تهیه و کاربرد پوشش های دو جزئی پلی یورتان/پلی آکریلات بر پایه آب

با توجه به نیاز بسیار فراوان و روز افزون به استفاده از سیستم های بر پایه آب، لازم است تا در این زمینه تحقیقاتی مطابق با نیاز صنعت کشور صورت بگیرد. لذا بر آن شدیم تا یک پروژه بسیار نزدیک با صنعت کشور و نیاز بازار را انجام دهیم. در این تحقیق تلاش برای سنتز نسل جدید پلی یورتان های دو جزئی پایه آبی، بر پایه هگزا متیلن دی ایزوسیانات، انجام گرفت. این سیستم‏ها از دو جزء تشکیل شده‏اند. یک جزء شامل رزین کوپلیمر پلی آکریلیک پخش آبی است که توسط پلیمر شدن رادیکالی تهیه می شود و جزء دوم، یک پیش پلیمر حلقوی ایزوسیانورات بر پایه هگزا متیلن دی ایزوسیانات است که به منظور پخش شدن راحت تر در محیط آبی، توسط گروه های آب دوست پلی اتیلن گلایکول 400 (peg-400)، به صورت جزئی اصلاح شده است که به عنوان عامل شبکه کننده در این سیستم‏ها مورد استفاده قرار می گیرد. این تحقیق در سه بخش اصلی انجام شد. بخش اول شامل تهیه رزین آکریلیک پخش آبی و بهینه کردن ویسکوزیته و جرم مولکولی آن است. این رزین ابتدا به روش پلیمر شدن رادیکالی در حلال اتیل استات، از مونومرهای متیل متاکریلات (mma)، بوتیل اکریلات (ba)، 2-هیدروکسی اتیل اکریلات (hea) و آکریلیک اسید (aa) تهیه گردید و پس از خنثی سازی گروه های اسیدی توسط تری اتیل آمین (tea)، در محیط آبی پخش شد و یک رزین پخش آبی پایدار تهیه گردید. بررسی های ft-ir، h-nmr1، sec، اندازه ذره و ویسکوزیته بر روی رزین تهیه شده انجام شد و نتایج قابل قبولی بدست آمد. به منظور تجاری سازی این پروژه، تمام مونومرها به صورت صنعتی و همراه با ناخالصی مورد استفاده قرار گرفتند. در بخش دوم، پیش پلیمر ایزوسانورات hdi اصلاح شده با گروه های peg-400، سنتز شد. در این بخش ابتدا پیش پلیمر ایزوسیانورات، طی یک واکنش خود افزایشی، در حضور کاتالیزور tbto، از هگزا متیلن دی ایزوسیانات سنتز شد. علت سنتز این نوع پیش پلیمر این است که چون حلقه های ایزوسیانورات بسیار پایدار هستند، خواص بسیار مطلوبی از قبیل مقاومت به مواد شیمیایی، میزان جذب حلال، پایداری در برابر uv و همچنین پایداری حرارتی بالا را در پوشش های نهایی ایجاد می کنند. اما چون سیستم های بر پایه آبی مد نظر بود، لذا این پوشش که کاملاً آب گریز است، توسط گروه های آب دوست peg-400 به صورت جزئی واکنش داده شد تا خاصیت آب دوستی این پوشش ها بهتر شده و پخش آن ها در جزء اول که پلی آکریلیک پایه آبی بود، راحت تر انجام پذیرد. در بخش سوم این تحقیق، اختلاط دو جزء و تأثیر نسبت گروه های ایزوسیانات به هیدروکسی، مقدار کاتالیزور و سورفاکتانت بر روی خواص نهایی پوشش های تهیه شده بررسی شد. پارامترهای مختلفی از قبیل طول عمر مصرف اجزای مخلوط شده، مقاومت به مواد شیمیایی، مقاومت به حلال، تأثیر هر یک از اجزاء بر روی زمان پخت فیلم ها، میزان براقیت و مقاومت به خراش پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت. خواص گرمایی این پوشش ها، با فرمول بندی های مختلف نیز مورد مطالعه قرار گرفت.