دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
موضوع : رنگ و رزین
مقدمه
آخر نقش سمفونی تحریک آموزی را به نام رنگ تدارک دیده و چشم انسان را به گونه ای طراحی کرده است که بالغ بر یک میلیون و نیم تک ـ نت آن را دریابد
در دنیای امروزی رنگ نقش بسیار مهمی را در تمامی ارکان زندگی بشری ایفا میکند رنگ پدیده ای است که از جهات متفاوتی مورد بحث میباشد به نحوی که:
1- هنرمند ،به اثرات رنگ از نظر زیبا شناسی توجه نموده و نفوذ معنوی رنگ و خلاقیت آن را بررسی میکند .
2- و بالاخرع شیمیدان ها به ساختمان مولکولی رنگها و طریقه تهبه آنها از مواد اولیه ،توجه دارند .
بر اساس تولید منطقه ای ، اولین تولید کننده رنگ در جهان اروپا بوده که از آن میان ، آلمان با حدود 22% سهم جهانی رتبه اول را دارد .
تشکر :
از تمام کسانی که مرا همراهی و تشویق کرده اند تا بتوانم با موفقیت و سرافرازی کارشناسی را پشت سر گذارم از جمله پدر و مادر و تمام اساتیدی که با تمام وجود مرا به به تشویفق به این امر کرده اند نهایت تشکر و قدردانی را دارم .
فهرست
فصل اول: آشنایی کلی با مکان کارآموزی
فصل دوم : ارزیابی بخش های مرتبط با رشته علمی کارآموز
رنگهای تولیدی مورد مصرف در صنایع نساجی
مواد اضافه شونده
مواد یکنواخت کننده :
مواد حمل کننده :
رزین ها :
روغن ها :
رنگ جهت یخچال و فریزر
رنگدانه ها و خواص فیزیکی آنها :
فصل سوم:آزمون آموخته ها ،نتایج و پیشنهادات
فصل اول :
آشنایی کلی با مکان کارآموزی
کارخانه رنگ پودری سمند علاوه بر تولید رنگ ورزین به رنگ آمیزی قطعات خودرو به صورت الکترو استاتیک می پزدازد .
این کارخانه به مساحت 2 هکتار بوده و دارای 3 واحد مجزای کنترل کیفی بوده و با سرمایه بالغ بر000/000/000/10 تومان مشغول فعالیت میباشد این سمایه شامل دستگاههای مجهز که تماماً از سوئیس وارد شده میباشد .
در بخش ورودی کارخانه و در اولین سوله دستگاهی وجود دارد که پیگفت یا همان رنگدانه را هم می زند و تبدیل میکند .
به گفته مسئول آن بخش :
رنگهای مصنوعی یا شیمیایی یا سنتزی را میتوان از نقطه نظرهای کاربردی و یا ساختمانی طبقه بندی نوده دراین مبحث ، ما به بررسی تعدادی از مهمترین رنگهای سنتزی بر اساس ساختار شیمیایی آنها می پردازیم لازم به ذکر است که هر یک از آنها میتوانند از لحاظ کاربردی به صورت یک رنگینه و با یک رنگدانه مورد مصرف قرار گیرند .
دراین بخش هدف تولید رنگهای آزوئی است .
به گفته وی :
کشف ترکیبات و.یآرو توسط گریس در انگلستان اساس توسعه بزرگترین گروه مواد رنگزا ( رنگهای آزو )را فراهم آورد و اولین ماده رنگزای به نام قهوه ای بسیمارک در سال 1863 توسط مارتیوس تهیه شد .
این رنگها عمده ترین رنگهای سنتزی هستند که تقریبا بیش از 50% تمام رنگینه ها و رنگدانه ها را تشکیل میدهند بطور کلی رنگهای آزو دارای یک یا چند کروموفور آزو ( -N=N-) در ساختار مولکولی خود میباشند و ساخت این گونه رنگه شامل دو مرحله دی آزوته کردن و کوپله کردن است .
در مرحله اول از یک آمین آروماتیک نوع اول ، یون دی آزونیوم حاصل میشود که میتواند طی مرحله دوم با ترکیبات غنی از الکترون مانند یک ترکیب خنلی و یا آریل آمین جفت ( پوکل ) شود .
در مرحله اول این واکنش یون دی آزونیوم حاصله به دلیل اتصال به یک سیستم آروماتیک و رزنانس بار مثبت در حلقه ، پایدار است ولی با کمک پایین آوردن درجه حرارت واکنش ،به زیر موجبات پایداری بیشتر آنرا فراهم میکنیم .
در مرحله دوم ابتدا باید ترکیبی که دارای گروههای الکترون دهنده قوی مانند –OH و –NH2 باشند بکار برد تا جهت انجام واکنش استخلاف الکتروفیلی فعالیت خوبی از خود نشان دهند زیرا کایتون دی آزونیوم الکترو فیل ضعیفی است و درنهایت عمل جفت شدن در منطقه غنی از الکترون انجام میشود .
به گفته مسئول در این قسمت از رنگدانه قرمز پارا نام می بریم که هم به عنوان یک رنگینه و هم رنگدانه بکار برده میشود قرمز پارا با ساختار شیمیایی خاص از دسته رنگهای مونوآزواست که فاقد گروههای آینونیک مانند کربو کسیلیک و یا سولفونیک اسید بوده و در نتیجه در اب نامحلول میباشد و از جفت شدن پارانیترو و آینلین در از ته شده با 2- نفتل بدست می آید و دارای سایه های زرد تا آی ( قرمز متقابل به زرد تا قرمز متقابل به آبی ) است و در صنایع نساجی برای رنگرزی پشم ، ابریشم ، نایلون ، کاغذ و چرم بکار رفته و همچنین در صنایع رنگ بدلیل مقاومت اسیدی و بازی خوب ، قدرت پوشش و ارزان قیمت بودن انرژی در ساخت رنگهای هوا خشک بیرونی کاربرد دارد
این رنگدانه برای اولین با در سال 1885 ساخته شد و کاربرد آن در روغنها و حلال ها موجب پدیده رو افتادن میشود
از انواع دیگر رنگهای آزو که در این کارخانه تولید میشود در دسته بیش آزو قرار میگیرد میتوان از قرمز کنگو نام برد که از رنگهای قدیمی و معروف است و از جفت شدن بنزیدین تترا آزوته شده با دو مول 1- نفتیل آمین -4- سولفونیم اسید بدست می آید .
این رنگها برای رنگ کردن الیاف سلولوزی مانند پنبه مورد استفاده قرار میگیرد و همچنین به عنوان معرف کاربرد دارد زیرا در محیط های بازی و اسیدی به ترتیب از قرمز به آبی تغییر می دهد که فقط در نتیجه تغییر ساختار رزنانس آن میباشد . در قسمتهای دیگر نز به همین ترتیب دستگاههای مختلف مرتبط به رنگ وجود دارد که در بخش ارزیابی به آنها نیز خواهیم پرداخت ولی از جمله مهمترین بخش های این کارخانه که جزء بخش های کلیدی و قلب کارخان است بخش کنترل کیفی آن میباشد ولی به علت محدودیتهایی که در قوانین کارخانه وجود دارد نمیتوان از آنجا اطلاعات دقیقی به دست آورد .
فصل دوم :
ارزیابی بخش های مرتبط با رشته علمی کارآموز
از جمله رنگهای معروف این کارخانه طبق گفته مسئول بخش نارجی II است .
که به عنوان رنگینه و رنگدانه کاربد فراوانی دارد و از جفت شدن ترکسب سولفا ینلیک اسید دی آزوته شده و 2- نفتیل بدست میآید . و چنانچه بصورت رنگینه مورد مصرف قرار گیرد دارای ساختاری خاص است این رنگینه که در صنعت نساجی به بتانفتل اورانژ معروف است برای رنگرزی پشم ، ابریشم ، نایلون ، کاغذ و چرم بکار میرود
ولی اگر به عنوا رنگدانه مصرف شود ترکیب حاصله را درون سوسپانسیونی از هیدروکسید آلومینیوم وارد کرده و با افزودن باریم رسوب میدهند که ساختار شیمیایی نمک باریم حاصله را میتوان به صورت خاص نشان داد .
این رنگدانه که به نارنجی ایرانی معروف است یک رنگدانه بسیار شفاف درخشانی بوده که در ساخت جوهر های چاپ و رنگهای کوره ای برای تزئین فلزات بکار میرود .
مقاومت حرارتی آن خوب ولی مقاومت نوری و شیمیایی ضعیفی دارد .
در بخش دیگر کارخانه رنگهای آنترا کینونی تولید میشود طبق گفته مسئول این بخش ماده اولیه اصلی این رنگها ترکیب شیمیایی آنتراسن است که در اثر اکسیداسیون است به ماده رنگی آنتراکینون تبدیل میشود.
مشتقات آنتراکینون ماده حد وسط ، برای تولید رنگهای آنتراکینونی میباشد ساده ترنی ومتداول ترین رنگهای آنتراکینونی دارای گروههای آمینی و یا آمین اسنتحلاف شده در موقعیت های 1 و 4 هسته آنتراکینون هستند .
این مواد به دلیل داشتن رنگهای آبی مایل به قرمز و شفافیت ، ثبات نوری و همچنین مقاومت حرارتی ، اهمیت بسزایی دارند دلیل گرانی قیمت ، صرفاً برای مقاصدی که به کیفیت بسیار بالائی نیازمند بکار میروند .
تهیه رنگهای آنتراکینونی محلول شامل چندین مرحله است که عمدتاً از حد واسط خاص بدست می آید و
اما برای تهیه رنگهای آنتراکینونی نامحلول ، از یک حد وسط دیگری که همان 1و4- دی هیدروکسی آنتراکینون است استفاده میشود .
علاوه بر رنگهای ساده ، هسته آنتراکینون بعنوان یک واحد سازنده در ساختمان رنگهایی که دارای چندین حلقه نسبتاً بزرگ هستند بکار میرود که میتوان به عنوان نمونه از آبی ایندانترن نام برد که دلیل ثبات آن در ر برابر نور ، شستشو و موارد سفید کننده ، جهت رنگرزی الیاف سلولزی بویژه پنبه کاربرد داشته و همچنین بعنوان رنگدانه برای استفاده در رنگهای خارجی و نهایی اتومبیل مناسب است .
از دیگر مواردی که میتوان در بخش رنگهای آنتراکینونی میتوان نام برد رنگ معروف آلیزارین است که دارای ساختار شیمیایی فوق میباشد نوع طبیعی رنگ فوق همان قرمز روناس است که از ریشه گیاه روناس بدست می آید ونوع مصنوعی آن آلیزارین نام دارد که البته مهمترین موارد استعمال آن به عنوان یک حد واسط در ساختن رنگهایی که به صورت کمپلکس با فلزات بکار میروند مانند قرمز بوقلمون که کمپلکس مضاعفی از آلومینیوم و کلسیم است این رنگ هم به عنوان رنگینه و هم رنگدانه کاربرد داشته و در مقابل نور بسیار مقاوم است .
از دیگر رنگهای تولیدی رنگهای ایندبگوئید یا همان نیل یک زنگ معروفی است که دو روش تولید را داراست : در روش اول ابتدا با استفاده از آنیلین واکنش ترکیب فنیل گلایسین را تهیه کرده و سپس آن را با کمک هیدروکسید پتاسیم ذوب قلیایی نموده و ماده ای به نام ایندو کسیل بدست می آید که بعد از اکسیداسیون آن در محلول قلیایی ایندیگو تولید میشود .
چنانچه در مرحله های ذوب از سوی آمید استفاده شود راندمان عمل افزایش خواهد یافت .
روش بعدی هیومان نام دارد که روش خاص است .
رنگ نیل به عنوان یک رنگینه برای رنگرزی الیاف سلولوزی و ا لیاف پشمی کاربرد دارد و همچنین میتوان با جانشین کردن اتم گوگرد به جای گروه –NH- رنگهای تیوانیدیگو را بدست آورد که قرمز خام بوده و دوام نوری خوبی دارد و میتوان از آنها بعنوان رنگدانه در رنگهای نهایی اتومبیل استفاده نمود . یکی از نمونه های آن بنفش ایندیگو است که ساختار آن به صورت خاص میباشد .
طبق گفته مسئول گروه دیگر رنگها رنگهای تری آریل متان است .
این رنگها که از قدیمی ترین رنگهای سنتزی هستند بود و دسته رنگهای کاتیونی یا باری ورنگهای آینونی یا اسیدی تقسیم میشوند که د سته اول عموماً غیر قابل حل در آب بوده و بیشتر به صورت رنگدانه کاربرد دارند و برای اولین بار تحت نام رنگدانه خانال در کشور آلمان تهیه شدند همچنانکه از نام آنها مشخص است ، سیستم کروموفوری این رنگها از کربنی که به سه حلقه آروماتیک متصل است تشکیل یافته و اکسو کرومهای آن ها بیشتر از گروههای آمینی ساده یا استحلاف شده میباشد .
همان طور که اشاره شد این رنگها به صورت رنگینه در صنایع کاغذ سازی بکار میروند ، ثبات نوری آنها کم ، ولی مقاومت حرارتی یهتری دارند ویخه عنوان رنگدانه جهت تهیه جوهر های رنگی قابل استفاده هستند از انواع آینونیک این رنگها میتوان فنل فنالین را نام برد .
آنچه در این جا قابل توجه است استفاده از رزورسینول بجای فنل میباشد که چنانچه در واکنش های فوق الذکر از رزورسینول بهره ببریم در ابتدا در هیدروکسی فلوران را خواهیم داشت که سپس در محیط قلیایی بوده و به همین دلیل به رنگی به نام اورانین تبدیل میشود که دارای خاصیت فلورسانس بوده وبه همین دلیل در عملیات نجات زیر دریایی و زیر زمینی بکار میرود همچنین به عنوان رنگدانه در مرکبهای چاپ و بعضی پوششهای تزئینی فلزات کاربرد دارد .
از دیگر رنگهای تولیدی این واحد صنعتی رنگهای فتالوسیانین میباشد این رنگها که از نظر کاربردی بیشتر به صورت رنگدانه تولید و مصرف میشوند یک طیف رنگی سبز مایل به زرد تا آبی تیره را در برگرفته و از مهمترین انواع آن میتوان آبی متالوسیانین را نام برد که همان فتالوسیانین مس است و آن را به دو رش ذوبی و حلالی تهیه میکنند .
فتالوسیانین خام بدست آمده را در اسید سولفوریک سرد و غلیظ حل نموده و سپس در آب گرم رسوب گیری مینمایند زیرا این ترکیب در آب و حلالهای آلی غیر قابل حل است .
فتالوسیانین مس حداقل در چهار فرم بلوری وجود دارد که دو نوع عمده آن آنجا بازمینه قرمز و بتا با بلورهای سوزنی دراز است و فتالوسیانین خام ا زنوع بتا بوده و در فرآیند بعدی به آلفا تبدیل میشود.
جهت تهیه منالوسیانین مس ابتدا فتالایمید را تهیه نمود که یکی از روش های خاص است سپس از حد واسط بدست آمده میتوان استفاده کرد چنانچه 14 الی 16 اتم هیدروژن ساختار با اتمهای کلر جایگزین شوند فتالوسیانین سبز بوجو می آید و اگر از اتمهای برم نیز بکار روند ، فتالوسیانیون سبز با زمینه زرد ایجاد میشود و از این جهت رنگدانه فتالوسیانین سبز با دو سایه ابی زرد در دسترس است .
بطور کلی فتالوسیانین دارای قدرت رنگدهندگی بسیار بالایی هستند و با مقاومت نوری و شیمیایی بسیار خوب و همچنین قیمت مناسب نه تنها در صنایع مرکب ،چاپ و رنگهای نقاشی بکار میروند بلکه در رنگهای نهایی متالیک اتومبیل نیز کاربرد داشته و حتی انواع سولفونه شده آنها را که محلول در اب هستند میتوان به عنوان یک رنگینه در رنگرزی الیاف پنبه ای و کاغذ استفاده کرد .
از دیگر ر نگهای تولیدی نیترو و نیتروز هستند .
گروه نیترو در هر رنگی با هر ونه ساختار شیمیایی میتواند موجود باشد ولی در اغلب رنگهای نیترو این عامل به عنوان تنها سیستم رنگزا محسوب میشود که به کمک گروههای اکسوکروم مانند هیدروکسیل یا آمینو ، و در نتیجه رزونانس حاصله بین دو یا چند فرم توتومری رنگ نهایی ایجاد میشود .
اولین رنگ نینرو تجاری اسید پیکریک بوده که به عنوان یک رنگینه اسیدی با رنگ زرد مایل به سبز برای رنگرزی ابریشم بکار رفت ولی بتدریج به علت سمیت آن کنار گذاشته شد و همچنین از انواع دیگر این دسته می توانزرد مارتیوس را نام برد .
بطور کلی این رنگها در طی فرایند تیترو دار کردن ترکیبات آروماتیک بدست می آیند مانند زردنفتول S که تحت واکنش های خاص بدست می آید .
ولی میتوان ساختار نیتروفنیل آمین ها نیز نام برد که شمای آن به صورتی خاصی است و بر حسب گروه X رنگهای متفاوتی بدست می آید و خود آن طی واکنش های خاص تولید میشود .
مهمترین کاربرد رنگها ینیترو در رنگرزی پلی استرها و رنگهای مواست ولی رنگهای نیتروز که عمدتاً در صنایع کاغذ بکار می روند در واقع مشتقات کمپلکس فلزی هستند که مهمترین آنها کمپلکس های آهن است که به عنوان مثال میتوان از رنگ سبز نفتل Y نام برد که در صنعت چاپ کاربرد دارد .
از جمله دیگر رنگهای تولیدی این کارخانه رنگهای گوگردی است
این رنگها که بیشتر به صورت رنگینه کاربرد دارند ترکیبات بی شکل باوزن ؟ بالا هستند و به همین دلیل مطالعه ساختار و مکانیسم تشکیل آن ها امری مشکل بوده و از لحاظ رنگی طیف وسیعی از زرد تا سیاه را در بر گرفته اند که عمدتاً برای رنگرزی پنبه بکار میروند ولی آنچه بیش از همه مورد توجه است ، قیمت ارزان آن است رنگینه های گوگردی از نظر کاربردی مشابه رنگینه های حفی هستند زیرا قابل حل در آب نبوده و ابتدا باید احیا شوند تا به فرم محلول ، درآیند بطوریکه برخی از محصولات تجاری آنها شامل مخلوط رنگ و مقداری از عوامل کاهنده است که آن را در آب قابل حل مینماید .
بخش دیگر تولیدات مورد مصرف در صنایع نساجی میباشد .
یکی ازصنایع مهم در دنیای امروزی صنعت نساجی است که قدمت آن به هزاران سال قبل از میلاد مسیح باز میگردد و کشورهای چین ،هند ، مصر و ایران دراین صنعت پیشقدم هستند .
بطوریکه کشفیات غار کمربندی بهشهر مربوط به 6000 سال قبل از میلاد مسیح نشان میدهد که ریسندگی پشم گوسفند و بوی بز آن زمان ها متداول بوده است .
صنعت نساجی از سه بخش عمده ریسندگی ، بافندگی ، و رنگرزی تشکیل شده که در مرحله ریسندگی ، الیاف خام طی عملیاتی تبدیل به نخ میشوند در مرحله بافندگی ، نخها به پارچه تبدیل میشود و در بخش رنگرزی عملیات رنگ آمیزی صورت میگیرد.
بطور کلی رنگرزی منسوجان بر اساس نفوذ و جذب سطحی انجام میشود ، بنابراین باید به شیمی فیزیک ، جذب سطحی و نفوذ ، خواص شیمیایی و فیزیکی رنگها و همچنین منسوجات و الیاف آگاهی کامل داشت .
دراین بخش ابتدا به شرح مختصری از مهمترین انواع رنگهای تولیدی مورد استفاده در صنعت نساجی می پزدازیم و سپس به ساختار آن خواهیم پرداخت .
رنگینه های اسیدی :
معمولاً محیط رنگرزی این رنگینه ها اسیدی است و شامل اسیدهایی مانند اسید سولفوریک یا استیک و یا فرمیک میباشد از نظر شیمیایی رنگینه های اسیدی شامل مشتقات آزو ، تری آریل متان ، آنتراکینون ، نیترو و... هستند.
برای رنگ کردن ابریشم ، پلی آمید و ... به کار میروند
مقاومت رنگینه های اسیدی بسیار متغیر است و به ساختمان شمیایی آنها بستگی دارد و به طور کلی برای ایجاد رنگهای روشن بکار میرود .
رنگینه بازی :
این رنگینه ها که از نظر شیمیایی به رنگهای کاتیونی معروف هستند بیشتر به عنوان رنگدانه به کار میروند ولی چنانچه به صورت ؟ در آیند ، در آب محلول بوده و برای رنگ کردن کاغذ ، چرم و .... استفاده میشود .
رنگینه های مستقیم :
رنگینه های مستقیم عمدتاً از رنگینه های پلی آزو با وزن مولکولی بالا هستند که بدون کار گیری دندانه برای رنگرزی الیاف سلولوزی ، کاغذ استفاده میشود زیرا آنها در واقع رنگهای آیفونی هستند که در محیط آبکی شامل الکترولیت ، میتوانند با مواضع قطبی الیاف متصل شوند مانند فرض کنگو.
رنگینه های حلال :
این رنگینه شامل رنگهای مونو و بیس آزو و یا مشتقات آنتراکینونی و .. میباشند ولی با این تفاوت که حاوی گروههای قابل حل در آب ، مانند گروههای سولفونیک نبوده و لذا باید آنها را با حلالهای آلی مانند الکلها بکار برند و عموماً برای رنگ کردن مواد طبیعی ، روغن ها و ... استفاده میشود.
رنگینه نارنجی سودان G و رنگینه خاص کاربرد دارد .
رنگینه دیسپرس :
رنگینه های دیسپرس مانند رنگینه های حلال ، اغلب از انواع شیمیایی آزو و آنتراکینون بوده که مانند آنها دارای گروههای قابل حل نظیر سولوفونیک اسید نمیباشند ولی در عوض گروههای آمینو یا آمینوی استخلاف شده دارند . و چنانچه در محییط های آبکی مصرف شوند حتماً باید با مواد دیسپرس کننده بکار روند زیرا در آب نامحلول بوده ولی در حلال های آلی قابل حل هستند این رنگینه ها تمایل به جذب در هیچ الیافی بجز استات ها و الیاف مصنوعی از قبیل نایلون و ... را ندارند .
رنگینه های خمی :
این رنگینه ها بیشتر از ساختار شیمیایی ایندیگوئید و تیوانیدیگوئید بوده و رنگهای نامحلولی هستند که در حضور یک ماده احیاء کننده نظیر بی سولفیت سدیم احیاء شده و به صورت لوکوی محلول در می آیند و بدین ترتیب موقتاً در محیط آبی حل شده و جذب الیاف میشوند ، که این عمل در حضور یک ماده قلیایی مانند سود سوز آور تکمیل گشته وبه اصطلاح میگویند خم رنگرزی آماده شده است .
رنگینه های دندانه ای یا کمپلکس فلزی :
رنگینه های فوق بیشتر از انواع شیمیایی آزو و آنتراکینونی بوده که عموماً دارای گروههای هیدروکسیل در موقعیتهای هستند که میتوانند با فلزاتی نظیر کروم ، کبالت ، مس ، قلع بنمایند تا سرعت رنگرزی بالا رفته و مهمتر از آن ، ثیبات رنگرزی را سبب شوند .
در این ارتباط در رنگرزی به اصطلاحی بر می خوریم به نام دندانه زدن ، مقصود از دندانه زدن یعنی هلال استفاده از املاح فلزات قابل ترکیب با آب ، که میتواند جهت تشکیل کمپلکس فلزی بکار رود .
رنگینه های راکتیو :
رنگهای راکتیو برای اولین بار در اواسط دهه 1950 توسط کمپانی ICI ابداع شدند . این رنگها با سهم کاربردی 25% بالاترین سهم کاربردی رنگها را به خود اختصاص داده اند . رنگینه های راکتیو دارای عوامل فعالی هستند بکمه میتوانند تحت شرایط قلیایی و با گروههای هیدروکسیل و یا آمینی الیافی مانند پشم ، سلولز . پلی آمیدها پیوند شیمیایی تشکیل دهند و به همین دلیل این رنگینه ها را راکتیو مینامند .رنگینه های راکتیو عمدتاً از ساختار های پشمهای آزو یا آنتراکینونی هستند که 50% آنها دارای گروه راکتیو مونو ویادی کلرو تری آزینیل هستند لازم به ذکر است که ساختارهای شیمیایی متفاوت دیگری نیز در این دسته از رنگینه ها موجود هستند که بنام به کمپانی سازنده آنها با نام های تجاری مختلفی معروف شده اند مانند رنگینه راکتیوی که دارای ساختار پریمیدین در مولکول خود هستند .
رنگینه های اینگرین :
این رنگینه ها که به آنها رنگینه های توسعه یافته نیز میگویند در داخل الیاف ساخته میشوند بدین ترتیب که اجزای سازنده رنگینه ها بقدر کافی کوچک هستند که به درون فضاهای خالی الیاف نفوذ میکنند و سپس در آن جا وارد واکنش میشوند .
زمانیکه رنگ در داخل الیاف ایجاد شد ، در همان جا حبس شده و بدلیل اینکه اندازه مولکول حاصله بزرگتر است ، دیگر قادر به بیرون آمدن نیستند یک مثال در این مورد میتواند قرمز ـ پارا باشد که یک رنگینه اینگرین برای الیاف کتان محسوب میشود و الیاف را در محلولی از بتا ـ نفتل و سپس در محلولی از پارانیتر و آینلین دی آزوته شده قرار میدهند تا واکنش تشکیل رنگ کامل گردد .
مواد اضافه شده :
در صنایع رنگ سازی یکی از مهمترین عوامل مواداضافه شونده میباشد .
آب معدنی که دارای اصلاح کلسیم و منیزیم است ، به آب سخت معروف بوده و این املاح می توانند با مولکولهای رنگینه تولید رسوبهای نامحلول کرده و رنگرزی رابا اشکال مواجه میکنند بنابراین میتوان از مواد سختی گیر آب که شامل ترکیبات معدنی و یا آلی هستند استفاده نمود تا با املاح کلسیم و منیزیم تولدی کمپلکس محلول نمایند و معیاری آنها را غیر فعال کنند .
مواد تر کننده و یا نفوذ کننده :
این مواد کشش سطحی آب را روی لیف پایین آورده و بدین ترتیب آب ، بهتر به درون آن نفوذ کرده و رنگ را به همراه خود بداخل الیاف میبرند و موجب رنگرزی یکنواخت تری میشوند ترکننده ها ، دیسپرس کننده ها شوینده ها ساختمان شیمیایی مشابهی دارند که میتوانند این عمل را انجام دهند .
مواد ضد مهاجرت :
حرکت رنگینه را هنگام خشک کردن پارچه از قسمتهای خیس به نواحی خشک شده ، جابجایی گویند .
مواد یکنواخت کننده : مواد یکنواخت کننده را جهت جلوگیری از پخش نایکنواخت رنگینه در الیاف بکار میبرند که به دلیل میل جذبی شدید بعضی از رنگینه به طرف الیاف ایجاد میشود و به دو دسته تقسیم میشوند یکنواخت کننده های الیاف دوست و رنگینه دوست .
دسته اول :
دسته اول که میل جذبی بیشتری در مقایسه با رنگینه نسبت به الیاف دارند به سرعت ، مکان های رنگینه پذیر را اشغال میکنند و در طی عملیات رنگرزی تدریجاً جای خود را به مولکول رنگینه میدهند و بدین ترتیب از تجمع مولکولهای رنگینه در یک نقطه جلوگیری میکنند .
دسته دوم :
ولی مواد یکنواخت کننده رنگینه دوست در حمام رنگرزی جذب مولکولهای رنگینه شده و میل جذبی آنها را کاهش میدهند و در طی رنگرزی به آرامی از مولکولهای رنگینه جداشده و باعث یکنواختی عمل میشوند .
یکنواخت کننده هایی که برای رنگرزی الیاف آکریلیک با رنگینه های کاتیونی به کار میروند ، کند کننده نام دارند .
این ها مولکولهای بی رنگی هستند که خواص آنها با رنگینه کاتیونی تشابه زیادی دارند .
مواد حمل کننده :
این مواد جهت رنگرزی الیاف پلی استر با رنگینه های دیسپرس بکار میبرند بدین ترتیب که الیاف پلی استر ، حتی در دمای جوش نیز به رنگینه های دیسپرس اجازه ورود نمیدهند و مواد حمل کننده باعث متورم شدن الیاف پلی استر و باز شدن ساختار آن شده و رنگینه موقعیت نفوذ به داخل آن را می یابد و بعد از اتمام رنگرزی وسرد شدن حمام ، الیاف ساختار خود را بسته و مولکولهای رنگینه در آن محبوس میشوند .
صنعت رنگ:
اصولاً رنگ در صنایع رنگ سازی وسیله ای برای پوشش اجسام است که جهت حفاظت و تزئین آنها بکار میرود و عموماً از اختلاط اجزای ذیل حاصل میشود .
رزین ـ رنگدانه ـ حلال و مواد اضافه شونده
کار اصلی این صنعت پخش کردن یکنواخت رنگدانه در رزین میباشد که پایداری آن به نیروهای چسبندگی بین سطح تماس ذرات رنگدانه و رزین بستگی دارد.
رزین ها :
رزین ها از نظر منشاء تهیه به دو دسته طبیعی و سنتزی تقسیم میشوند
رزین های طبیعی در واقع همان صمغ درختان یا گیاهان هستند و یا به نوعی مانند قیر و آسفالت از طبیعت بدست می آیند به عنوان مثال گام روزین ، نوعی صمغ است که از درخت کتاج استخراج میشود و مخلوطی از اسیدهای آبتیک و پیماریک است .
بطور کلی گام روزین باعث افزایش چسبندگی ، سختی ، مقاومت در مقابل محلولهای صابونی وبازی و از طرفی باعث کاهش رنگ نهایی ، انعطاف پذیری میشود .
رزین ها را از جهات مختلفی تقسیم بندی میکنند که یکی از آنها نحوه خشک شدن رزین ها میباشد و بر این اساس به دو دسته قابل تبدیل و غیر قابل تبدیل طبقه بندی میکنند .
مهمترین رزین های قابل تبدیل شامل رزین های آلکیدی ـ اپوکسی ـ آمینو ـ فنلی ـ پلی اورتان و سیلیکونی هستند و رزین های غیر قابل تبدیل شامل رزینهای سلولزی ـ لاستیک کلردار شده ـ و ینلیلی و آکریلیک میباشند .
رزین های غیر قابل تبدیل ، ابتدا در یک محلول ، حل یا پخش میشوند و بعد از کاربرد با تبخیر حلال ایجاد یک فیلم چسبناک میکنند .
رزین های آلکیدی :
اصولاً کلمه آکلید مخفف دو کلمه الکل و اسید است و این رزینها که از مهمترین و پر مصرف ترین رزینهای موجود هستند در واقع پلی استر ها حاصل از یک پلی اسید و یک پلی الکل می باشند که در حضور یک روغن و یا اسید چرب یک ظرفیتی تشکیل شده اند و به همین دلیل به انها رزین آلکیدی اصلاح شده گویند قابل ذکر است که رزین آلکیدها در مقایسه با رزین های دیگر از میانگین ورن مولکولی کمتری برخوردار است( 10000-1000) رزین آلکید در واقع نوعی پلیمر تراکمی است که با خروج آب به عنوان محصول جانبی همراه است .
چنانچه برای تهیه آن از اسید چرب استفاده شود یک واکنش یک مرحله ای خواهد بود و هر سه ماده اولیه آنقدر حرارت داده میشوند تا واکنش استری شدن کامل شود و رزین حاصله ، ا زرنگ و کیفیت بهتری برخوردار شود ولی عموماًٌ در تهیه زرین آلکیدها از روغن استفاده میشود و بنابراین واکنش دو مرحله ای خواهد بود زیرا استر حاصل از واکنش الکل پلی هیدروکسی با اسید چند ظرفیتی در داخل روغن که خود یک تری گلیسرید است محلول نبوده و رسوب خواهد نمود و بدین ترتیب اثرات منفی روی خواص نهایی رزین خواهد شد بنابراین باید ابتدا روغم را تحت واکنش الکلاین به مونو گلیسرید تبدیل کرد و بعد عمل استری شدن انجام داد .
روغن ها :
روغن ها با توجه به تعداد پیوندهای غیر اشباع اسیدهای چرب آنها ، عمدتاً به دو دسته خشک شونده و خشک نشونده تقسیم میشوند و ما بین اینها روغن های نیمه خشک شونده نیز هستند .
بطور کلی روغن های خشک نشونده مانند کرچک از نظر پیوند دو گانه فقیر بوده و در نتیجه توانایی بسپارش نداشته و براحتی خشک نیمی شود و علت مصرف آنها بیشتر به دلیل انعطاف پذیری لایه فیلم رنگ است ولی روغن های خشک شونده مانند بزرک بر طبق مکانیسم خاص خود خشک میشوند البته یاد آوری این نکته ضروری است که مکانیسم خشک شدن برای روغن های فردوج وغیر فردوج متفاوت است .
ابتدا روغن های فردوج را در نظر میگیریم .
در اولین مرحله ، اکسیژن هوا به پیوندهای دو گانه افزوده میشود و سپس رادیکال حاصله بر روی زنجیره کربنی میتواند به موقعیت های 4 و 6 نیز رزنانس کند و مجدداً در هر یک از این مکان ها میتواند ملکول اکسیژن بعدی اضافه شود و سپس دی رادیکال های حاصله میتوانند بر روی پیوندهای دوگانه مولکول روغن بعدی پیوند عرضی ایجاد نموده وبدین ترتیب پلی پر اکسید تولید میشود پلی پر اکسیدها در مجاورت نور و حرارت به رادیکال های آلکوکسی تبدیل شده و در واکنش با پیوند دو گانه منجر به تولید اتصال اتری میگردند و بدین ترتیب بسپارش پایان یافته و عمل خشک شدن صورت میگیرد .
رزین های اپوکسی :
رزین های اپوکسی بدلیل خصائص فراوان و متنوعی که میتوانند داشته باشند ، مورد توجه هستند و عمدتاً از واکنش تراکمی دی فنل پروپان و اپی کلروهیدرین در حضور یک قلیا بدست می آیند .
یک رزین اپوکسی میتواند ماکزیمم دو عامل اپوکسی در دو انتهای زنجیر خود داشته باشد و تعداد n عامل هیدروکسیل ، که باعث قطبی شدن این رزین و چسبندگی خوب آن بر روی سطوح فلزات میشود . همچنین اتصالات اتری ، بسیار پایدارتر از اتصالات استری هستند و بنابراین رزینهای اپوکسی دارای مقاومت شیمیایی خوبی میباشند.
وجود حلقه های بنزنی در رزینهای اپوکسی باعث سختی بیشتر و در نتیجه شکستگی پلیمر حاصله شده و بنابراین باید آنرا با ترکیبات دیگر اصلاح نمود و در واقع موجبات سه بعدی شدن آن را فراهم آورد در این عمل ، گروههای اپوکسی و یا هیدروکسیل وارد واکنش میشوند واز آنجائیکه این گروه ها با فواصل زیادی نسبت به هم قرار دارند ، لذا رزین اپوکسی نهایی انعطاف پذیری بهتری خواهد داشت .
چنانچه در فرمول تهیه رزینهای اپوکسی مقدار بیسفنل A از مقدار اپی کلروهیدرین کمتر باشد رزینهای اپوکسی با سخت کننده هایی آمینی اشاره کرد .
رزین های آمینو :
این رزین ها عمدتاً کوپلیمری از فرم آلدئید با اوره یا ملامین میباشند و از آنجائیکه فیلم حاصله ا زآن ها بسیار شکننده و دارای چسبندگی کمی بر روی سطوح فلزی است لذا با رزین هایی که محتوی گروه های فعال کربوکسیل و هیدرو کسیل هستند مانند رزین های آلکیدی و یا اپوکسی قابل امتزاج بوده و خواص مطلوبی به فیلم های حاصله میدهند .
واکنش افزایش آن به صورتی است که باید در یک محیط قلیایی صورت گیرد چون در صنایع رنگ ، بیشتر سیستمهای حلالی مورد مصرف میباشد لذا میتوان از قطبیت آن کاسته و گروههای هیدورکسیل آزاد در رزین فوق را توسط یک واکنش ترکیبی با یک الکل مناسب مانند بوتانل به گروههای اتری تبدیل کرد تا خواص حلالیتی کاملا ً متفاوتی تز خود بروز دهند .
به همیم ترتیب رزین ملامین ـ فرم آلدئید نیز از نوع مونو متیلول تا هگزا متیلول میتواند تولید شود که به عنوان مثال واکنش تشکیل هگزا متیولول ملامین ـ فرم آلدئید را در کارخانه جزء مهمترین واکنش ها میدانند این رزین ها میتوانند عمل اتری کردن را انجام دهند تا خاصیت حلالیت آنها متفاوت گردد .
رزین های اوره ای ، انحلال پذیری بیشتری نسبت به رزین های ملامینی دارند ولی رزین های ملامین اثر سخت کنندگی بارزتری از خود نشان میدهند .
رزین های فنلی :
این دسته از رزین ها از زمره رزین های سخت بوده و بر اثر بسپارش تراکمی فنل با یک آلدئید بدست می آید و بسته به PH محیط انواع متفاوتی دارند چنانچه ترکیب فنل با آلدئیدی مانند فرم آلدئید در حضور کاتالیزور قلیایی مانند آمونیاک باشد تولید موتو ، دی یا تری متیلول فنل را خواهد کرد و سپس دراثر حرارت این مولکول ها متراکم شده و پیوند های اتری را سبب میشوند که رزین حاصله رزول گویند .
همچنین مشخص است وزن ملکولی و قابلیت سخت شدن در اثر حرارت با افزایش نسبت آلدئید ، افزایش می یابد . این رزین ها در هر دو انتهای شاخه زنجیری خود منتهی به گروههای متیلولی میباشند که فعال بوده و به همین دلیل این رزین های فنلی در دراز مدت تمایل به زردگرایی یا کدر شدن بویژه در مقابل نور دارند .
ولی چنانچه واکنش فنل با فرم آلدئید در حضور یک کاتالیزور اسیدی باشد ، دی فنل متان بدست می آید که در اثر حرارت به رزینی تبدیل میشود به نام نووالاک میشود .
ا زآنجاییکه که این رزین ها به گروه های فعالی مانند متیلول ختم نمی شوند سپس فعالیت قابل ملاحظه ای نیز ندارند .
بطور کلی رزین های فنلی برای ساخت قطعات مصرفی در صنایع الکتریکی ، مانند کلید و ... استفاده میشود .
زرین های پلی اورتان :
زرین های فوق از پلیمریزاسیون یا بسپارش تراکمی ایزو سیاناتهابادی ال ها یا پلی ال ها بدست می آیند که به دو گروه یک بسته ای یا یک جزئی و دوبسته ای یا دو جزئی تفکیک میشوند .
الف ) رزین ه ای پلی اورتان یک دسته ای :
این رزیها خود به سه بخش
1) روغن های اورتانی
2) رزین های پلی اورتانی رطوبت خشک
3) رزین های بلوکه شده کوره ای
1) روغن های اورتاتی :
این سیستم از واکنش دی ایزوسیانات با روغن های خشک شونده بدست می آید بدین ترتیب که ابتدا روغن خشک شونده با کمک یک پلی هیدروکسیل تبدیل به مونو گلسیرید میشود تا عوامل هیدروکسیل بوجود آید که قادر به واکنش با گروههای ایزوسیانات باشد .
نسبت ایزوسیانات به گروه های هیدروکسیل حاصل بایستی طوری تنظیم شود که محصول نهایی فاقد هرگونه گروه فعال و آزاد ایزوسیانات باشد .
2) رزین های پلی اورتان رطوبت خشک :
خشک شدن وسخت شدن نهایی این زرین ها به کمک رطوبت موجود در هوای اطراف از طریق واکنش های ایزوسیانات موجود در انتهای زنجیر پلیمری است که با ایجاد پیوندهای رعضی فیلم حاصله را خشک و سخت میکنند ، کاربرد و استفاده از این سیستم بسیار حساس است و به محض تماس رنگ با رطوبت هوا خراب شده وبه صورت ژل در می آید وبدین ترتیب جهت افزایش پایداری سیستم از مواد جاذب رطوبت مانند اتیل اورتوفرمات استفاده میکنند .
3) رزین های بلوکه شده کوره ای :
این رزینها در واقع پیش پلیمرهایی هستند که گروههایی انتهایی ایزو سیانات آنها با ترکیباتی مانند کاپرولا کتام محافظت شده است وتحت اثر حرارت ، گروه سیانات ، آزاد شده و میتواند با گروه های هیدروکسیل موجود در محیط ترکیب وساختمان سه بعدی را تولید کند .
ب) رزین های پلی اورتان دو جزئی :
این سیستم نیز بر دو نوع است که یکی نوع سخت شونده با رطوبت به همراه کاتالیزوری مانند یک آمین نوع سوم N و –N S ی متیل اتانل آمین بوده که توضیح عملکرد داده شد .
رزین هلای سیلیکونی :
این رزین ها د ارای ساختمان معدنی بدین مفهوم که در زنجیر پلیمری اتمهای سیلیسیم و اکسیژن به صورت متناوب قرار گرفته اند که دارای ساختار خاص است .
در واقع ساختمانی شبیه سیلیس در کوارتز و شیشه دارد وبه همین دلیل در مقابل حرارت مقاوم بوده و نسبت به مواد شیمیایی بی اثر است و از این لحاظ مورد توجه میباشد گروههای R دراین ساختار میتوانند از هر نوع گروهی باشند ولی بیشتر از نوع متیل و یا فیل هستند .
این رزین ها در حلال های آلیفاتیک کم محلولند و بیشتر در حلالهای آروماتیک حل میشوند .
همچنانکه گفته شد گروه جانبی R بیشتر از نوع متیل و فنیل است
بطور کلی این گروهها باعث انحلال بیشتر رزین در حلالهای آلی ، قابلیت امتزاج پذیری بهتر با دیگر رزین ها و قابلیت دفع آب میشوند .
زمانی که از گروههای فنیل استفاده شود فیلم ترد و سختری بوجود می آید . که انعطاف پذیری کمتری دارد و همچنین عصر قانونی قابل مصرف رزین را بالا می برد ولی با گروه متیل فیلم قویتری با مقاومت بیشتری در مقابل نفوذ آب ایجاد خواهد شد ، لذا ترجیح داده میشود که از کوپلمیر متیل ـ فنیل سیلیکونی استفاده شود که مجموعه خواص بالا را دارد .
رزین های سلولزی :
سلولز که از عمده ترین پلیمرهای موجود در طبیعت است خود ، ماده ای نامحلول است ولی مشتقات آن محلولند که یکی از مهمترین مشتقات آن که در صنایع رنگ کاربرد دارد نیترات سلولز میباشد که به غلط به آن نیترو سلولز گویند و از واکنش اسید نیتریک وسولفوریک با سلولز تهیه میشود .
همچنانکه مشخص است عامل هیدروکسیل موجود در سلولز با اسید نیتریک واکنش نموده و با خروج آب ، عمل نیتراسیون صورت میگیرد و علت افزایش اسید سولفوریک به محیط واکنش ، خارج کردن مولکول آب است . پس واکنش نیتراسیون را با رقیق نمودن محیط واکنش توسط آب میتوان متوقف نمود معمولاً در صنعت نیترات سلولز را بادرصد نیتروژن 5/10 تا 3/12 درصد تهیه میکند در نتیجه همانطور که مطرح شد آب برای این سیستم مضراست لذاباید از حلال های دیگری جهت حل نمودن نیترات سلولز استفاده کرد زیرا همانطور که میدانیم نیترات سلولز خشک یک ماده منفجره بوده بطوریکه این رزین بنابه درصد حلال بکار رفته به سه صورت ویسکوزیته بالا ، متوسط و پایین عرضه میشود .
رزین های وینیل :
این رزین ها از بسپارش واحدهای کوچک تهیه میشوند که در صنعت رنگ است که به ترتیب به رزین های پلی وینیل کلراید و پلی وینیل است معروف است و معمولاً از کوپلیمر هر دو ؟ استفاده میشود که خواص بهتری نسبت به همو پلیمر خود داشته باشد به عنوان مثال :
کوپلمیر حاصله براحتی در بسیار از حلال ها حل میشود زیرا گروههای استات باعث قطبیت بیشتر و ازدیاد فواصل بین مولکولی پلیمر میگردند .
آنچه که در این واکنش رخ میدهد ، یک بسپارش افزایشی از نوع رادیکال است بدین ترتیب که مونوم های ونیلی را در مجاورت بایک آغاز کننده رادیکالی مانند پر اکسید آزو قرار میدهند که با ایجاد رادیکال روی مونوم اولیه ، واکنش افزایشی بر روی مونوم های دیگر را انجام دهد و پلیمر نهایی حاصل شود .
روشهای متعددی برای تولید رزین های وینیلی بکار میرود که به بیان مختصری از یک از آنها که کاربرد بیشتری در صنعت رنگ دارد و برای تهیه کوپلمیر وینیل کلراید بکار میرود .این روش به نام روش بسپارش محلول شهرت دارد بدین ترتیب که مونوم های مینیلی و کاتالیزور مربوطه در حلال مناسبی حل شده و بسپارش در همان محیط انجام گیرد لذا پلیمر حاصله از محیط واکنش استخراج نشده و به همان صورت ،جهت مصرف ارائه میشود پس به حلال محتوای رزین حاصل تیز گویند .
رزین های اکریلیک :
این رزین ها هم به دلیل تنوع بسیار توع زیادی که دارند و در نتیجه خواص متفاوتی که میتوانند ایجاد بکنند و همچنین بدلیل حقیقت کمتر مونومرهای لازمه در تولید آنها ، از رزین ها ی قابل توجه در صنایع میباشند .
بطور کلی این رزین ها محصول بسپارش اسیدهای اکریلیک ،متا اکریلیک و مشتقات آنان هستند .
در صنایع رنگ بیشتر از استر اسیدهای فوق الذکر استفاده میشود
حال در نظر بگیریم که هر یک از این ها هم به صورت هموپلیمر و هم کوپلمیر با یکدیگر میتوانند بکار روند و از طرفی دیگر مثلاً‌برای استری کردن اسیدهای میتوان از هر نوع الکلی استفاده کرد موجب تنوع بیش از بیش محصولات حاصله خواهد شد.
بعنوان مثال چنانچه از متانل جهت استری کردن اسید متا کریلیک استفاده شود ایجاد پلی متیل کریلات را خواهدکرد که در کشور آمریکا آن را تحت عنوان پلکسی گلاس میخوانند متوجه میشویم که میتوان تنوع بسیار زیادی در رزین های فوق ایجاد کرد .
حال اگر این رزین ها از هم پلیمر و یا کوپلیمر استرهای یاد شده ، تشکیل شده باشند با آن ها رزین های آکریلیک ترموبلاست یا گرماندم گویند که دارای وزن ملکولی نسبتاً زیادی در حدود 000/100 هستند و از کاربرد های آن ساخت رنگهای فوری در لکه گیری اتومبیل ها ست .
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 63 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
