققین را به‌خود جلب کرده است.
رزین تک جزئی
در چهل سال گذشته، رزین‌های اکریلیک تک‌جزئی از لحاظ تجاری رشد داشته‌اند و اگرچه بسیاری از خواص مطلوب (مانند کاربرپسند بودن) را دارا هستند، اما دارای معایبی نیز هستند؛ از جمله می‌توان به‌پایداری پایین هیدرولیتیکی، پایین‌بودن مقاومت در برابر آب و مقاومت شیمیایی ضعیف اشاره نمود. علاوه‌بر این، دوگانگی بین محتوای ترکیب‌های فرار آلی پایین و سختی بالا مثالی دیگر از مواردی است که امروزه به‌طور جدی دنبال می‌شود و در عین حال، هدف ویژه‌ی چالش‌برانگیز برای پوشش‌های آب پایه ی تک‌جزئی اکریلیکی خواهد بود.
مقادیر بالای پیش‌شبکه‌ای‌شدن در رزین‌های آب پایه ی تک‌جزئی اکریلیکی به‌علت گرانروی بالای پیش‌پلیمرها و یا انعقاد ضعیف دیسپرسیون‌های فرموله‌شده به‌راحتی بدست نمی‌آید.
پوشش‌های آب پایه ی دوجزئی توجه فراوانی را در دو حوزه‌ی آکادمیک و صنعتی بدست آورده‌اند که علت آن الزام‌های سخت فزاینده برای پوشش‌های با کارایی بالا است. نوع و میزان عامل پخت برای رزین‌های آب‌پایه‌ی دوجزئی اکریلیکی بر عملکرد پوشش نهایی مؤثر است. علاوه‌بر این، از آن‌جایی‌که آب تنها حلال استفاده‌شده در رزین‌های آب‌پایه‌ی اکریلیکی است، عامل پخت نیز باید قابلیت انحلال و یا پخش در آب را داشته باشد. گروه‌های عاملی فعال در عامل پخت باید بر اساس نوع گروه‌های عاملی فعال در رزین‌های آب‌پایه باشد. همچنین سازگاری این دو مورد، یک مؤلفه‌ی مهم مؤثر بر فرآیند پخت است. حضور عامل پخت می‌تواند چگالی شبکه‌ای‌شدن را بهبود ببخشد. واکنش‌های شیمیایی بین گروه‌های قطبی، نه‌تنها شبکه‌ای‌شدن را تسهیل می‌کند (که در نتیجه سبب بهبود یکپارچگی فیزیکی-شیمیایی فیلم تشکیل‌شده می‌شود)، بلکه تعداد گروه‌های قطبی را کاهش داده و در نتیجه سبب کاهش حساسیت پوشش به‌آب می‌شود. در میان عوامل پخت مرسوم، ایزوسیانات‌های گوناگون در رزین‌های آب‌پایه‌ی دوجزئی اکریلیکی متداول‌تر هستند. زیرا ایزوسیانات‌ها سبب بهبود خواص پوشش (مانند مقاومت مکانیکی و شیمیایی، مقاومت در برابر سایش، پایداری در فضای باز و خواص چسبندگی) از طریق واکنش با رزین پایه‌آب اکریلیکی می‌شوند. با این وجود، برخی نقص‌ها مانند واکنش‌های جانبی، هزینه‌ی بالا، سمیت و عدم اجتناب از خوردگی آنی را دارا هستند (در فرآیند تشکیل فیلم پوشش‌های آب‌پایه، سطح فلز اکسید شده و تشکیل لکه‌های زنگ در خلال یک دوره‌ی زمانی بسیار کوتاه می‌دهد). تلاش برای توسعه‌ی عوامل پخت جدید، موضوع بسیاری از فعالیت‌ها در سال‌های اخیر بوده است. بنابراین، ساخت پوشش‌های سبز با کارایی بالا با رویکرد ساده، کم‌هزینه و مقیاس‌پذیر، هنوز یک چالش بزرگ برای تولیدهای آینده در صنعت پوشش است.
اخیراً در یک تحقیق، رزین آب پایه ی ی دوجزئی اکریلیکی اصلاح‌شده با گلیسیدیل متاکریلات با موفقیت طراحی و ساخته شده و در آن، از آمینو پروپیل تری‌اتوکسی‌سیلان به‌عنوان عامل اتصال‌دهنده استفاده شده است که نه‌تنها با رزین و زیرآیند فلزی اتصال عرضی ایجاد می‌کند، بلکه سبب ایجاد پیوندهای سیلیسیم-اکسیژن-سیلیسیم و سیلیسیم-اکسیژن-کربن در پوشش شده که منجر به‌بهبود عملکرد پوشش (از جمله چسبندگی مناسب و بهبود مقاومت در برابر آب) خواهد شد. آمینو پروپیل تری‌اتوکسی‌سیلان به‌عنوان عامل پخت در سامانه‌ی رزین آب پایه ی ی دوجزئی اکریلیکی بکار گرفته شد. خواص مکانیکی و حرارتی رزین آب پایه ی دوجزئی (مانند کاهش دمای پخت، بهبود چگالی شبکه‌ای‌شدن و تقویت خواص مکانیکی) تحت تأثیر گلیسیدیل متاکریلات قرار می‌گیرد. علاوه‌بر این، خواص ضدخوردگی آنی نیز با بکارگیری این رزین آب‌پایه‌ی اکریلیکی و عامل پخت مشاهده شده است.
مترجم : مهدیار یافتیان
بخوانید: چسب های فشار حساس در مقابل دیگر چسب های متدوال در بازار
مرجع
Guo, X., Ge, S., Wang, J., Zhang, X., Zhang, T., Lin, J., Zhao, C. X., Wang, B., Zhu, G. & Guo, Z. (2018). Waterborne acrylic resin modified with glycidyl methacrylate (GMA): Formula optimization and property analysis. Polymer, 143, 155-163.
