جزئیات وبلاگ

دیسپرس پیگمنت ها

مقدمه:

در حالت خشک ذرات پیگمنت به واسطه نیروهای جاذبه با ماهیت فیزیکی و شیمیایی از جمله نیروهای واندروالسی و نیروی پل مایع به هم چسبیده اند و حالت اگلومره دارند. برای دیسپرس پیگمنت در رزین یا ماتریس مایع ، باید بر این نیروهای جاذبه غلبه کرد. ماشین آلات پراکنش از جمله آسیاب میکسر ها و سایر آسیابها به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند انرژی لازم برای غلبه بر این نیروهای جاذبه را فراهم کنند. در واقع راندمان عمل دیسپرس بستگی به انتقال موثر انرژی از این ماشین آلات به ذرات اگلومره پیگمنت دارد. می دانیم که قدرت رنگی (مثلا پشت پوشی یا کارایی تینت) و خواص نوری و خواص کاربردی یک رنگ و هر سیستم پوششی با افزایش قابلیت دیسپرس پیگمنت افزایش می یابد. بنابراین پایداری فرایند دیسپرس اهمیت زیادی از نظر کاربرد رنگ دارد و درجه پراکنش تاثیر عمده ای بر خواص نوری فیلم تر و خشک پوشش دارد. به همین دلیل فرایند دیسپرس اهمیت کلیدی در فرایند ساخت دارد. برای مثال در مورد جوهر ها میزان دیسپرس رنگدانه ها باید به قدری کامل باشد که مرکب از داخل نازل با قطر 5 میکرون عبور کند بدون اینکه فتیلیه ای شود یا مسیر نازل را مسدود کند. فرایند دیسپرس پیگمنت یکی از گرانترین مراحل ساخت رنگ است. بخصوص هنگامیکه درجه دیسپرس بالا مد نظر باشد. این فرایند شامل انتخاب رنگدانه مناسب (سایز و … ) از بین بردن نیروی جاذبه بین ذرات رنگدانه است. در واقع در محصولات موجود در بازار ، قیمت پوشش رابطه عکس با اندازه ذرات پیگمنت دارد. یعنی به طور کلی در شرایط یکسان مواد اولیه،  هرچه درجه دیسپرس پیگمنت بیشتر باشد قیمت پوشش بالاتر است. مثلا در سری آسترهای ضد خوردگی ، رنگ های تزییناتی رویه ، مرکب چاپ فلکسو ، رنگ های اتومبیلی ، تونرهای الکتروفوتوگرافی پودری ، و مرکب چاپ به ترتیب اندازه ذرات کاهش یافته و قیمت پوشش هم بیشتر می شود.

محیط میکروسکوپی حاکم بر ذرات رنگدانه خشک :

 دیسپرس ، فرایندی است که ذرات درشت پیگمنت از هم جدا شده و داخل ماتریس پراکنده می شوند و لایه ای از رزین یا محمل روی هر ذره را می پوشاند. به منظور خرد کردن و جدا کردن ذرات درشت باید بر نیروهای جاذبه بین ذرات پیگمنت خشک (ذرات اگلومره ) غلبه کرد. این نیروهای جاذبه می تواند چسبندگی یا پیوستگی باشند. ماهیت اغلب این نیروها واندروالس یا الکترواستاتیک است.

نیروهای چسبندگی و پیوستگی در فرایند دیسپرس:

از نقطه نظر تئوری ، قابلیت دیسپرس بواسطه میزان انرژی لازم برای جدا کردن ذرات پیگمنت در ماتریس مایع پیوسته تعریف می شود به نحوی که ذرات پیگمنت کاملا بوسیله محیط مایع احاطه شده و هیچ گونه تماسی با ذرات دیگر نداشته باشند. از نقطه نظر میکروسکوپی ، سهولت فرایند دیسپرس بواسطه نیروهای داخلی و بین ذره ای موجود در داخل ذرات خشک پیگمنت که به صورت اگلومره و کلوخه می باشند ، و نیروهای بین ذرات پیگمنت و ماتریس مایع تعیین می شود. از نقطه نظر ماکروسکوپیک ، قابلیت دیسپرس پیگمنت تحت تاثیر:

1)نیروی جاذبه بین ذرات پیگمنت 2) جاذبه بین پیگمنت و ماتریس مایع رنگ 3) نیروی پیوستگی که داخل ذرات رنگدانه و داخل ماتریس مایع عمل کند قرار دارد.

وقتی میکسر شروع به کار می کند ، اثر چسبندگی بین ماتریس مایع رنگ و پره های میکسر مهمتر می شود زیرا راندمان عمل دیسپرس در واقع شدیدا به انتقال موثر انرژی از میکسر به ذرات درشت و کلوخه میکسر بستگی دارد.

نیروهای پراکنش در ماشین آلات دیسپرسیون : با توجه به دلایلی که ذکر شد بیشتر ماشین آلات دیسپرس به گونه ای طراحی می شوند تا بیشترین راندمان انتقال انرژی از دستگاه به ذرات پیگمنت حاصل شود. انرژی پخش شده در محیط ، به غیر از مقداری که صرف جدا کردن ذرات کلوخه پیگمنت می شود غالبا به صورت گرما در محیط دفع می شود.  گرچه ماشین آلات دیسپرس در مکانیسم پراکنش متفاوت هستند ، ولی همگی به گونه ای طراحی شده اند تا انواع نیروهای پراکنش یا تعدادی از آنرا فراهم کنند. انواع نیروهای پراکنش عبارتند از:

   1)نیروی برشی 2) نیروی ضربه ای 3) نیروی مالشی

کاهش اندازه ذره ممکن است فقط در اثر انرژی باشد که در قالب نیروی برشی و ضربه ای و مالشی از دستگاه به پیگمنت منتقل می شود. بنابراین انتقال موثر انرژی از دستگاه به ذره نقش عمده ای در راندمان کاهش اندازه ذرات پیگمنت دارد.  این انتقال انرژی به عوامل زیر بستگی دارد:

1)نیروی چسبندگی بین دستگاه پراکنش و ماتریس مایع رنگ 2) جاذبه بین محیط مایع و ذره پیگمنت 3) نیروی پیوستگی داخل ماتریس مایع

نتیجه گیری:

راندمان دیسپرس به خصوصیات دستگاه و خمیر رنگ بستگی دارد. لذا برای افزایش کارایی دیسپرس هم باید دستگاه آسیاب مناسبی انتخاب نمود و هم فرمول خمیر رنگ متناسب با دستگاه طراحی کرد . هنگام طراحی فرمول خمیر رنگ باید خصوصیات چسبندگی و پیوستگی آن را در نظر گرفت و در این زمینه دانش را کسب کرد. با این شرایط خمیر رنگ به دستگاه میکسر-آسیاب می چسبد و می تواند انرژی مکانیکی را بواسطه نیروهای پیوستگی داخل ماتریس ، پخش کرده و بواسطه خواص چسبندگی رزین به پیگمنت ، این انرژی را از ماتریس به ذرات پیگمنت منتقل کند.

دانلود فایل pdf