الإنجليزيةفي مجال إنتاج الطلاء، تحدث ظاهرة التكتل (شبه) للمنتج النهائي، والمعروفة أيضًا باسم إعادة التكتل، في كثير من الأحيان. هذه المشكلة حادة بشكل خاص في إنتاج الدهانات الملونة عند التعامل مع الصبغات السوداء الكربونية. تهدف هذه المقالة إلى تقديم عملية طحن وتشتيت بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لأسود الكربون، مما يؤدي إلى تحسين الاستقرار أثناء التخزين ومنع إعادة التكتل.
للتغلب على تكتل الكربون الأسود أثناء إنتاج وتخزين الطلاءات، it&#من الضروري أن نفهم الآلية وراء هذه الظاهرة. ويشكل تشتت الكربون الأسود تحدياً بسبب تكدس الجسيمات القوية والقدرة العالية على امتصاص النفط. بالإضافة إلى ذلك، يمتلك أسود الكربون، وخاصة أسود الكربون المؤكسد، مساحة سطحية كبيرة، مما يجعله عرضة لامتصاص الرطوبة من البيئة المحيطة.
وفقا لنظرية التكتل، فإن القوى التي تعمل عندما تقترب جسيمات الصباغ من بعضها البعض عادة ما تشمل القوى الكهرومغناطيسية، والقوى الكهروستاتيكية، وقوى إعاقة القص. تشمل القوى الكهرومغناطيسية قوى فان دير فالس، والتي تنتج عن تأثير ثنائيات الأقطاب داخل الجسيمات المتفاعلة. وقد لوحظ أن قوى فان دير فالس بين الجسيمات المتماثلة تنخفض مع حجم الجسيمات ومسافة انفصال الجسيمات. وبالتالي، عند نشر أسود الكربون، وتحقيق دقة معينة هو شرط أساسي. وبشكل عام، ينبغي أن تكون هذه الدقة ≤15 µ متر، مع متطلبات أكثر صرامة ≤5 µ متر. القوى الكهروستاتيكية بين جسيمات الصبغة تعتمد على سمك الطبقة الكهربائية المزدوجة التي تشكلت حول الجسيمات. ويمكن أن يؤدي انخفاض سمك الطبقة المزدوجة إلى انخفاض استقرار تشتت الجسيمات. في نظام التشتت، عندما يكون هناك بعض الماء على سطح جزيئات الصباغ، فإنه يمكن أن يعزز بقوة تأين المواد القابلة للتأين المرتبطة بالسطح، مما يؤدي إلى انخفاض في سمك الطبقة المزدوجة. لتحقيق استقرار تشتت جيد لسواد الكربون، فمن الضروري الحفاظ على سمك طبقة مزدوجة معينة. ولتحقيق ذلك، من الضروري إما تقليل الرطوبة التي تحملها جسيمات الكربون الأسود، والتي تفيد التشتت، أو النظر في تأثير الإلكتروليتات. تجدر الإشارة إلى أن قوى التنافر ترتبط أيضا بحجم الجسيمات، حيث تشهد الجسيمات الأكبر تنافر أقوى من الجسيمات الأصغر، وهو ما يتعارض مع تأثيرات القوى الكهرومغناطيسية.
من الناحية النظرية، حجم الجسيمات أصغر#ليس أفضل دائماً لأن التنافر الكهروستاتيكي وقوى فان دير فالس يمكن أن تعاكس بعضها البعض. في الإنتاج العملي، بمجرد أن يصل الكربون الأسود إلى الدرجة المطلوبة، قد لا يكون من الضروري إجراء المزيد من الطحن والتشتت. يعتمد تأثير إعاقة القص في المقام الأول على امتزاز طبقة من الجزيئات على سطح جزيئات الصباغ وتداخلها مع الجسيمات المجاورة#39 ؛ الترتيب المكاني وقوى التنافر الكهروستاتيكية. سيميل النظام المستقر إلى التكون عندما تكون جميع الجسيمات المتناثرة هي الجسيمات الطرفية وهذا يعني أنها جسيمات مستقرة لا تتكتل مرة أخرى. لتحقيق ذلك، كل جزء طرفي يجب أن يكون مغطى بشكل موحد بالراتنج القاعدي. في الإنتاج، يمكن تحديد نسبة الصباغ إلى التجليد المناسبة عن طريق قياس نقطة تدفق دانيال. ومع ذلك، وبسبب قوى التجميع القوية بين جسيمات الكربون الأسود الأولية، فإنها لا يمكن أن تصل إلى الحالة المطلوبة من خلال عمليات الطحن والتشتت التقليدية. ويتضح ذلك بشكل خاص عندما يكون الكربون الأسود في حالته الأولية الصلبة والجافة. بعد تخزين الطلاء الأسود الكربوني أو المنتجات النهائية لبعض الوقت، فإنها تنتفخ تدريجيًا بالمذيبات، ويتم ترطيبها بواسطة الراتنج القاعدية، ويمكن أن تتعرض لجسيمات الكربون الأسود المنتفخة، التي قد لا يتم ترطيبها بشكل كاف بسبب مساحة سطحها. ونتيجة لذلك، يمكن للجسيمات المجاورة المماثلة إعادة التكتل من خلال قوى فان دير فالس والروابط الهيدروجينية. ويمكن أن يتسبب التورم وإعادة التكتل في زيادة رقة الكربون الأسود عن الحد المطلوب، مما يؤدي إلى التكتل وإعادة التكتل.
وبالإضافة إلى العوامل المذكورة آنفاً التي تؤثر على التكتل، ينبغي أيضاً أخذ عوامل مثل لزوجة تخزين الطلاء ودرجة الحرارة في الاعتبار، على الرغم من عدم مناقشتها هنا.
للتغلب على تكتل أسود الكربون، يمكن استخدام عدة طرق:
(أ) المعالجة السطحية لسود الكربون بحمض النيتريك (ب). تطعيم المونومرات مثل الستيرين، الأكريلونيتريل، والإيثيلين على سطح الكربون الأسود.c. أسود الكربون قبل النقع في خليط من البيوتانول والإيثانول، يليه التسخين وارتداد.d. قبل نقع الكربون الأسود في خليط من البوتانول و حلقي الهكسان، إضافة الزنك حلقي الهكسانوات وثلاثي إيثانولامين، ثم الارتجاع.
ومع ذلك، فإن بعض هذه الأساليب لها قيود، مثل ارتفاع التكلفة والإزعاج في الممارسة العملية. على سبيل المثال، يمكن أن تكون الطريقة التي تستخدم خليط البيوتانول والإيثانول صعبة، وهذا هو#39; غير مناسب لإنتاج طلاءات البولي يوريثان.
وهناك طريقة أخرى تم تطويرها من خلال ممارسات إنتاج متعددة، وهي تتضمن الخطوات التالية:
2-1 عملية طحن وتشتيت الأسود الكربوني 2-2 عملية الطحن والتشتت (أ، ب، ج، د، ه، و)
أولاً، خلط الكربون الأسود مع مذيب مشبع، مثل البوتانول (أو غيره من المذيبات المناسبة)، وإضافة ثلاثي إيثانولامين (إذا لزم الأمر). عند التحريك بسرعة عالية، اتركوا الخليط يتفرق لمدة ٣٠ دقيقة.
بعد التخفيف 1:2، اترك الخليط لمدة 24 ساعة.
أضف راتنج القاعدة وتأكد من تشتت جيد.
استخدم طاحونة رمل أفقية أو غيرها من الرمل المناسب وأضف خرزات من الزركونيا لتتفرّق حتى تصل إلى النعومة المطلوبة.
تبعاً لتركيز الوزن الصبغي المطلوب (PWC)، يجب تعديل الراتنج الأساسي لتحقيق اللزوجة المطلوبة للحصول على المنتج النهائي.
ويرجى ملاحظة أن هذه الطريقة تقلل إلى أدنى حد من استخدام الهكسانوات الحلقي للزنك وتقلل بدرجة كبيرة من كمية البيوتانول المستخدمة، مما يجعلها نهجاً عملياً أكثر فعالية من حيث التكلفة. وعند استخدام هذه الطريقة، تتم مقارنة نتائج الطحن والتشتت في الجدول 1. إن كفاءة هذه العملية وفعاليتها من حيث التكلفة تجعلها اختيارا مناسبا للعديد من تطبيقات الإنتاج.
وباختصار، فإن عملية الطحن والتشتت هذه تعالج بفعالية التحدي المتمثل في تكتل أسود الكربون، وتحقق الاستقرار المرغوب فيه وتمنع إعادة التكتل أثناء التخزين. يمكن تصميم هذه الطريقة حسب احتياجات الإنتاج المختلفة وهي إضافة قيمة لصناعة الطلاء.
قدم طلبك،
سنتصل بك في أسرع وقت ممكن
شركة سانشين للمواد الجديدة، المحدودة تركز على إنتاج وبيع الخرز الخزفي وأجزاء مثل وسائط الطحن، والخرز الناسف، والكرة الحاملة، والجزء الإنشائي، والبطانات المقاومة للتآكل الخزفي، والجسيمات النانوية المسحوق النانوي
الإنجليزية
الروسية
الفرنسية
الإسبانية
البرتغالية
العربية
