در صنعت رنگ، عوامل متعددی بر کیفیت و عملکرد محصول نهایی تأثیر میگذارند. دیسپرسکنندههای پلیمری نقش حیاتی در بهبود این خواص ایفا میکنند. در ادامه به بررسی شش ویژگی مهم و چگونگی تأثیر دیسپرسکنندههای پلیمری بر آنها میپردازیم:
قدرت رنگدهی
قدرت رنگدهی به شدت رنگ و فاز رنگی روی سطح اعمال شده اشاره دارد. هرچه قدرت رنگدهی رنگ بیشتر باشد، روشنتر و جذابتر به نظر میرسد. این ویژگی با کاهش اندازه متوسط ذرات رنگدانه افزایش مییابد. اگرچه افزایش محتوای رنگدانه در خمیر آسیاب، برخورد ذرات را افزایش داده و سرعت خردایش را بهبود میبخشد، اما ویسکوزیته را نیز افزایش داده و انرژی جنبشی آسیاب را کاهش میدهد، که توانایی مهرههای ساینده را برای خرد کردن رنگدانه کاهش میدهد.
دیسپرسکنندههای پلیمری با امکان استفاده از غلظتهای بالاتر رنگدانه، این مشکل را حل میکنند. آنها نه تنها سرعت خردایش را افزایش میدهند، بلکه از افزایش ویسکوزیته در طول فرآیند آسیاب جلوگیری میکنند. در نهایت، دیسپرسکننده پایداری برخورد ذرات کوچکتر را بدون تجمع (فلوکولاسیون) افزایش میدهد و به این ترتیب، قدرت رنگدهی ذاتی آنها را به طور کامل آشکار میسازد.
شفافیت / قدرت پوششدهی
شفافیت خاصیتی است که هرچه بیشتر باشد، لایه زیرین آسانتر دیده میشود. در مقابل، قدرت پوششدهی (هیدینگ پاور) به توانایی رنگ در پوشاندن لایه زیرین اشاره دارد. میزان نور بازتابیده و عبور کرده از سطح، قدرت پوششدهی یا شفافیت رنگ را تعیین میکند. نوع رنگدانه و درجه پراکندگی آن بر این ویژگی تأثیرگذارند.
دیسپرسکنندههای پلیمری با تأثیر بر توزیع اندازه ذرات رنگدانه (یکنواختتر و محدودتر)، شفافیت را بهبود میبخشند. برای دیاکسید تیتانیوم (یک رنگدانه پوششدهنده)، ضریب شکست بالا و ذرات بزرگ میتوانند به طور مؤثر نور را بازتاب و شکست دهند. افزودن دیسپرسکننده پلیمری میتواند سطح (کاهش تجمعها، کاهش اندازه ذرات) را افزایش داده و قدرت پوششدهی را بیشتر بهبود بخشد. برای رنگدانههای شفاف، دیسپرسکننده پلیمری توزیع اندازه ذرات را بهبود میبخشد و اجازه میدهد نور بیشتری از آن عبور کند (شفافیت را افزایش میدهد).
سازگاری
سازگاری از این جهت حائز اهمیت است که تولیدکنندگان پوشش میتوانند سیستمهای پراکنده را برای انواع مختلف محصولات رزینی تولید کنند. دیسپرسکننده پلیمری میتواند غلظت رنگدانه را افزایش دهد، که نه تنها بازده را بیشتر میکند، بلکه مشکلات احتمالی ناسازگاری محیط را از آسیاب خمیر رنگ تا محصول نهایی کاهش میدهد. بنابراین، به ویژه تحت شرایط استفاده از رزینهای بسیار سازگار، دیسپرسکنندههای پلیمری دامنه کاربرد پوشش پایه را گسترش میدهند. این امر برای تولید پوششهای رنگی مخلوط بسیار مهم است.
جریان / تسطیحپذیری
تسطیحپذیری (لولینگ) به توانایی رنگ برای پخش شدن روی یک سطح خاص اشاره دارد. نقصهای سطح رنگ معمولاً ناشی از کشش سطحی بوده و نسبتاً سریع اتفاق میافتند. رد قلممو در رنگهای تزئینی معمولاً ناشی از تسطیحپذیری ناکافی است. جریان ایدهآل را میتوان با مکانیک نیوتنی توضیح داد، اما پس از ورود رنگدانه به سیستم، تغییر میکند. این به دلیل تمایل زیاد ذرات به تیکسوتروپی و شبهپلاستیکی ناشی از پیوندهای شیمیایی و برهمکنشهای فیزیکی است.
از آنجایی که ذرات رنگدانه تحت تأثیر دیسپرسکننده پلیمری پایدارتر بوده و خاصیت تسطیحپذیری افزایش مییابد، میتوان خواص سیال نیوتنی را بهبود بخشید که برای تسطیحپذیری مطلوب است.
خروجی (بازده)
خروجی به مقدار رنگ تولید شده در یک فرآیند اشاره دارد. دیسپرسکننده با افزایش غلظت رنگدانه میتواند خروجی رنگ را افزایش دهد. افزودن مناسب دیسپرسکننده پلیمری میتواند ویسکوزیته را کاهش داده و محتوای رنگدانه خمیر رنگ آسیابشده را افزایش دهد و در نتیجه خروجی را بیشتر کند. در یک زمان ثابت، به دلیل اینکه رنگدانههای بیشتری میتوانند پراکنده شوند، محصولات بیشتری را میتوان با همان وزن خمیر رنگ آسیابشده تولید کرد. بدیهی است که افزایش سرعت پراکندگی نیز میتواند بازده را افزایش دهد. افزایش خروجی، سایش ماشین و مصرف انرژی را کاهش میدهد، به ویژه هزینههای نیروی کار و هزینههای ثابت در هر کیلوگرم محصول نهایی.
ترکیبات آلی فرار (VOC)
VOC یا ترکیبات آلی فرار، به حلالهای آلی اشاره دارد که در سیستم تبخیر شده و وارد هوا میشوند. هرچه VOC کمتر باشد، پتانسیل آلودگی هوا کمتر است. این امر نیازمند افزایش محتوای جامد پوشش است. ویسکوزیته رنگ توسط حلال، رزین و رنگدانه تعیین میشود. برای پوششهای کمجامد معمولی، تأثیر رنگدانهها بر ویسکوزیته به اندازه حلالهای رزین نیست. با این حال، پوششهای با محتوای جامد بالا حلالهای کمتری دارند و رزینها کمویسکوزیته هستند. در این حالت، تأثیر رنگدانهها بسیار مشهود است.
دیسپرسکننده پلیمری با کاهش جاذبه متقابل بین ذرات، تأثیر رنگدانهها بر ویسکوزیته را به طور قابل توجهی کاهش میدهد. بنابراین، برای پوششهای با محتوای جامد بالا، افزودن دیسپرسکننده ویسکوزیته را به شدت کاهش میدهد، یا به عبارت دیگر، تحت شرایط ویسکوزیته یکسان، حلالهای کمتری استفاده میشود.
دیسپرسینگ های تجاری موجود در شرکت پلیمر کاوه عبارتند از:
1.DISPERBYK 108: افزودنی ترکننده و دیسپرسکننده فاقد حلال است که برای پوششهای پایه حلال، جوهرهای چاپی و همچنین کنسانترههای رنگدانه طراحی شده است.
2. DISPERBYK 110: افزودنی ترکیبی مرطوبکننده و پخشکننده (wetting & dispersing additive) است
3. EFKA PU 4046: پراکننده پلیمری (polymeric dispersant / dispersing agent) را در سیستمهای پوششی (coatings) آلایندههای مبتنی بر حلال دارد.
4. BYK 9077: افزودنی تر کننده و دیسپرس کننده بدون حلال است که برای استفاده در پوششهای پایه حلال و بدون حلال، چسبها، پلاستیزولهای PVC، سیستمهای رزینی پخت شونده در دمای محیط، SMC، پولتروژن، و جوهرهای چاپ UV بدون حلال طراحی شده است
5. Borchi Gen 0451: دیسپرس کننده غیر یونی با وزن مولکولی بالا است که فاقد APEO (آلکیلفنل اتوکسیلات) و VOC (ترکیبات آلی فرار) میباشد