روش های فعال سازی پلیمر ها جهت رنگ پذیری

‏مقالات علمی و کاربردی
Print Friendly

دپارتمان علمی مرجع پلیمر دربازارایران ( پلیم پارت ) :روش های اعمال رنگ بر روی قطعات پلاستیکی با روش هایی که برای رنگ آمیزی فلزات بکار برده می شود تفاوت چندانی ندارد. برخی از این روش ها همانند نشست شیمیایی (Auto deposition) و الکترو دی پوزیشن را نمی توان برای اعمال رنگ بر روی پلاستیک استفاده کرد؛ در صورتیکه دیگر روشها همانند رنگ آمیزی با قلم مو، پوشش به روش غوطه وری، پوشش سیالی، پوشش پرده ای به همراه انواع مختلف پاشش اسپری، به منظور رنگ آمیزی انواع فلزات و نیز پلاستیک ها، استفاده می شوند. روش های اعمال رنگ بر روی قطعات پلاستیکی با روش هایی که برای رنگ آمیزی فلزات بکار برده می شود تفاوت چندانی ندارد. برخی از این روش ها همانند نشست شیمیایی (Auto deposition) و الکترو دی پوزیشن را نمی توان برای اعمال رنگ بر روی پلاستیک استفاده کرد؛ در صورتیکه دیگر روشها همانند رنگ آمیزی با قلم مو، پوشش به روش غوطه وری، پوشش سیالی، پوشش پرده ای به همراه انواع مختلف پاشش اسپری، به منظور رنگ آمیزی انواع فلزات و نیز پلاستیک ها، استفاده می شوند. خاصیت رنگ پذیری پلاستیک ها بر خلاف فلزات کاملا متفاوت است، زیرا میزان انرژی سطحی هدایت های الکتریکی، هدایت های گرمایی و مقاومت های گرمایی در فلزات بسیار به هم نزدیکند؛ در صورتیکه این خواص در پلاستیک ها نسبت به فلزات بسیار متفاوت است. افزودن مواد گوناگون جهت به دست آوردن خواص شیمیایی مطلوب رنگ ، همچنین وجود پیگمنت ها و رنگدانه ها جهت تغییر براقیت، می تواند خاصیت رنگ پذیری قطعه پلاستیکی را تغییر دهد. به طور کلی، یک سطح با انرژی سطحی بالاتر، خاصیت تر شوندگی بیشتری دارد، بنابراین رنگ پذیری آن بهتر و چسبندگی پوشش بر روی آن عالی تر خواهد بود. طبیعت شیمیایی رزین تا حد زیادی می تواند انرژی سطحی پلاستیک را تعیین نماید. سطح فلزات انرژی سطحی بیشتری نسبت به پلاستیک ها دارا می باشند. فرآیند رنگ آمیزی پلاستیک ها شامل سه مرحله کلی زیر است : – تمیز کاری سطح پلاستیک – فعال سازی سطح جهت بهبود چسبندگی پلاستیک ها – انتخاب و عملکرد صحیح رنگ ۱- تمیز کاری سطح پلاستیک سطح پلاستیک جهت رنگ آمیزی بایستی عاری از هرگونه آلودگی و مواد خارجی باشد.آلودگی های معمول، شامل اثر انگشت، پرز، آشغال، گریس، روغن، سیلیکون ها و باقیمانده های مواد حاصل از قالبگیری می باشد.از بین بردن برخی مواد که جهت جداسازی قالب به کار می روند، مانند موم بسیار مهم اند.در برخی موارد، عوامل جداساز داخلی می توانند به سطح قطعه مهاجرت نموده و ماهها پس از اعمال رنگ روی قطعه، موجب آسیب رسیدن به چسبندگی رنگ روی سطح قطعه گردند.

به طور کلی سه فرآیند اصلی تمیز کاری برای آماده سازی سطح پلاستیک قبل از اعمال رنگ وجود دارد :

۱- تمیز کاری دستی : این نوع از تمیز کاری، با استفاده از انواع حلال ها یا محلول های آبی با مواد شیمیایی مختلف، انجام می شود و به دلیل زمانبر بودن و صرف نیروی کار زیاد، در خطوطی با حجم تولید پایین استفاده می شود.

۲- تمیز کاری با بخار حلال متداول ترین روش چربی گیری می باشد، ولی به دلیل استفاده از حلال های کلرینه، محدودیت های خروج ترکیبات آلی، خطر آتش زایی و خطرات تنفسی، امروزه منسوخ شده است.

۳- تمیز کاری با حلال بر پایه آب در این روش، کانوایر هوایی یا زمینی، با قطعات آویزان شده به هنگر از میان مراحل گوناگون پاششی می گذرد.

بیش از %۹۵ سیستم های شستشو دهنده مواد پلاستیکی که به صورت اتوماتیک هستند، به صورت اسپری عمل می کنند.

به طور کلی یک فرآیند شستشو دهنده اتوماتیک با کیفیت بالا از هفت مرحله کلی تشکیل شده است :

۱- چربی گیری اولیه

۲- چربی گیری اصلی

۳- شستشو با آب معمولی

۴- بهینه کردن فرآیند شستشو (با مواد ادتیو)

۵- شستشو با آب دیونیزه شده

۶- دمیدن هوا

۷- کوره خشک کن (Blow Off)

۲- فعال سازی سطح جهت چسبندگی پلاستیک ها اغلب پلاستیک ها آبگریز (Hydrophobic) هستند.و به صورت طبیعی خاصیت تر شوندگی ندارند. به عنوان یک قانون کلی، چسبندگی قابل قبول برای پوشش بر سطح قطعه زمانی به دست می آید که انرژی سطح قطعه تقریبا بیشتر از کشش سطح پوشش باشد.

قطعات پلاستیکی به دلیل قطبیت پایین، بایستی فعال گردد تا چسبندگی رنگ در آنها بهبود یابد.

روش های مختلف فعال سازی سطح

۱- شعله گیری (Flaming) : در این روش، جهت فعال سازی سطح، یک جریان شعله از گاز طبیعی یا پروپان بر روی سطح قطعه پلاستیکی در مدت زمانی کوتاه اعمال می شود که باعث ایجاد یک واکنش اکسیداسیون می گردد که موجب ایجاد قطبیت کافی بر روی قطعه شده و چسبندگی عالی رنگ را به دنبال دارد. این فرآیند در یک کابین بسته انجام می شود که مجهز به سیستم تهویه و تخلیه هوای آلوده به گاز احتراق می باشد.

۲- روش الکتریکی (Corona) : در فرآیند کرونا سطح پلاستیک در معرض یک منبع با ولتاژ الکتریکی بالا قرار می گیرد تا سطح آن فعال گردد. کرونا موجب ایجاد اتمهای اکسیژن تهییج شده می گردد که به عنوان یک عامل اکسید کننده به سطح پلاستیک حمله می کندو گروههای قطبی ایجاد می نماید. میزان اثر فرآیند کرونا و میزان فعال شدن سطح، بسته به ولتاژ اعمال شده، فاصله بین دو الکترود، نوع پلاستیک، شکل قالب و مدت زمان اعمال ولتاژ می تواند متغیر باشد.

در هنگام استفاده از کرونا موارد زیر بایستی در نظر گرفته شود :

۱- جلوگیری از شوک الکتریکی به دلیل اعمال ولتاژ بیش از حد

۲- عدم خیره شدن به فرآیند کرونا به دلیل نشر نور

UV 3- تجهیز محفظه فرآیند کرونا با سیستم تهویه به دلیل تولید گاز سمی ازن

۴- تغییر مکان سر الکترود، تنظیم ولتاژ و زمان اعمال آن در کنج و زاویه و نقاط تیز پلاستیک و مناطقی که بدلیل وجود فلز، هادی جریان برق هستند.

۳- اشعه ماوراء بنفش در این روش، سطح پلاستیک با مواد شیمیایی حساس به نور به نام Photo Sensitize پوشانده شده و سپس قطعه در معرض نور ماوراء بنفش قرار می گیرد. اشعه UV موجب شکستن مولکول های ترکیبات حساس به نور و تشکیل رادیکال های آزاد می گردد. این رادیکال ها بسیار فعال می باشند و با اکسیژن هوا ترکیب شده و رادیکال های آزاد اکسیژن با سطح پلاستیک واکنش داده و باعث ایجاد گروه های قطبی بر روی سطح می شوند.

۴- گاز پلاسما پلاسما را می توان به عنوان حالت چهارم ماده تصور کرد. در صورتیکه انرژی کافی تامین شود، جامدات ذوب شده و به مایع تبدیل می شوند، مایعات تبخیر شده و تبدیل به گاز می گردند و گاز یونیزه شده و موجب تشکیل پلاسما می گردد.

تهییج شدن سطح به وسیله یک تولید کننده امواج رادیویی به وجود می آید. در واقع الکترون های آزاد، یون ها، رادیکال ها وUV تولید شده در منطقه پلاسما می تواند موجب تشکیل سطح با انرژی مناسب شوند که گروه های مولکولی موجود در سطح قطعه را می شکند. این اثر موجب تشکیل رادیکال های آزاد در سطح پلیمر شده و گروههای قطبی در سطح قطعه به وجود می آورند.

این فرآیند به روشهای گوناگونی در صنعت انجام می شود از قبیل : – فرآیند گاز پلاسمای سرد – روش شعله گیری پلاسما در این فرآیند می توان از هر نوع گاز یا مخلوطی از آنها مانند اکسیژن، نیتروژن، هلیم، آرگون/هیدروژن، هوا یا آمونیاک استفاده کرد.

مزایای روش پلاسما :

۱- فرآیند پلاسما در مقابل فرآیند شعله گیری، بدون بر جا گذاشتن هیچ گونه تخریبی، ارجحیت دارد. نیز می تواند به صورت یکنواخت بدون تولید بخارات سمی بر روی پلاستیک اعمال گردد.

۲- شکاف ها و حفره ها بر روی سطح، با این روش بخوبی آماده سازی می شوند.

۳- چربی گیری با حلال در این روش مورد نیاز نیست.

۴- حجم گاز استفاده شده، حداقل است.

۵- فرآیند پلاسما با فشار پایین در مقایسه با خیلی از روش های جایگزین، ارزان است. جهت حذف پرزها و آشغال ها که به صورت ساکن و غیر فعال جذب شده اند، از دمش هوا، به همراه صدور امواج ضعیف رادیواکتیو برای خنثی کردن بارهای ساکن استفاده می شود.

جریان هوا، ذرات پرز و آشغال را به سمت خلاء هدایت می نماید. پس از آماده سازی سطح و فعال سازی، قطعات به سمت اعمال رنگ آستر و سپس اعمال رنگ رویه بر حسب نوع قطعه هدایت می گردند.

منبع : مجله صنعت رنگ ، شماره نهم تهیه و تنظیم : مهندس شهناز مختاری

»»»» منبع: sepahanhilda

 

0
telegram.png

نظر بگذارید