تعرف على علم الكيمياء
– في هذا الموضوع سوف نتحدث عن المواد الرابطة المستخدمة في صناعة الدهانات.
محتويات الموضوع
تحضير الدهانات
– تحضر الدهانات على اختلاف أنواعها من أربعة مكونات أساسية كما يلي:
(1) المادة الملونة (المخضب) Pigments
وتستخدم لإعطاء اللون المطلوب لطبقـة الدهان وإخفاء السطح المدهون.
(2) المادة الرابطة Binders
وتستخدم لربط حبيبات المادة الملونة ببعضها البعض وتلصقها بالسطح المدهون.
(3) المذيبات Solvents
وهي الجزء المتطاير من الدهان والغرض منها إذابة المـادة الرابطة وتنظيم لزوجة الدهان.
(4) الإضافات additives
تستخدم بكميات قليلة لتحسين خـواص أو إضـافة خاصـية جديدة لطبقة الطلاء.
– في هذا الموضوع سوف نناقش فقط المواد الرابطة المستخدمة في صناعة الدهانات كما يلي.
المواد الرابطة Binder or Film Formers
– المواد الرابطة المستخدمة في صناعة الدهانات هي مواد عضوية وتعتبر المسئولة عن تكوين طبقـة الـدهـان عـن طريق ربط حبيبات المخضب ببعضها البعض ولصق هذه الطبقـة بالسـطح المدهون.
– أيضاً هي المسئولة عن معظم الخواص الفيزيائية لطبقة الدهان مثل البريق والمرونة والصلادة ومقاومة الخدش والكيميائية مثل المقاومة للمذيبات العضوية والماء والأحماض والقلويات.
– ويمكن تقسيم المواد الرابطة إلى قسمين رئيسين كما يلي:
- مـواد رابطة غير متحولة Non-Convertible Binders
- مـواد رابطة متحولة Convertible Binders
– وكل منهما يوجد منه ما يستخلص من مصادر طبيعية أو ما يستخلص من خامات طبيعية ويُحور بطرق كيميائية أو ما يحضر كليةً بطرق كيميائية.
– إليك أمثلة لبعض هذه الراتنجات واستخداماتها.
أولاً/ المواد الرابطة الغير متحولة
– المـواد الرابطة الغير متحولة هي راتنجات طبيعية أو مطورة أو مصنعة.
– تتميز بأنها تجف بمجرد تطاير المذيبات وتكون شريحة متماسكة دون حدوث أي تفاعل كيميائي ولذلك يمكن إزالة الطلاء الجاف باستخدام نفس المذيب.
– المـواد الرابطة الغير متحولة إلى ثلاثة أقسام هي كما يلي:
(1) مـواد رابطة غير متحولة من أصل طبيعي
– المـواد الرابطة الغير متحولة من أصل طبيعي هي مواد راتنجية لها القدرة على تكوين طبقـة دهـان متماسكة.
– تستخلص من أصول نباتية أو حيوانية.
– تستخدم لربط مكونات الدهان.
– علاوة على ذلك فأن مـن أمثلتها الجمالكة والقلفونية والمطاط والصمغ والشمع.
(2) مـواد رابطة غير متحولة من أصل طبيعي ومطوره
المـواد الرابطة الغير متحولة من أصل طبيعي ومطوره هي راتنجات طبيعية تحور بطرق كيميائية من أجل إضـافة مزايـا خاصة إليها.
– من أمثلة ذلك نترات السليلوز واسـترات السليلوز والمطـاط الحلقي والمطاط المكلور.
(3) مـواد رابطة غير متحولة مصنعة
– المواد الرابطة الغير متحولة المصنعة هي راتنجات يتم تحضيرها معملياً من مواد أولية ولها نفس خواص الراتنجات الطبيعية أو تتفوق عنها.
– من أمثلتها راتنجات الأكريليك المتعـدد وكلوريد الفينيل المتعدد وخلات الفينيل المتعدد.
– تستخدم في تحضير الدهانات المستحلبة بأن تشتت هذه الراتنجات في الماء. وعند الجفاف وبعد تبخر المـاء تنصهر حبيبات الراتنج المشتتة مع بعضها البعض مكونـة طبقـة متماسكة عديمة الذوبان في الماء رغم عدم حدوث أي تفاعل كيميائي.
ثانياً/ المواد الرابطة المتحولة
– المـواد الرابطة المتحولة هي عبارة عن راتنجات يحدث لها بلمرة أثناء عملية الجفـاف عـن طريق تفاعلها مع أكسجين الهواء أو الرطوبة المحيطة بها أو بالحفز الحراري أو الحفز الكيميائي محدثه نوعاً من الترابط الشبكي ينتج عنـه تـغيـر فـي الخواص الطبيعية والكيميائية.
– يوجد العديد من المـواد الرابطة المتحولة كما يلي:
(1) مواد رابطة متحولة طبيعية
– مـواد رابطة متحولة طبيعية هي عبارة عن راتنجات من أصل نباتي أو حيواني لها القدرة علـى البلمرة بإحدى الطرق السابقة مكونة طبقة طلاء متماسكة.
– من أشهر هذه الأنواع الزيوت النباتية الجفوفة وبعض أنواع زيوت الأسماك.
– كما أن الزيـوت الدهنية حيوانية أو نباتية عبارة عن ثلاثي جليسريد الأحماض الدهنية المختلفة ويختلف عن آخر في نوع وكمية الأحماض الدهنية الداخلة في تركيبه.
– تنقسم الزيوت من حيث الجفاف في الهواء كما يلي:
- زيوت جفوفـة: مثـل زيت بذرة الكتان وزيت التال الصيني وزيت التنج.
- زيوت شبه جفوفة: مثـل زيت زهرة الشمس وزيت الصويا.
- زيوت الغير جفوفة: مثل زيت القطن وزيت الخروع.
– علاوة على ذلك فأن للزيوت الجفوفـة وللزيوت شبه جفوفة أهمية كبيرة في صناعة الدهانات أما الزيوت الغير جفوفة لا تستخدم كمواد رابطة وقد تستخدم كمواد ملدنة.
– تعود خاصية الجفاف في الزيـوت إلى وجود روابط غير مشبعة في الحامض الدهني تتأكسـد بفعـل أكسجين الهواء ثم تتبلمر وتجف مكونة طبقة طلاء متماسكة
(2) مواد رابطة متحولة من أصل طبيعي ومطوره
– المواد الرابطة المتحولة من أصل طبيعي ومطوره هي راتنجات طبيعية متحولة مثل الزيوت الجفوفة ومطورة بطـرق كيميائية لكي تجف بصورة أسرع معطية طبقات طلاء ذات خواص كيميائية وفيزيائية جيدة.
– من أمثلتها الزيوت المحورة بالتسخين والزيوت المحـورة بالاستيرين والزيوت المحورة بالاكريليك والزيوت المحورة بالايزوسيانات.
(3) مواد رابطة متحولة مصنعة
– المـواد الرابطة المتحولة المصنعة هي راتنجات متحولة تحضر معملياً من مواد أولية مثـل راتنجـات الايبوكسي وراتنجات عديدة اليوريثان وراتنجات عديد الاسـترو راتنجـات الفينول وراتنجات اليوريا – فورمالدهيد والفينول فورمالدهيد .
المراجع: كتاب أسس الكيمياء الصناعية – الطبعة الأولى 2005 – أ.د. محمد مجدي واصل أستاذ الكيمياء الفيزيائية – كلية العلوم – جامعة الأزهر – مصر
