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
Trang 2- 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
Trang 3Lý 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:
Trang 4C 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
Trang 5khu 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
Trang 6Siloxan 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
Trang 7Do 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?:
Trang 8Các 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
Trang 9III 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
Trang 10t 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 nĩ 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 cĩ ki m sốt 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 nĩ 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 cơng o n ph c t p trong s n xu t s n Các b t màu th ng c phân tán trong cơng o n nghi n h n h p c c a b t màu, m t ít
ch t t o màng, dung mơi, 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, khơng 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 mơi 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 khơng 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 hịa 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 khơng 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 thơng qua s keo t cĩ ki m sốt 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 cĩ th b trung hịa Cĩ 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
- Ơøn nh khơng gian, ph ng pháp chu n i v i s n dung mơi
Ơøn 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 ĩ 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 nĩ nh y v i s phá h y