تعاریف مرسوم در صنعت, فرمولاسیون و ساخت, مقالات

مکانیسم دیسپرس شدن پیگمنت ها dispersion

مقدمه 
پیگمنت­ها ماده اصلی پوشش ­ها و لاک ­ها و جوهرهای چاپ هستند که امروزه برای مصارف مختلف طراحی و تولید می­شوند. این ترکیبات در سطحی که رنگ می­کنند، نفوذ نمی­کنند و تنها آن را می­پوشانند. «دیسپرس شدن که به پراکنده و معلق شدن پیگمنت­ ها در مایعاتی مانند رزین­ ها و حلال­ها گفته می­شود»، مهم­ترین مرحله در فرایند تولید رنگ­های پوششی ولاک ­ها است. در این مرحله انتخاب پیگمنت و مواد افزودنی مناسب و بهینه سازی شرایط دیسپرس شدن، تعیین کننده میزان بازده خط تولید­، عملکرد، کیفیت و ویژگی­های نهایی محصولات تولید شده است و از مشکلات بالقوه به هنگام نگهداری و کاربرد این محصولات جلوگیری می­کند.

فرایند دیسپرس شدن پیگمنت­ها 
فرایند دیسپرس شدن شامل تر کردن و شکستن ذرات پیگمنت­ ها، پراکنده و پایدار کردن آنها است. این فرایند مشکل­ترین مرحله در ساخت لاک­ ها و پوش­ رنگ­ ها است زیرا در فرمولاسیون این محصولات میان کشش سطحی مایعاتی که به عنوان مواد تر کننده و مواد پراکنده کننده استفاده می­شوند و کشش سطحی مواد جامد یا همان پیگمنت ­ها تفاوت وجود دارد با این وجود ذرات کوچک پیگمنت باید به خوبی تر و کاملاً در مایعات افزودنی پراکنده شوند و در بلند مدت نیز پراکنده باقی بمانند.

1- مرحله تر کردن (Wetting)
اغلب پیگمنت­­ هایی که برای تولید رنگ­های پوششی و صنعتی به فروش می­رسند به شکل آگلومره ­های نرم (Agglomerates) هستند. از دلایل اینکه چرا پیگمنت­ ها به صورت آگلومره تولید و عرضه می­شوند می­توان به جلوگیری از تولید گرد و غبار و آسان­تر شدن نقل و انتقال آنها اشاره کرد. ساختار آگلومره­ ها مرکب از ذرات اولیه پیگمنت، هوا و رطوبت است. در واقع رطوبت و هوا این ذرات را به شکل گلوله­ های نا منظم، متخلخل و در اندازه ­های مختلف (میلی­متر و میکرون) شکل داده است. زمانی که مایع تر کننده با آگلومره­ ها تماس می­یابد، این مایع جایگزین رطوبت و هوای میان ذرات می­شود.
   کارایی تر کردن به میزان کشش سطحی پیگمنت­ ها به عنوان مواد جامد در برابر کشش سطحی مایع تر کننده و ویسکوزیته (گرانروی) مخلوط نهایی وابسته است. برای اینکه پیگمنت ها به درستی تر شوند، کشش سطحی مایع تر کننده باید کمتر از انرژی آزاد سطح ذرات پیگمنت باشد، بنابراین سیستم­های تر سازی بر پایه حلال سریع­تر از سیستم­ های تر سازی بر پایه آب عمل می­کنند زیرا سطحی حلال­ ها در مقایسه با تنش سطحی آب تنش کمتر است.
 

 
 
2- مرحله شکستن آگلومره­ ها (Breakdown) و جدا سازی (separation)
در آلگومره­ ها (بر خلاف کلوخه ­ها) پیوند میان ذرات سست است و ذرات پیگمنت از گوشه­ ها به یکدیگر متصل هستند. در این مرحله به سیستم انرژی داده می­شود تا در اثر ضربه­ ها و نیروهای برشی پیوند میان ذرات آگلومره بشکند و ذراتی با ابعاد کوچکتر تشکیل ­شود. در حالت ایده­ آل این ذرات به ابعاد اولیه پیگمنت برمی­گردند. به این ترتیب سطح تماس مایع پراکنده کننده و ذرات پیگمنت افزایش می­یابد. اگر آگلومره­ ها به درستی شکسته و در مایع پراکنده شوند، شدت رنگی که تولید می­شود، براقیت و قدرت پوششی آن افزایش می­یابد. در این زمینه تیغه ­هایی با قدرت برشی بالا (تیغه­ های Cowl­) مفید عمل می­کنند.
 
3- پراکنده کردن ذرات پیگمنت (Dispersion) و پایدار سازی آنها (Stabilization)
به هنگام شکستن و پراکنده کردن ذرات پیگمنت به سیستم انرژی داده می­شود به همین دلیل سیستم تلاش می­کند تا این انرژی داده شده را در طول زمان پس دهد و به حالت اولیه با انرژی کم برگردد. بنابراین در طول زمان ذرات پیگمنت به هم می­پیوندند تا ذرات بزرگتری تشکیل دهند که فلیکول (Flocculates) نامیده می­شود.
 
این امر در بلند مدت باعث کاهش کیفیت رنگ­ پوش­ها و لاک­ ها مانند کاهش براق بودن و استحکام آنها می­شود و ویژگی­ های فیزیکی مانند میزان روان بودن و سیالیت آنها را تغییر می­دهد. بنابراین در مرحله دیسپرس شدن باید متغیرهای موثر بر پایداری مانند قابلیت پراکنده شدن پیگمنت ­ها، انرژی ورودی، ترکیبات فرمولاسیون و تعاملات میان پیگمنت­ ها را کنترل کرد تا احتمال ایجاد محصولات پایدار را افزایش داد.
بر اساس آنچه که گفته شد کلید دست­یابی به محصولات پایدار و با عملکرد بهینه در حوزه رنگ­های پوششی، جوهرهای چاپ و لاک­ها در انتخاب پیگمنت­ های درست، انتخاب افزودنی ­های مناسب و به خدمت گرفتن ابزارهای مناسب برای پراکنده سازی کامل پیگمنت ­ها است. مشاوران شرکت توسعه پردیس سبز در زمینه انتخاب پیگمنت­ های مناسب برای تولید محصولات پایدار در خدمت شما هستند تا بر اساس هدف­ها و نیازهای خود بهترین گزینه ­ها را انتخاب کنید.
برای مشاوره فنی میتونید با کارشناسان ما در تماس باشید
کارشناس فنی :

 

09120809582
 
 

نوشته های مشابه

1 دیدگاه در “مکانیسم دیسپرس شدن پیگمنت ها dispersion

  1. علی گفت:

    بیشتر مقالات آموزشی بزارید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *