تهیه و شناسایی لاتکسهای عامل دار آکریلی برای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی روکشهای آنها
چکیده
امروزه استفاده از پوششهای پایه آبی به دلایلی همچون کمتر بودن ترکیبات آلی فرار (voc) و مشکلات زیست محیطی، هزینه تولید پایین و غیره، رو به گسترش است. لاتکسهای آکریلی توانسته اند توازن خوبی بین سه خاصیت کیفیت بالا، سهولت فرمولبندی و اعمال پوشش و سازگاری با محیط زیست ایجاد کرده و به طور عمده در پیوند دهندهها و پوششها استفاده شوند. اما به رغم تمام مزایا، هنوز هم همه خواص مطلوب را برآورده نمیکنند. استفاده از لاتکسهای عامل دار و پخت شونده یکی از روشهای بهبود این خواص است. لاتکسهای عامل دار معمولاً با وارد کردن یک مونومر عامل دار مانند گلیسیدیل متاکریلات (gma) در ساختار زنجیر پلیمری تهیه میشوند. حلقه اپوکسی موجود در gma، امکان پخت لاتکس پیش از تشکیل فیلم را میدهد تا بتوان خواص فیزیکی و مکانیکی فیلم لاتکس را بهبود بخشید. هدف این پروژه تهیه لاتکس عامل دار آکریلی بر پایه ترپلیمر بوتیل متاکریلات-متیل متاکریلات-گلیسیدیل متاکریلات (ba-mma-gma)، برای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی روکشهای آکریلی بود. اما پیش از آن، با توجه به پایین بودن درجه تبدیل مونومر و وجود مقادیر بیش از حد مونومر باقیمانده در لاتکس حاصل از فرمولبندیهای اولیه، تاثیر عوامل موثر بر فرآیند کوپلیمر شدن امولسیونی نیمپیوسته برای سامانه ba-gma بررسی شد و بر اساس نتایج آن، فرمولبندی بهینه برای تهیه لاتکسهای عامل دار ترپلیمر ba-mma-gma به دست آمد. لاتکسهای عامل دار با مقادیری متفاوت از مونومر gma تهیه شدند (0% تا 30%) و تاثیر مقدار مونومر gma بر خواص فیزیکی و مکانیکی لاتکسها و فیلم حاصل ازآنها، به صورت پخت شده و پخت نشده، بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد مونومر gma، اندازه ذرات پلیمری افزایش و در نتیجه تعداد آنها در واحد حجم کاهش مییابد. در نمونههای پخت نشده، افزایش درصد مونومر gma موجب کاهش tg و زاویه تماس آب و افزایش درصد ژل و انرژی آزاد سطحی شد. وجود مونومر gma سبب بهبود خواصی مانند مقاومت در برابر جذب حلال، ازدیاد طول در نقطه شکست و چسبندگی شد، اما با اُفت خواصی مانند مقاومت در برابر جذب آب، مدول و استحکام کششی و سختی همراه بود. پخت لاتکسها پیش از تشکیل فیلم سبب افزایش مقادیر tg، درصد ژل، انرژی آزاد سطحی، سختی و چسبندگی فیلمها شد. همچنین مقادیر زاویه تماس آب، میزان جذب آب و حلال نیز با پخت لاتکسها پیش از تشکیل فیلم، کاهش پیدا کرد. در بین نمونههای پخت شده نیز با افزایش درصد مونومر gma، شاهد افزایش tg و درصد ژل بودیم. وجود مونومر gma سبب بهبود خواصی مانند میزان جذب آب و حلال، چسبندگی و سختی فیلمها شد. به عنوان یک مطالعه جانبی، لاتکسهای ba-gma به روش کوپلیمر شدن امولسیونی ناپیوسته و با ترکیب درصدهای متفاوت (در درجه تبدیل مونومر پایین) تهیه و ترکیب درصد کوپلیمر در آنها به روشهای شیمیایی (تیتراسیون و تجزیه عنصری) و طیف سنجی (ft-ir و h-nmr) اندازه گیری شد. همچنین نسبتهای واکنش پذیری برای دو کومونومر ba و gma در فرآیند پلیمر شدن امولسیونی محاسبه و با مقادیر مربوط به سایر روشهای همگن مقایسه شد.
