ماده شیمیایی لاتکس برای چه استفاده می شود؟ خواص، کاربردهای صنعتی و کاربردهای

لاتکس شیمیایی برای چه کاری استفاده می شود؟ خواص، کاربردهای صنعتی و کاربردها

پاسخ به سوال اصلی:لاتکس شیمیایی برای چه کاری استفاده می شود؟ لاتکس یک پراکندگی کلوئیدی پایدار از ذرات پلیمر در آب است و عمدتاً به عنوان یک چسبنده استفاده می شود: ماده ای که رنگدانه، پرکننده یا الیاف را به هم نگه می دارد و پس از تبخیر آب و ادغام ذرات به یک فیلم پیوسته، آن را به یک بستر می چسباند. لاتکس تجاری حاوی 40-60٪ جامدات پلیمری با اندازه ذرات 80-500 نانومتر است. شش خانواده اصلی کاربرد آن عبارتند از: پوشش های معماری و صنعتی، چسب ها و درزگیرها، پوشش کاغذ و مقوا، پشتیبان فرش و پارچه، کالاهای غوطه ور مانند دستکش و بادکنک، و افزودنی های ساختمانی برای اصلاح سیمان و ضد آب سازی.

1. چرا لاتکس به عنوان چسبنده کار می کند

مفید بودن لاتکس ناشی از یک مکانیسم فیزیکی واحد، یعنی تشکیل فیلم، و از این واقعیت است که خواص آن را می توان در طیف بسیار وسیعی تنظیم کرد. سه خاصیت بر عملکرد حاکم است:

• تشکیل فیلم: هنگامی که آب تبخیر می شود، ذرات پلیمر در یک آرایه متراکم بسته بندی می شوند و سپس تغییر شکل داده و به یک فیلم پیوسته ادغام می شوند، به شرطی که دما بالاتر از حداقل دمای تشکیل فیلم باشد. این دما نزدیک به دمای انتقال شیشه ای پلیمر است که تولیدکنندگان لاتکس با انتخاب ترکیب مونومر آن را از -55 درجه سانتیگراد تا +105 درجه سانتیگراد تنظیم می کنند: بوتیل اکریلات و 2-اتیل هگزیل اکریلات آن را برای چسب های انعطاف پذیر کاهش می دهند، در حالی که استایرن، متیل متاکریلات و اکریلونیتریل آن را برای پوشش های سخت و مقاوم در برابر بلوک افزایش می دهند. در مواردی که دمای کاربرد کمتر از حداقل دمای تشکیل فیلم باشد، یک حلال همبسته کننده اضافه می شود که به طور موقت پلاستیک کننده پلیمر را نرم می کند و سپس تبخیر می شود.
• مزیت مبتنی بر آب:از آنجایی که فاز پیوسته آب است، لاتکس با ویسکوزیته پایین، معمولاً 50-5000 سانتی پویز در 50٪ جامدات، وزن مولکولی بالایی و در نتیجه خواص مکانیکی خوبی را ارائه می دهد. یک پلیمر مبتنی بر حلال با وزن مولکولی معادل برای اعمال بسیار ویسکوز خواهد بود. این امر مزیت زیست محیطی غالب لاتکس را به آن می دهد: محتوای ترکیبات آلی فرار کم است، اغلب کمتر از 50 گرم در لیتر، و تجهیزات با آب تمیز می شوند. معامله این است که آب دارای گرمای نهان تبخیر بالا و کشش سطحی بالا است، بنابراین فرمولاسیون های لاتکس کندتر خشک می شوند و بسترهای کم انرژی را کمتر از سیستم های مبتنی بر حلال تر می کنند.
• پایداری کلوئیدی:لاتکس فقط از نظر سینتیکی پایدار است، نه ترمودینامیکی، بنابراین باید در برابر انعقاد محافظت شود. پایداری از بار الکترواستاتیکی و تثبیت کننده استریک ناشی از سورفکتانت ها و اسید متصل به پلیمر یا کلوئید محافظ حاصل می شود. از آنجایی که این تثبیت کننده می تواند از بین برود، لاتکس به پنج چیز حساس است: یخ زدن، که ذرات را به طور برگشت ناپذیر ادغام می کند؛ غلظت بالای الکترولیت، که لایه دوگانه الکتریکی را فشرده می کند؛ تغییر pH، که تثبیت کننده کربوکسیله را از بین می برد؛ برش بالا در پمپ ها و لوله ها؛ و تبخیر در سطح، که پوست می اندازد و دانه تشکیل می دهد. هر یک از این موارد باید در فرمولاسیون، حمل و نقل و ذخیره سازی مدیریت شود.

2. کاربردهای صنعتی اصلی

شش خانواده کاربرد، بخش عمده ای از لاتکس تجاری را مصرف می کنند و هر کدام پلیمر متفاوتی را با تعادل خواص متفاوت انتخاب می کنند:

• رنگ ها و پوشش های معماری:بزرگترین بازار. لاتکس های استایرن-اکریلیک و خالص اکریلیک، دی اکسید تیتانیوم و رنگدانه های پرکننده را به یک فیلم قابل شستشو و مقاوم در برابر آب و هوا، در غلظت حجمی رنگدانه بین 40 تا 70 درصد برای مات داخلی و تا 90 درصد برای برخی پرایمرها، می چسبانند. الزامات شامل مقاومت در برابر سایش، چسبندگی مرطوب به آلکید قدیمی، همبستگی در دمای پایین تا 5 درجه سانتیگراد، و بوی کم است. لاتکس وینیل استات اتیلن در مواردی که هزینه محرک اصلی است، به ویژه در رنگ های مات داخلی، استفاده می شود، زیرا ارزان تر است اما مقاومت کمتری در برابر آب و قلیا دارد.
• چسب ها و درزگیرها:لاتکس های اکریلیک و استایرن-بوتادین در چسب های حساس به فشار برای برچسب ها و نوارها، در چسب های لمینیت برای بسته بندی، در چسب چوب، و در درزگیرها و بتونه های مبتنی بر آب استفاده می شوند. در اینجا خواص کلیدی عبارتند از چسبندگی، استحکام پوست کندن، و قدرت نگهدارنده برشی، که با دمای انتقال شیشه ای و افزودن رزین چسبنده تنظیم می شوند: دمای انتقال شیشه ای پایین -40 تا -20 درجه سانتیگراد چسبندگی تهاجمی برای برچسب ها ایجاد می کند، در حالی که مقدار بالاتر استحکام انسجامی برای اتصال ساختاری ایجاد می کند. سیستم های مبتنی بر آب به دلیل انتشار، بیشتر بازار بسته بندی و برچسب را از سیستم های مبتنی بر حلال گرفته اند.
• کاغذ، فرش و پارچه:در پوشش کاغذ، لاتکس استایرن-بوتادین و استایرن-اکریلات، خاک رس و کربنات کلسیم را به ورق می چسبانند و براقیت، قابلیت چاپ و مقاومت در برابر سایش مرطوب را در وزن پوشش 5-20 گرم بر متر مربع در هر طرف بهبود می بخشند. در فرش، لاتکس استایرن-بوتادین کربوکسیله شده با جامدات بالا، 50-60٪، پرزها را در پشتیبان اولیه قفل می کند و پشتیبان ثانویه را می چسباند، با افزودنی معمول 500-900 گرم بر متر مربع. در پارچه، لاتکس حس دست، پایداری ابعادی و سیستم های چسبنده مقاوم در برابر شعله را برای پارچه های بی بافت و اثاثه یا لوازم داخلی فراهم می کند.
• کالاهای غوطه ور و ساخت و ساز:لاتکس طبیعی و مصنوعی برای تولید دستکش های معاینه و جراحی، کاندوم، بادکنک و کاتتر با غوطه وری منعقد کننده استفاده می شود، که در آن یک قالب در منعقد کننده نیترات کلسیم و سپس در لاتکس غوطه ور می شود، با ضخامت فیلم کنترل شده توسط زمان ماندگاری و ویسکوزیته لاتکس. در ساخت و ساز، لاتکس استایرن-بوتادین و اکریلیک به ملات های سیمانی و غشاهای ضد آب با نسبت 5-20٪ پلیمر به وزن سیمان اضافه می شوند و استحکام خمشی، چسبندگی به بتن قدیمی، نفوذناپذیری و مقاومت در برابر کربناسیون و نفوذ کلر را بهبود می بخشند.

ماتریس مقایسه خانواده های پلیمر لاتکس

سوالات متداول (FAQ)

س: آیا لاتکس همان لاستیک طبیعی است؟

پاسخ: لاتکس فرم است و لاستیک یکی از محتویات ممکن است. لاتکس لاستیک طبیعی یک ماده خاص است: پراکندگی کلوئیدی cis-1,4-پلی ایزوپرن که از درخت Hevea brasiliensis گرفته می شود، حاوی حدود 30-40٪ لاستیک، تثبیت شده با آمونیاک و برای کالاهای غوطه ور مانند دستکش و فوم استفاده می شود. اصطلاح گسترده تر لاتکس شامل تمام پراکندگی های پلیمر مصنوعی ساخته شده توسط پلیمریزاسیون امولسیونی، شامل سیستم های اکریلیک، استایرن-اکریلیک، استایرن-بوتادین، وینیل استات و نیتریل است. لاتکس های مصنوعی بخش عمده ای از حجم صنعتی را تشکیل می دهند و هیچ کدام حاوی پروتئین های لاستیک طبیعی نیستند، به همین دلیل است که در مواردی که آلرژی به لاتکس مطرح است، استفاده می شوند.

س: چه مواد شیمیایی به فرمولاسیون لاتکس اضافه می شود؟

پاسخ: علاوه بر خود پراکندگی پلیمر، یک محصول فرموله شده لاتکس معمولاً حاوی هشت دسته افزودنی است. سورفکتانت ها و دیسپرسانت ها ذرات را تثبیت کرده و رنگدانه را تر می کنند. ضد کف ها، کف تولید شده در طول ساخت و ساز و کاربرد را کنترل می کنند. غلظت دهنده ها، چه سلولزی، چه پلی اورتان انجمنی، یا اکریلیک قابل تورم در قلیا، رئولوژی مورد نیاز برای کاربرد و مقاومت در برابر شره را ایجاد می کنند. حلال های همبسته کننده مانند تکسانول، تشکیل فیلم را در دمای پایین امکان پذیر می کنند. بیوسیدها، هم قارچ کش های داخل قوطی و هم قارچ کش های فیلم خشک، رشد باکتریایی و قارچی را جلوگیری می کنند. تنظیم کننده های pH مانند آمونیاک یا AMP-95 pH را حفظ کرده و لاتکس های کربوکسیله را تثبیت می کنند. آنتی اکسیدان ها و جاذب های اشعه ماوراء بنفش از فیلم محافظت می کنند. و در پوشش ها، رنگدانه و پرکننده بیشترین سهم حجمی را تشکیل می دهند.

س: چرا لاتکس عمر مفید محدودی دارد و چگونه باید نگهداری شود؟

پاسخ: لاتکس فقط از نظر سینتیکی پایدار است، بنابراین چندین مکانیسم به آرامی آن را تخریب می کنند. تبخیر در سطح باعث ایجاد پوست و دانه می شود. رشد باکتریایی سورفکتانت را مصرف کرده و گاز و بو تولید می کند. چرخه های انجماد-ذوب ذرات را به طور برگشت ناپذیر به یک توده دانه ای ادغام می کنند، به همین دلیل اکثر لاتکس ها حداقل دمای نگهداری 5 درجه سانتیگراد دارند. رسوب آهسته ذرات سنگین می تواند به یک لایه سخت فشرده شود که قابل پراکنده مجدد نیست. دستورالعمل های عملی نگهداری عبارتند از: ظروف را مهر و موم شده نگه دارید، بین 5 تا 35 درجه سانتیگراد نگهداری کنید، از یخ زدگی و نور مستقیم خورشید محافظت کنید، موجودی را بر اساس اولین ورودی، اولین خروجی بچرخانید، و قبل از استفاده به آرامی دوباره مخلوط کنید. عمر مفید معمول در صورت نگهداری صحیح 6-12 ماه است و موادی که یخ زده اند یا افت قابل توجهی در pH نشان می دهند باید رد شوند.

س: تفاوت بین رنگ لاتکس و رنگ امولسیون چیست؟

پاسخ: در اکثر بازارها این دو اصطلاح یک محصول را توصیف می کنند و به جای یکدیگر استفاده می شوند. از نظر فنی، امولسیون به پراکندگی مایع قطرات پلیمر پلیمریزه شده در آب اشاره دارد که فرم تولید است، در حالی که لاتکس به پراکندگی کلوئیدی ذرات پلیمر جامد حاصل اشاره دارد. رنگ های مبتنی بر آب اولیه از لاتکس طبیعی استفاده می کردند که نامی را به آن داد که باقی ماند. برخی از کاربردهای منطقه ای آنها را متمایز می کنند: در بخش هایی از آسیا و اروپا، رنگ امولسیون معمولاً به معنای رنگ دیواری مات وینیل یا اکریلیک داخلی است، در حالی که رنگ لاتکس برای فرمولاسیون های براق تر و بادوام تر استفاده می شود. از منظر مشخصات، آنچه مهم است نوع پلیمر، غلظت حجمی رنگدانه و استانداردهای عملکردی است که پوشش برآورده می کند، نه اینکه کدام اصطلاح روی برچسب است.