75 Chng VIII: MT S PH GIA DÙNG TRONG SN Ph gia c s dng trong n pha ch sn vì mt s lý do nh sau: d sn xut, ci thin tính lu bin và vic s dng sn, giúp cho quá trình to màng. Chúng còn ci thin  bn lâu ca sn. Vì vy ph gia có vai trò nht nh trong màng t hoc trong màng khô. Di ây là mt s ph gia c s dng trong quá trình chun b sn, quá trình to màng và ci thin tính cht ca màng khô cng nh n nh ca sn khi bo qun. • Sn xut sn: - chng to bt: các cht ci thin sc cng b mt  ngn nga s to bt trong khi gia công sn - tác nhân phân tán: ci thin s phân tán và sn nh ca các ht bt màu trong sn. - Tác nhân thm t: các cht ci thin sc cng b mt nhm ci thin tính thm t cht to màng ca các ht bt màu và vì vy ci thin c tính n nh ca h phân tán. - Tác nhân thixotropy: các cht ci thin lu bin nhm mc ích to ra c màng sn có  dày ln mà không cn tng  nht quá cao. iu này m bo s nghin bt màu tt trong quá trình sn xut sn • n nh sn và duy trì cht lng: - tác nhân chng sa lng: các cht ci thin lu bin nhm ngn chn s sa lng ca các ht bt màu nng khi bo qun trong thùng. - Các cht chng vi khun và nm mc: chng s phân hu sn trong thùng cha bi vi khun và nm mc. - Tác nhân chng to khí: các cht c ch hoc cht hút m dùng c ch  nhy ca km hoc hút m  tránh phn ng gia km vi nc và acid làm sinh khí H2 trong các sn có hàm lng km cao. • ïng dng sn, to màng và các tính cht ca màng t: - tác nhân chy và to  bng phng: các cht ci thin sc cng b mt  loi b du ca chi quét, v cam (orange peel) và các hin tng không bình thng khácc ca màng. - Tác nhân ông t: các cht hoá do nhm làm gim Tg ca Polymer  cho phép các ht phân tán liên kt (kt dính) và to màng trong sn phân tán. (ngha là làm cho Polymer  trng thái chy  nhit  thp  liên kt các ht phân tán li vi nhau). - Cht kh bt (defoamers): các cht ci thin sc cng b mt có tác dng phá hu các bt khí xut hin trong màng sn t. - Cht c ch to g (Flash rusting inhibitors): c thêm vào các loi sn water - borne  ngn chn s n mòn vt liu nn. • các tính cht ca màng sn khô: - các cht hp th UV (UV absorbers): là các cht n nh ánh sáng và cht chng Oxy hoá hp th nng lng cc tím và chuyn nó sang dng nhit hoc các gc kém hot ng  ngn chn s phá hu cht kt dính. 76 - Ph gia chng ni và chng lng (floating and flooding additives): là các cht thixotropy nhm làm gim  linh ng ca các cu t trong màng sn t và ngn chn s ni ca bt màu và s tách màu. - Cht làm chm cháy (fire retardants): các ph gia làm cho sn n ra khi tip xúc vi ngun nhit (flame), chuyn t dng màng sang dng bt cng, dày. - Tácc nhân làm mm do (toughening agents): làm gim  cng ca sn khi nha hoá chúng. Các ph gia c s dng vi hàm lng thp, có loi ch s dng vi hàm lng nh hn 1% tng khi lng theo n. I. Cht kh bt: 1. Gii thiu: trong nhiu quá trình gia công, các cht hot ng b mt rt cn thit  to ra các hiu qu c bit. Ví d s nh hoá các ht nha a nc  to sn aqua cn phi có các tác nhân b mt và tác nhân thm t. Sn aqua cng phi cha bt màu thm t và các ph gia phân tán cng nh các tác nhân kim soát chy. Mt c trng ca tác nhân b mt là chúng có xu hng tp trung ti b mt phân chia nh không khí/ nc, ti ó chúng t nh hng và vic t nh hng này ph thuc vào kh nng hoà tan và cu trúc hoá hc ca chúng. Mt u im v s có mt ca tác nhân b mt trong sn nc là chúng có kh nng làm gim sc cng b mt ca h thng. Tuy nhiên li có nh hng ph không mong mun là các tác nhân này cng gi không khí và trn ln vào sn trong quá trình sn xut và s dng  dng n nh. II. Bt là gì?: Bt có th nh ngha là khí n nh trong môi trng lng. Nu mt dòng khí c a vào mt cht lng, các bong bóng c to ra có dng hình cu. Nu cht lng là tinh khit, tc là không có tác nhân b mt thì các bong bóng s di chuyn ra b mt và v ra. Khí t bong bóng s b tiêu tan và cht lng bao bc bong bóng s chy li vi nhau. Trong các cht lng có cha tác nhân b mt, các bong bóng hình cu to bt n nh. Mc dù cácc bong bóng i n b mt tip xúc vi không khí nhng chúng ã c bao bc bi tác nhân b mt và to thành lp màng b mt gi là lp mng (lamella). B mt phân chia vi không khí cng cha màng b mt, màng này to thành mt mng li n nh khi các bong bóng tp trung dày c trên b mt. Trong sn các bt dng cu có chiu dày các phin lên n nhiu (m. các phin bao quang các bong bóng hình thành mt ám bt. Sn nh ca bt do nhiu yu t nh: chiu dày ca các phin n nh, cht lng không th chy ra và mt i nhanh chóng. S phá hu bt cng b ngn chn do lc y tnh in gia các phân t tác nhân b mt b ion hoá nm trong các phin. Mt lý do na góp phn làm cho bt n nh là tính àn hi Gibbs ca các phin. Hin tng này xy ra do s kéo cng màng mng trong ó có hoà tan các cht hot ng b mt. Khi hin tng này xy ra, b mt ca phin b gin rng ra làm cho nng  tác nhân b mt b gim cc b, iu này li làm tng sc cng b mt. Do ó  t c sc cng b mt nh nht có th có các màng ã b kéo cng s kéo ln nhau (pulls together) ging nh mt lp da àn hi. Bt c to ra trong khi sn xut hoc ng dng các loi sn aqua và mc. ám bt to ra trong giai on trn và phân tán cúa quá trình sn xut hoc khi óng thùng có th kéo dài thi gian sn xut và làm gim th tích hiu dng ca h thng (do bt to ra làm tng th tích). Trong quá trình s dng bt n nh tp trung  b mt phân chia vi không khí s to ra các khuyt tt thng gp khi màng sn khô. 77 Lý thyt mi v bt nêu lên s khác nhau gia s kh màng bt và s kh màng khí. Các cht kh bt phá hu trc tip các bt có kích thc ln ti b mt phân chia vi không khí, còn chc nng ca các cht kh khí trong khi và sau khi sn thành màng là làm tng vn tc ni lên b mt ca các bt có kích thc nh (microfoam). 2. cht kh bt hot ng nh th nào:  kh bt có hiu qu thì cht kh bt phi có hàm lng cn thit nào ó trong h sn (tc là phi t nng  ti hn). Lúc ó nó mi có th thng c c chn nh bt  trên.  làm c iu này cht kh bt phi hoà tan gii hn trong sn và di chuyn ti b mt phân chia vi không khí. Tt nhiên phi không có hiu ng ph không mong mun nghiêm trng nào xy ra nh to thành các crater khi s dng cht kh bt.  phá hu bt, cht kh bt ã c nh hoá thành các git nh trong sn phi liên kt vi các lp b mt n nh và thm vào bên trong phin bt. Tip theo cht kh bt phi dàn tri ra (ph) nhanh chóng trên toàn b lp tác nhân b mt b phá v. Kt qu làm cho tính àn hi ca màng b yu i và các phin b phá. Hot tính ph cao và sc cng b mt thp là 2 yu t quan trng  ánh giá cht lng ca cht kh bt. Hot tính kh bt có th c tng cng khi a thêm vào h các cht k nc  dng phân tán vi mc  phân tán thành các ht có kích thc rt nh nh silica. Hiu ng này có th gii thích nh là quá trình kh thm t do các ht rn k nc thm vào màng tác nhân b mt n nh ca phin làm to ra các vùng không n nh cc b, t ó làm cho phin b rách ra. 3. các loi cht kh bt trong sn aqua và mc: Có 2 loi cht kh bt c s dng rng ri ó là trên c s hydrocácbon du m và silicon. Các dn xut du m béo và thm c s dng nh là cht ph trong n pha ch cht kh bt. Trc ây các du thm c s dng rng ri tuy nhiên hin ti do mc  c hi ca chúng ln nên ít s dng. Các du béo ít c hn nhng do chúng ít tng thích vi môi trng aqua nên làm gim  bóng ca các loi sn có  bóng trung bình và cao. Trong nhiu lnh vc công nghip, du silicon nguyên cht có hiu qu cao, nhng vic s dng chúng trong sn thng em n nhiu khuyt tt trên b mt nh crawling và cratering (s bò và các h).  tng  tng thích, ngi ta tin hành bin tính polysilosan bng các polyether k nc. Phng pháp này to ra cht kh bt có hot tính ph rt cao trong khi vn th hin c tính tng thích vi nhiu h thng mang (dung môi). Ngoài ra loi cht kh bt này không gây nh hng xu n  bóng hoc vic xác nh  bóng.  ci thin khuyt im ngi ta tin hành a các on polyether k nc vào polysilosan (bng phng pháp ghép) Khi silosan ci thin hot tính b mt trong khi ó  tng thích c quyt nh bi khi Polyether. Hoá tính ca môi trng c kh bt quyt nh hoá tính ca cht kh bt (tc là tu thuc vào hoá tính ca môi trng mà chn cht kh bt thích hp). rt khó  gii thích r ràng mi quan h gia cu trúc ca cht kh bt và s thay i nh hng ca chúng do s phc tp ca hn hp aqua (công thc pha ch aqua). Do có s khác nhau rt ln v yêu cu i vi các n khác nhau cho nên không th có gii pháp chung cho vn  bt. 4. a các cht kh bt vào h sn nh th nào: 78 Cn phi hiu rng hàm lng và hiu qu ca cht kh bt trong sn nh tng ph thuc vào công thc sn xuât (n), c biot là loi Polymer, khong pH,  màu cng nh cu trúc hoá hc ca ph gia c s dng. Quy trình sn xut và ng dng cng nh hng n loi và lng cht kh bt cn thit. Khi a cht kh bt vào h sn cn phi phân bit nh tng ca cht kh bt (chun b dng nh tng) và cht kh bt 100%. í dng nh tng khi a vào h s ít gp rc ri hn (n gin hn) do kích thc lý tng  các ht cht kh bt có tác dng ti u ã có sn trong nh tng ri. Nu cn  tinh khit có th dùng nh tng không có các ht k nc (các ht này a vào s làm tng hiu qu kh bt nh silica ã  cp  trên) Vi hn hp cht kh bt 100% thì hiu ng kh bt bnh hng mnh bi lc trc trong công on nghin (shear force) hoc sn, cn thit phi m bo kích thc ht kh bt c to ra phi tt. Nu lc trt quá ln có th làm gim hiu qu kh bt do to ra các git cht kh bt có kích thc quá nh không th m bo chc nng. S nh hoá cht kh bt không trit  có th gây ra s tn hi. Nu trong quá trình a cht kh bt vào ta s dng ng sut trt tng i thp thì thì ch to ra kt qu tt nht thi, trong quá trình bo qun, s hp ph tng phn (tng phn: partial) cht kh bt lên b mt cht rn có th xy ra và tng lên làm tng xu hng to bt ca sn và các khuyt tt b mt. 5. mt s phng pháp thí nghim i vi cht kh bt: Hiu qu kh bt trc tiên oc xác nh trong phòng thí nghim. Thông thng không th ly kt qu trong phòng thí nghim  áp dung trong thc t mà không có hiu chnh. Do vy ngi ta luôn c gng tìm các phng pháp sao cho có th ánh giá c hiu qu ca cht kh bt trong sn xut và ng dng. Mt trong nhng phng pháp sàng n gin nht là khuy. Không khí c a vào nh tng di nhng iu kin nht nh, cánh khuy s dng là cánh khuy tua bin (turbine blade). Tin hành cân nh tng trc khi và ngay lp tc sau khi a không khí vào s xác nh c chính xác lng không khí c a vào và t ó o c hiu qu ca cht kh bt. Phng pháp này cng c s dng  xác nh thùng trn ti u cho công on sn xut cui cùng. Mt s cht kh bt cng có th gây ra các khuyt tt trên b mt nh các vn  v thm t, cratering và không khí ln vào sn. Vic o dòng chy (flowout test) cho phép ánh giá hiu qu ca cht kh bt. Mu c s dng trong th khuy em tráng lên màng Polyester (Hostaphan film, hoc in North America Hecules Polyester film) ngay sau khi trn. Màng c t ngiêng 250 so vi phng thng ng. Ngoài ra hiu qu tách khí ca cht kh bt có th c ánh giá sau khi màng khô. B mt ca các vt liu nn không phi bao gi cng bng phng (bê tông, g, kim loi). Mc  to bt thay i tùy theo  xp và cu trúc ca vt liu nn. Trong nhng trng hp c th, s lng cht kh bt c ti u hóa trong iu kin th 79 khuy và th dòng chy không th áp dng c, nht là vi các b mt vt liu nn có cha không khí (có  xp ln). Vì vy lng cht kh bt ti u phi c xác inh trong iu kin ng dng c th (do ó nó liên quan én kinh nghim). Phn ln các loi sn nh tng c sn bng phng pháp ln. Trong phng pháp thí nghim bng con ln, ngi ta s dng con ln có lp lót xp  tri 40 gam sn lên b mt không có tính hp ph (card test) có din tích tng cng là 500 cm2. Con ln c làm m bng nc trc khi s dng  m bo lng sn bám lên trong khi nhúng và thi gian khô. Màng t to thành có t l khong 300 gam/m2. Các tm card c em so sánh sau khi khô. Trong khi sn ang khô, thi gian hu dng c tính bng giây cho n khi tt c các bong bóng b v ht, trong các iu kin m thp hoc nhit  cao, thi gian v ht bong bóng phi ngn. Các thí nghim  trên giúp ta có th xác nh cht kh bt tt nht và t l ti u cho mt loi sn c th, vt liu nn và iu kin s dng. II. ph gia kim soát b mt a s các loi sn, du bóng và mc in c ng dng di dng lp mng trên nhiu loi vt liu nn. Các màng này có din tích b mt tng i ln so vu th tích ca nó, và mt din tích tip xúc vi vt liu nn ln. Trong khi to màng có nhiu vn  có th xãy ra nh s thm t không m bo ca b mt c sn, tính cht chy kem, to thành các crater và bt màu b ni lên. Ngoài ra, b mt màng có th b m hn so vi d kin và nhy cm vi tác nhân n mòn. *. Th nào là bn cht ca hot ng b mt ?: các hin tng xut hin ti b mt ca màng óng vai trò qan trng trong vic to thành các khuyt tt, và có thnh hng n tính cht màng. Nhng hin tng này có th bnh hng ln khi thêm mt lng nh các cht hot dng b mt, khc phc nhiu vn  và ci thin b mt sn. Các cht c xem là hot ng b mt nu chúng làm gim sc cng b mt ca mt cht lng, ví d, bi s tp trung ti b mt phân chia vi không khí. Nhiu cht là cht hot ng b mt trong nc (Nc có sc cng b mt rt ln: 73 mN/m). mt phân t tác nhân hot ng b mt cha c phn phân cc và không phân cc. Phân t có kh nng hng phn không phân cc vào không khí và phn phân cc vào cht lng ti b mt phân chia pha. Do c im ca các loi sn dung môi là sc cng b mt thp nên v nguyên tc, ch có các fluorocarbon, các du silicon và các siloxan bin tính là các cht hot ng b mt i vi chúng. 1. Siloxan bin tính là gì ?: Siloxan bin tính là mt nhóm th c bit ca các compound, và c tìm thy  nhiu dng khác nhau. 80 Siloxan bin tính hu c có các c im rt khác so vi polymer gc ca nó là polydimetylsiloxan. Loi này có liên quan n s to thành các crater do silicon và các khuyt tt b mt khác do silicon. Các compound là các dn xut t polydimetylsiloxan trng lng phân t thp (PDMS hoc các du silicon). Trong ó các nhóm metyl c thay th bi các gc hu c khác nhau  to  tng hp tt vi sn và mc in. các phn hu c cuc phân t có th là polyether, polyester hoc mt gc alkyl dài. Dn xut quan trng nht là polyether. Thng Etylen và (hoc) Propylen oxit nhn c t Polyether c s dng,  tng hp vi nc tng lên do có cha nhóm etylen oxit. Các yu tnh hng n tính cht ca Siloxan bin tính là hàm lng silicon, loi và v trí ca các nhóm hu c trong phân t. 2. Các ph gia b mt có tác dng gì ?: a s các ph gia bè mt có nh hng ti hn mt trong các c im sau ây: - Ci thin  chy (làm gim v cam, không có crater, ci thin  bóng) - Kim soát s to thành hiu ng sóng (rt hu dng trong ng dng  sn ô tô). - Chng li s ni ca bt màu (các ô bénard) - Gim h s ma sát (ci thin s trt b mt) - Ci thin s chng xé rách. - Ci thin s thm t vt liu nn (ngn chn crater, fisheyes, l inh) Ph gia trt và chy c sn xut t siloxan bin tính hoàn toàn ging nhau, và hiu qu ca chúng cng ging nhau. Thng, trng lng phân t ca nhng ph gia này thay i t 1.000 n 15.000.  có hiu qu vi mt h thng cho sn, ph gia phi tng thích vi các dung môi, bao gm c nc. Các ph gia cn phi tng thích tt vi cht to màng  s chy ri rm hoc s chy kém không xy ra trong sn lng hoc màng khô. 3. S chy c ci thin nh th nào?: s chy lý tng trong màng sn có th c xem nh là s to thành mt b mt ng nht, bng phng, bù lp cho các khim khuyt do các ng dng c bit nh du chi hoc gn sóng do con ln. Có th tng tng rng sc cng b mt ln là nguyên nhân ca các hin tng trên. S chy tt hay xu không ch ch ph thuc vào sc cng b mt ca sn mà quan trng hn là s ng nht v sc cng b mt trên toàn b din tích b mt. Ph gia chy hot ng b mt giúp to c gradient sc cng b mt này. S bay hi ca dung môi t màng sn là nguyên nhân gây ra s khác nhau v sc cng b mt, do s thay i nng  ca dung môi theo hng vuông góc vi b mt phân chia pha vi không khí. S di chuyn riêng l ca các phân t (khuch tán) cng nh s di chuyn ca mt din tích ln lp sn xy ra nhm bù vào s khác nhau này. 81 Do sc cng b mt dc theo chiu dày màng sn thay i nên tc  chy cng thay i to ra b mt không bình thng. Vic a các compound siloxan bin tính vào h sn s làm cho sc cng b mt ca màng sn thp và ng nht ng thi ít thay i trong khi dung môi bay hi. Do loi b c s thay i sc cng b mt nên s khô và s chy t c  ng nht. ` vic to ra sc cng b mt thp khi dùng ph gia trên c s siloxan bin tính còn làm tng tính thm t vt liu nn và to s chy tt, c bit i vi các loi sn aqua. Ngoài ra các ph gia trên c s siloxan bin tính cng có th to cho b mt bng phng trong khi chúng không hot ng b mt. Trong trng hp này chúng có th là cht hóa do cho Polymer. Vì vy vic s dng phu gia này có th cho phép s dng cht to màng có trng lng phân t cao. 4. Chng s ni ca bt màu nh th nào?: dòng chy xut hin trong quá trình khô có th to ra s xoáy có các b riêng bit. Khi các vùng xoáy này có hình dng là lc giác u, nó c gi là ô Bénard. Ti tâm ô này, nng  dung môi cao trong khi ó phn có nng  dung môi thp di chuyn xung t b ca ô. Do vy sc cng b mt ti tâm ca vùng xoáy thp hn ti b. S chy ca vt liu t ni có sc cng b mt thp n ni có sc cng b mt cao xy ra làm to thành các thung lng (vùng trng) ti tâm ca vùng xoáy và các vùng nhô cao (núi) ti b. Ô Bénard có thnh hng rt mnh i vi các loi sn có cha hn hp bt màu. Khi 2 loi bt màu trong sn có  linh ng khác nhau, chúng c vn chuyn trong vùng xoáy vi mc  khác nhau, bt màu linh ng hn s i lên và b lng ng trên nh (núi) hoc b ca ô. iu này dn n s tách riêng các bt màu, và thng là nguyên nhân to các cu trúc t ong trên màng sn khô. Trong sn có cha bt màu làm gim  bóng, các ht bt màu có kích thc ln hn b y khi khu vc chy cao hn n tâm ca ô. Nu b mt oc sn c treo thng ng thì s phá hy các ô to nên các vt dài. Hin tng này gi là hin tng to vt hay to si t. Ô Bénard có th c ngn chn bng ph gia chy trên c s Siloxan bin tính. Dòng chy xoáy c ngn chn theo c ch tng t nh s ngn chn dòng chy b mt do ph gia chy và trt. Mt s ph gia phân tán có th to ra hiu qu này (nhng ph gia phân tán nhng có a thêm vào các nhóm có chc nng ngn chn ô Bénard) 5. S ma sát c làm gim nh th nào?: Ph gia trên c s Siloxan bin tính có th làm gim ma sát bng cách: - thông qua tác dng lên s chy, b mt ca màng tr nên bng phng hn, s và chiu cao ca các v trí không ng u trên b mt c gim ti thiu. - Trong khi khô, nng  ph gia ti b mt tng lên. Mt màng ngn chn c to thành to ra s bôi trn thyng hc tt khi vt rn trt trên b mt. 6. Ti sao hiu qu ca phu gia trt li ph thuc vào thành phn sn?: 82 Các ph gia trt c bit có hiu qu trong cac h thng sn dung môi. Các ph gia c vn chuyn nhanh chóng n b mt phân chia vi không khí trong quá trình khô, ti ây chúng to thành mt màng bôi trn. Trong các h thng không dung môi, ph gia tr nên không hòa tan trong quá trình to liên kt ngang và di chuyn lên b mt. C ch này c bit hiu qu trong các loi sn óng rn bng tia UV. Yêu cu (v lng) ca ph gia trong h thng không dung môi cao hn trong h thng dung môi. Trong sn water - borne, hiu qu ca ph gia trt ph thuc mnh vào cht to màng. Cng nh trong h thng không dung môi, yêu cu ca ph gia  t c hiu qu tng ng cao hn so vi h thng dung môi. Mt lý do làm tng lng ph gia trong h thng water - borne là do cht nh hóa còn li trong màng sn khô co kh nng hòa tan (tng thích) ph gia trt. 7. Hiu qu chng Crater: Crater c nh ngha là các ch lún nh, nh trên màng sn, nghuyên nhân xut hin là do tính thm t ca màng b xáo ng. Crater thng xut hin khi sn tip xúc vi các b mt có sc cng b mt nh hn sc cng b mt ca sn. Sn không th thm t b mt này và b y kùi bi phn này. Các b mt kim loi không c kh m hoàn toàn, các vt liu nn b bn, bê tông có cha du rt d xut hin crater khi sn. S ô nhim không khí cng là nguyên nhân to crater. Các ht bi hoc cát có th bám vào các b mt ã c chun b sch  sn, khi sn không th thm t các ht này, din tích tip xúc b gim to thành crater. Mt nguyên nhân khác làm xut hin crater là s có mt ca các vt cht khó thm t, không hòa tan trong n sn xut sn. Ví d nh các git du, các ht gel, silica. Nu sn có th c ng dng vi sc cng b mt  thp thì thm chí khi có các tác nhân là nguyên nhân (thúcc y) to crater ta cng thu c mt màng sn hoàn ho. Ph thuc vào bn cht ca crater, các ph gia thm t b mt (các hydrocacbon flo hóa, hoc hn hp các silicon c bit nh TEGO( Flow ATF) c bit có hiu qu. Trong trng hp các crater to ra do s la chn các ph gia silicon không thích hp thì phi s dng polydimetlsiloxan trng lng phân t thp vi hàm lng tng i cao. 8. Các chú ý khi thc hành (thao tác):  m bo chính xác liu lng và  ng nht ca ph gia chy và trt khi a vào h thng sn thì thích hp nht là pha loãng ph gia trong dung môi, nc, hoc các cht pha loãng hot ng mnh. i vi h sn không dung môi, nu s pha loãng s b là không th thì phi tin hành khuy trn  lâu  m bo rng s phân tán các ph gia là hoàn toàn. Mt s loi sn water - borne, không dung môi, và sn óng rn bng bc x cn thi gian phân tán ph gia rt ln. Khi mt màng sn c ng dng có cha ph gia kim soát b mt thì tính bám dính ca lp sn ph phi c kim tra xác nh. Có th phi a ph gia vào sn ph m bo c tính thm t vi nn. 83 III. ph gia phân tán Các ph gia thm t và phân tán to thun li cho vic phi trn bt màu và bt n vào sn. S màu hóa (pigmentation) thành công quyt nh các tính cht quang hc, lc ph ca màng. S phân tán bt màu ti u s to ra s phân b bt màu trong sn ng nht không ch khi mi sn xut mà c trong thi gian bo qun và ng dng. Mt s vn  liên quan n s phi trn bt màu: - phi trn các ht khó thm t. -  nht ca hn hp nghin cao. - Sa lng bt màu - S nh hng bt màu không t - Sagging (s chy xung do trng lc (khhi  nht thp) - Flôding (s sa lng vi các tc  khác nhau). - Floating (ô Bénard) -  bóng không ng u - Lc ph kém - Chnh màu khhó Phn ln các vn  này có th b loi b khi s dng các ph gia phân tán và thm t thích hp. 1. Cu trúc bên ngoài ca Bt màu và n: các nghiên cu ã ch ra rng cng  màu ti u,  bóng, lc ph và kh nng chu thi tit có th c ci thin khi khi s dng các ht bt màu có kích thc thay i t 0,05 - 0,5(m. a s các bt màu thng mi có kích thc nm trong khong này. Hình dng bt màu rt a dng, t a din (titan di oxit), phng (mica), dng cu không hoàn ho (nodular: ôxit km) hoc vô nh hình (than en). Ngoài s khác nhau v loi bt màu, còn có s khác nhau v kích thc, thm chí trong cùng loi bt màu. S khác nhau v kích thc cng do bt màu  dng ht n, kt hp (agglomerate) và t hp (aggregate). Các ht nh nht to ra trong sn xut bt màu là ht n. Các ht n to ra  dng các tinh th riêng bit hoc trong các chùm tinh th, các chùm tinh th này ln lên cùng nhau. Các ht bt màu tip xúc b mt vi nhau to nên mt nhóm c gi là t hp. các nhóm ht bt màu có kích thc ln nht là mt tp hp ca các ht bt màu n và các t hp, chúng liên kt vi nhau bi các lc yu (lc vandecval), nhóm này c gi là kt hp (agglomerate). Khi b mt ca các ht bt màu n, t hp, kt hp b bao bc bi cht to màng hoc ph gia phân tán thì s keo t có th xy ra. Nu các phân t b hp ph 84 tng tác vi mt phân t khác thì các ht bt màu liên kt li vi nhau trong mt iu kin c bit nh là s keo t. Kích thc và dng ca các ht bt màu, các t hp c quyt nh bi nhà sn xut. Các kt hp to thành trong tt c các loi bt màu nhng chúng là cn thit trong khi sn xut sn vì kích thc ca chúng ln. Tht ngc nhiên, s keo t li là mt hiu ng tt i vi màng sn, tc là nó duy trì s ng u v màu sc. Trong quá trình sn xut sn, các kt hp b phá v. S kt hp tr li phi c loi b, và nu cn, vic keo t có kim soát phi c tin hành. Vic phân tán bt màu, tách các ht bt màu và to s phân b ng nht ca nó trong pha lng c gi là s phân tán. 2. Các quá trình xy ra trong khi phân tán: quá trình phân tán là mt trong nhng công on phc tp trong sn xut sn. Các bt màu thng c phân tán trong công on nghin hn hp c ca bt màu, mt ít cht to màng, dung môi, ph gia phân tán và thm t. T l bt màu và cht to màng cao thúc y s thm t tt và to thun li cho s lng ng ca ph gia phân tán và thm t trên b mt bt màu. S phân tán xy ra theo 3 bc k tip: Bc 1: Thm t: Trong khhi thm t, không khí t b mt ca bt màu oc thay th bng cht lng trong hn hp nghin. iu này thng xy ra khi  phân cc ca bt amù và sn nh nhau, ví d trong trng hp bt màu hu c k nc trong sn dung môi hay b mt bt màu a nc trong sn nc, nu bt màu vi b mt không phân cc c a vào sn nc thì phi dùng ph gia thm t. Bc 2: phá v các kt hp, thm t các b mt mi to ra:  phá v các kt hp cn to ra các lc trt. Trong thc t, iu này xy ra trong các thit b c bit (thit b hòa tan, ngin cát, nghin bi ). trong các thit b này ht bt màu bnh hng bi lc trt không áng k do vic s dng ph gia.  tránh d to các kêt hp tr li, các b mt mi c to ra cn phi opc thm t. Bc 3: n nh phân tán: Mt khi bt màu rn ã c phân tán tt nht, các iu kin phi c n nh. Tt nht là duy trì thông qua s keo t có kim soát. Bng cách lien kt ph gia phân tán lên trên b mt bt màu, các lc hp dn gia các ht bt màu có th b trung hòa. Có 2 c chn nh khác nhau: - n nh tnh in, c bit quan trng trong các h thng aqua. - Ôøn nh không gian, phng pháp chun i vi sn dung môi. Ôøn nh tnh in xy ra khi các ht rn mang cùng in tích. Các ht y ln nhau do ó ngn chn s to thành các kt hp. n nh tnh in rt hiu qu và lng ph gia când dùng ít. S bt li chính ca n nh tnh in là nó nhy vi s phá hy. [...]... nào?: nhìn chung, ph gia phân tná và th m - M c t c ánh giá d a trên c s : rút ng n th i gian c n thi t cho s phân tán bóng c c i thi n - S l ng ph gia c n thi t - M c - Kh n ng ki m soát floating và flooding keo t Ph gia phân tán ph i không làm t ng m ho c gi m bóng Kh n ng hòa tan c a ph gia trong dung d ch m c ch t t o màng th ng c xem là tiêu chu n l a ch n Tính h i c c a ph gia trong ch t t o màng... chúng Theo cách phân lo i này thì ph gia th m t và phân tán c chia thành 2 lo i: ó là tác nhân ch ng keo t và tác nhân ng keo t có ki m soát (coflocculatant) IV Ph gia ch ng keo t : s ch ng keo t t t i u khi các h t b t màu riêng l i u này s d n n: - tính ch t ch y t t - n l và các t h p b tách ra bóng cao - L c ph - C - ng tc c i màu t i u trong su t cao (n u c n trong su t) Nh c i m c a tr ng thái... không x t ra và s phân tán c n nh có c hi u qu n nh không gian c n m t l p solvat n nh dày (0.01 - 0.1(m) và n ng c a các nhóm liên k t trên b m t b t màu l n iv im ts b t màu có th c n m t l ng ph gia có kh i l ng n 30% so v i kh i l ng b t màu 3 Thành ph n c a phân t ph gia phân tán: Ph n này ch gi i h n trong ph m vi s n dug môi, trong ó các ph gia liên k t n nh lâu dài v i b m t b t màu t o s phân... su t tr t cao Settling c ng có th tránh c khi s d ng m t l ng l n ph gia phân tán ho c s d ng ph gia khác thích h p h n Ng c l i, settlinng m m x y ra có th do s keo t cac h t b t màu b th m t hoàn toàn x y ra y u Nh ã nói trên, các th keo t này có th b phá v trong i u ki n khu y bình th ng, và b t màu có th d dàng t p h p tr l i 87 88 ... b m t t do c a b t màu trong các k t h p s ông t t ng i y u c t o ra b i các ph gia c bi t có th b phá v b i m t l c tr t th p Trong các s n không phân c c, các nhóm phân c c c a ph gia phân tán có th t ng tác m nh v i nhau làm cho s n có tính thixotropy, v i tính ch t này hi n t ng ch y xu ng c a các màng s n dày trên b m t th ng ng có th c ki m soát IV ánh giá hi u qu c a ph gia th m t và phân tán... lo i ph ph - Lo i acid, th c s d ng r ng rãi và có hi u qu là: ng ch a các nhóm acid liên k t v i khung k n c - Các mu i (các mu i trung hòa v i n) c a các acid cacboxylic ho c acid polycacboxylic c trung hòa b i các amin m ch dài * Các polymer không i n ly có nhi u nhóm th amin (tòn ten), ph n còn l i c a phân t là các dãy dài có th hòa tan trong dung môi ïng d ng: 85 Vi c phân lo i ph gia th m t...Vi c thêm ch t t o màng, s có m t c a cation, s thay keo t tr l i i giá tr pH có th d n ns Trong n nh không gian, m t ph n c a ph n t ph gia th m t và phân tán liên k t v i b m t b t màu, ph n còn l i c a phân t n m trong môi tr ng l ng xung quanh ph n này ph i hòa tan r t t t trong h th ng dung môi/ ch t t o màng Khi 2 h t b t màu b th m t ti p c n nhau, o n polymer l i (phân d ra... thay th b ng dung môi nh ng hi n t ng này không t a ra c s phân tán n nh có c s phân tán n nh, các ph gia phân tán và th m t ph i ch a các nhóm anionic và các nhóm này không th thay th b dung môi Các ph gia ch a các nhóm acid liên k t t t v i các b t màu và b t n vô c nh l c phân c c, trong khi ó các ph gia ch a các nhóm amino liên k t v i b m t b t màu h u c nh l c vandecval Các ch t có ch a h n m t... toàn b phân t ph gia trên b m t (t c là v n còn nhóm liên k t khác gi phân t này l i trên b m t b t màu) vi c n d nh không gian t hi u qu , m t phân t ph gia ph i ch a m t s l ng l n các gôc h u c t ng thích v i dung môi Các g c này th ng là các nhóm alkyl m ch dài Polyester, Polyacrylat, Polyether v i kh i l ng phân t ít nh t là 1000/ m t nhóm liên k t c ng c s d ng M t phân t ph gia có th ch a nhi... ng trong s n, các gel bentonic và past b t màu c ng có th s d ng ph gia này 1 Ph gia cho ng keo t có ki m soát: ki m soát n keo t giúp cho ng màu s c và i u ch nh d c linh ng c màu là m t hàm c a s khác nhau v t tr l n s sa l ng nhanh h n các h t có kích th i thành l p n có th phát huy ct i a a b t màu cho thích h p T c sa l ng b t ng và kích th c h t Các h t có kích th c c nh Các dòng ch y x y ra trong . sn: - chng to bt: các cht ci thin sc cng b mt  ngn nga s to bt trong khi gia công sn - tác nhân phân tán: ci thin s phân tán và sn nh ca các ht bt màu trong sn. -. (v lng) ca ph gia trong h thng không dung môi cao hn trong h thng dung môi. Trong sn water - borne, hiu qu ca ph gia trt ph thuc mnh vào cht to màng. Cng nh trong h thng. tách ra riêng l. iu này s dn n: - tính cht chy tt. -  bóng cao. - Lc ph t cc i. - Cng  màu ti u. -  trong sut cao (nu cn  trong sut). Nhc im ca trng thái