حداقل دماي تشكيل فيلم (MFFT)

 

 

اين پارامتر حداقل دمايي است كه در آن لاتكس توانايي تشكيل يك فيلم صاف، يكنواخت و تقريباً شفاف را دارد. مهمترين پارامترهاي موثر بر روي تشكيل فيلم عبارتند از:

Tg لاتكس

2ـ سايز ذرات و پراكندگي سايز ذرات

3ـ وزن مولكولي و پراكندگي وزن مولكولي

4ـ مورفولوژي ذرات

5ـ وجود بارهاي الكتريكي بر روي پارتيكلها

6ـ حرارت محيط

7ـ ماهيت مونومرها

8ـ درصد جامد (در حين تشكيل وقتي دما بالا باشد اثر كاهش درصد جامد بر روي زمان تشكيل فيلم كاملا محسوس است)

9ـ سنتيك خشك شدن

10ـ ويسكوالاستيستي لاتكس پليمري

 

لاتكسهاي امولسيوني با تبخير تدريجي آب فيلم را تشكيل مي­دهند و در واقع اين همان پليمر باقي مانده است كه منعقد شده و فيلم را تشكيل مي­دهد. براي داشتن يك فيلم قوي و مناسب با چسبندگي بالا، بايد وزن مولكولي بالايي داشته باشيم. همچنين در حين تشكيل فيلم دماي محيط بايد بالاتر از دماي MFFT سيستم باشد (در حين تشكيل فيلم مشخص شده كه deformation ذرات نسبت به دما كاملا حساس است در صورتيكه نسبت به جرم مولكولي به اينصورت نيست. در صورتي كه دماي محيط زير MFFT نمونه باشد، فيلم حاصل حالت گچي داشته، پيوستگي ندارد و بسيار ضعيف عمل مي­كند. در عوض در دماهاي بالاتر قدرت تشكيل فيلم بالايي داريم زيرا مسئله منظم شدن ذرات و غلبه بر دافعه موجود بين آنها ديگر مطرح نمي­باشد. در واقع در هنگام تشكيل فيلم ذرات ابتدا به هم نزديك مي­شوند و سپس در صورتي كه دافعه الكتروستاتيك بين آنها پايين باشد مي­توانند با هم به راحتي تماس پيدا كرده و به هم فشرده شوند. با تبخير آب فشردگي ذرات به هم بيشتر مي­شود، ولي سطح ذرات بدون بار شده و بارها با چگالي زيادي روي سطح فيلم (در مجاورت هوا) و همچنين سطح بين فيلم و substrarate جمع مي­شوند (اين عمل موجب كاهش مقاومت شستشو و كاهش چسبندگي به سطح مي­شود). مراحل تشكيل فيلم را مي­توانيم به صورت نموداري كه در قسمت ضمائم آورده شده مشاهده كنيم. با توجه در نمودار مي­بينيم كه تا پايان مرحله I غلظت پليمر بين 60 تا % 70مي­شود و اگر پايداري خوب باشد تا 74% نيز مي­آيد مرحله II زماني است كه ذرات داراي تماسي غير قابل بازگشت با هم هستند. در اين حالت سرعت تبخير آب به ازاي هر واحد سطح براي فيلم روباز ثابت مي­ماند اما سرعت كلي تبخير آب به مقدار زيادي در اين مرحله كاهش مي­يابد (البته اين كاهش مي­تواند باعث برتري كيفي فيلم حاصله شود چرا كه ذرات در زمان بيشتر و به صورت منظم­تر به هم فشرده مي­شوند). ذرات در دماهاي بالا حتي قبل از منظم شدن هم امكان به هم فشرده شدن را دارند و فيلم را تشكيل مي­دهند. مرحله III با شكل­گيري ابتدايي يك فيلم پيوسته شروع مي­شود. آب باقي مانده از طريق كانالهاي موجود بين ذرات تبخير و يا به خود پارتيكل نفوذ مي­كند. در صورت افزايش پر كننده مي­توان سرعت تبخير را كاهش داد. زيرا آنها مي­توانند غيرقابل نفوذ باشند. (ماهيت hydrophob). در اينجا با طرح مسائل بالا مي­توان فهميد كه با كاهش درصد جامد مي­توانيم سرعت خشك شدن را تا يك حد اپتيمم افزايش دهيم. زيرا مرحله كنترل كننده سرعت كه نفوذ ذرات به يكديگر است زودتر رخ مي­دهد و پس از آن هم سرعت تبخير به شدت كاهش مي­يابد.

 

در حالتي كه امولسيوني ناپايدار داشته باشيم به جاي رفتن تدريجي به حالت فشرده ناگهان انعقاد صورت مي­گيرد غيرهمگوني اين فيلمهاي امولسيوني يك فاكتور اصلي براي كارآيي ضعيف آنهاست يعني روش شكل­گيري فيلم.

 

همچنين در صورتي كه در حين خشك شدن فيلم ساختاري منظم داشته باشيم به دليل نبود فلاكس پارتيكل هادو هنگام خشك شدن داراي سطحي يكنواخت هستيم.

 

از طرف ديگر لايه سطحي هيدراته كه روي ذرات قرار گرفته غيرقابل چشم­پوشي است. به طور معمول اين لايه شامل گروههاي امولسي فاير و colloid protective است. لايه هيدراته تشكيل شده بين سطح substrate و لايه لاتكس در طي تشكيل فيلم بسيار غليظ خواهد بود و اين نكته مهمي در تعيين چسبندگي فيلم به سطح و خواصي چون مقاومت در مقابل جذب آب و شستشو مي­باشد. در بررسي كارآيي يك رنگ و يا يك چسب ساخته شده در حالت كلي بايد اولا وجود پارامترهاي اصلي را بررسي كرد و سپس شيوه­ي شكل­گيري فيلم، كه مسئله بسيار مهم و يا در واقع يك مسئله پايه­اي است.

 

MFFT در وجود گروههاي هيدروفيل و وزن مولكولي پايين مي­تواند كاهش زيادي پيدا كند چرا كه جذب آب در اين پليمرها مانند پلاستي سايزر عمل نموده و باعث نرم شوندگي مي­شود.

 

(كاهش وزن مولكولي باعث افزايش قدرت نفوذ ذرات به يكديگر نيز مي­شود يا افزايش interdifusion) امروزه در صنعت ساخت امولسيون شيوه­اي جديد به نام ساختار پوسته و مركز core&shell  به كار گرفته مي­شود.

 

در اين روش مي­توانيم MFFTهاي خيلي پايين­تر از شيوه­هاي معمول به دست آوريم. در حاليكه مواد تشكيل دهنده همگي يكسان هستند و تنها فرايند ما تغيير يافته.

 

(البته به اين شرط كه پوسته نرم­تر از هسته باشد)

شيوه خشك شدن فيلم پليمري نيز بسيار با اهميت است و روي كيفيت ظاهري فيلم اثر مي­گذارد. در صورتي كه فيلم از سطح رويي به طرف پايين خشك شود مي­تواند تنشهايي را در صفحه X-Y كه توسط صفحه­ي شامل Z ثابت شده به وجود آورد.

در نتيجه اين تنشها در صورت كافي نبودن الاستيسته جريان ايجاد شده بين لايه­ي منعقد و سطح مورد نظر مي­توان باعث تركهاي زيادي تشود.(mud cracked). البته اين مسئله در ويسكوزيته­هاي بالا اهميت پيدا مي­كند.

 



  • |
  • بدون دیدگاه
  • |

نظرات بسته شده است.