سب سے جامع پانی پر مبنی پینٹ گاڑھا کرنے والی ٹیکنالوجی ٹیوٹوریل

1. گاڑھا کرنے والے کی تعریف اور کام

اضافی چیزیں جو پانی پر مبنی پینٹ کی چپچپا پن کو نمایاں طور پر بڑھا سکتی ہیں انہیں گاڑھا کرنے والے کہتے ہیں۔

کوٹنگز کی پیداوار، ذخیرہ کرنے اور تعمیر میں موٹا کرنے والے اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

گاڑھا کرنے والے کا بنیادی کام استعمال کے مختلف مراحل کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کوٹنگ کی چپچپا پن کو بڑھانا ہے۔ تاہم، مختلف مراحل پر کوٹنگ کے لیے درکار viscosity مختلف ہوتی ہے۔ مثال:

سٹوریج کے عمل کے دوران، روغن کو آباد ہونے سے روکنے کے لیے زیادہ واسکاسیٹی کا ہونا ضروری ہے۔

تعمیراتی عمل کے دوران، یہ یقینی بنانے کے لیے اعتدال پسند viscosity کا ہونا ضروری ہے کہ پینٹ میں ضرورت سے زیادہ پینٹ کے داغوں کے بغیر اچھی برش کی صلاحیت ہے۔

تعمیر کے بعد، یہ امید کی جاتی ہے کہ جھکنے کو روکنے کے لیے تھوڑی دیر کے وقفے (سطح کرنے کے عمل) کے بعد چپکنے والی جلد ایک اعلی چپچپا پن پر واپس آسکتی ہے۔

پانی سے پیدا ہونے والی کوٹنگز کی روانی غیر نیوٹنین ہے۔

جب قینچ کی قوت میں اضافے کے ساتھ پینٹ کی viscosity کم ہو جاتی ہے، تو اسے سیوڈو پلاسٹک سیال کہا جاتا ہے، اور زیادہ تر پینٹ سیوڈو پلاسٹک سیال ہوتا ہے۔

جب سیوڈو پلاسٹک سیال کے بہاؤ کا رویہ اس کی تاریخ سے متعلق ہوتا ہے، یعنی یہ وقت پر منحصر ہوتا ہے، تو اسے تھیکسوٹروپک سیال کہا جاتا ہے۔

کوٹنگز تیار کرتے وقت، ہم اکثر شعوری طور پر کوٹنگز کو thixotropic بنانے کی کوشش کرتے ہیں، جیسے additives شامل کرنا۔

جب کوٹنگ کی thixotropy مناسب ہے، یہ کوٹنگ کے مختلف مراحل کے تضادات کو حل کر سکتا ہے، اور اسٹوریج، تعمیراتی سطح اور خشک کرنے کے مراحل میں کوٹنگ کی مختلف viscosity کی تکنیکی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے۔

کچھ گاڑھا کرنے والے پینٹ کو ہائی تھیکسوٹروپی دے سکتے ہیں، تاکہ اس میں آرام کے وقت یا کم قینچ کی شرح (جیسے اسٹوریج یا نقل و حمل) پر زیادہ چپکنے والی ہو، تاکہ پینٹ میں روغن کو آباد ہونے سے روکا جا سکے۔ اور اعلی قینچ کی شرح (جیسے کوٹنگ کے عمل) کے تحت، اس میں واسکاسیٹی کم ہوتی ہے، تاکہ کوٹنگ میں کافی بہاؤ اور لیولنگ ہو۔

Thixotropy کی نمائندگی thixotropic index TI کے ذریعے کی جاتی ہے اور اسے بروک فیلڈ ویزکومیٹر سے ماپا جاتا ہے۔

TI=viscosity (6r/min پر ماپا گیا)/viscosity (60r/min پر ماپا گیا)

2. گاڑھا کرنے والوں کی اقسام اور کوٹنگ کی خصوصیات پر ان کے اثرات

(1) اقسام کیمیائی ساخت کے لحاظ سے، گاڑھا کرنے والوں کو دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: نامیاتی اور غیر نامیاتی۔

غیر نامیاتی اقسام میں بینٹونائٹ، اٹاپلگائٹ، ایلومینیم میگنیشیم سلیکیٹ، لتیم میگنیشیم سلیکیٹ، وغیرہ شامل ہیں، نامیاتی اقسام جیسے میتھائل سیلولوز، ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز، پولی ایکریلیٹ، پولی میتھ کرائیلیٹ، ایکریلک ایسڈ یا میتھائل ایکریلک ہومو پولیمر اور پولیمرتھن وغیرہ۔

کوٹنگز کی rheological خصوصیات پر اثر و رسوخ کے نقطہ نظر سے، thickeners کو thixotropic thickeners اور associative thickeners میں تقسیم کیا گیا ہے۔ کارکردگی کی ضروریات کے لحاظ سے، گاڑھا کرنے والے کی مقدار کم ہونی چاہیے اور گاڑھا ہونے کا اثر اچھا ہے۔ خامروں کے ذریعے ختم ہونا آسان نہیں ہے۔ جب نظام کا درجہ حرارت یا پی ایچ ویلیو تبدیل ہوتا ہے، تو کوٹنگ کی چپکنے والی کو نمایاں طور پر کم نہیں کیا جائے گا، اور روغن اور فلر کو فلوکلیٹ نہیں کیا جائے گا۔ ; اچھی اسٹوریج استحکام؛ پانی کی اچھی برقراری، کوئی واضح فومنگ رجحان اور کوٹنگ فلم کی کارکردگی پر کوئی منفی اثرات نہیں ہیں۔

① سیلولوز گاڑھا کرنے والا

کوٹنگز میں استعمال ہونے والے سیلولوز گاڑھا کرنے والے بنیادی طور پر میتھائل سیلولوز، ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز اور ہائیڈروکسائپروپلمیتھیل سیلولوز ہیں، اور بعد کے دو زیادہ عام استعمال ہوتے ہیں۔

ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز ایک ایسی مصنوعات ہے جو قدرتی سیلولوز کے گلوکوز یونٹس پر ہائیڈروکسیل گروپس کو ہائیڈروکسیتھائل گروپوں سے تبدیل کر کے حاصل کی جاتی ہے۔ مصنوعات کی وضاحتیں اور ماڈل بنیادی طور پر متبادل اور viscosity کی ڈگری کے مطابق ممتاز ہیں۔

ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی اقسام کو بھی عام تحلیل کی قسم، تیز بازی کی قسم اور حیاتیاتی استحکام کی قسم میں تقسیم کیا گیا ہے۔ جہاں تک استعمال کے طریقہ کار کا تعلق ہے، ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کو کوٹنگ کی تیاری کے عمل میں مختلف مراحل میں شامل کیا جا سکتا ہے۔ تیزی سے پھیلنے والی قسم کو براہ راست خشک پاؤڈر کی شکل میں شامل کیا جاسکتا ہے۔ تاہم، شامل کرنے سے پہلے سسٹم کی پی ایچ ویلیو 7 سے کم ہونی چاہیے، بنیادی طور پر اس لیے کہ ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کم پی ایچ ویلیو پر آہستہ آہستہ گھلتا ہے، اور پانی کے ذرات کے اندر گھسنے کے لیے کافی وقت ہوتا ہے، اور پھر پی ایچ ویلیو کو بڑھایا جاتا ہے تاکہ یہ تیزی سے گھل جائے۔ گلو محلول کی ایک خاص ارتکاز تیار کرنے اور اسے کوٹنگ سسٹم میں شامل کرنے کے لیے متعلقہ اقدامات بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوزقدرتی سیلولوز کے گلوکوز یونٹ پر موجود ہائیڈروکسیل گروپ کو میتھوکسی گروپ سے بدل کر حاصل کیا جاتا ہے، جبکہ دوسرا حصہ ہائیڈروکسی پروپیل گروپ سے تبدیل ہوتا ہے۔ اس کا گاڑھا ہونا بنیادی طور پر ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز جیسا ہی ہے۔ اور یہ انزیمیٹک انحطاط کے خلاف مزاحم ہے، لیکن اس کی پانی میں حل پذیری ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز کی طرح اچھی نہیں ہے، اور اسے گرم کرنے پر جیلنگ کا نقصان ہے۔ سطح سے علاج شدہ ہائیڈروکسائپروپل میتھل سیلولوز کے لیے، استعمال ہونے پر اسے براہ راست پانی میں شامل کیا جا سکتا ہے۔ ہلچل اور منتشر کرنے کے بعد، پی ایچ ویلیو کو 8-9 پر ایڈجسٹ کرنے کے لیے الکلائن مادے جیسے امونیا پانی شامل کریں، اور مکمل طور پر تحلیل ہونے تک ہلائیں۔ ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز کے لیے بغیر سطح کے علاج کے، اسے استعمال کرنے سے پہلے 85°C سے اوپر گرم پانی سے بھگو کر پھولا جا سکتا ہے، اور پھر کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جا سکتا ہے، پھر اسے مکمل طور پر تحلیل کرنے کے لیے ٹھنڈے پانی یا برف کے پانی سے ہلایا جا سکتا ہے۔

②غیر نامیاتی گاڑھا کرنے والا

اس قسم کا گاڑھا کرنے والا بنیادی طور پر کچھ چالو مٹی کی مصنوعات ہے، جیسے بینٹونائٹ، میگنیشیم ایلومینیم سلیکیٹ مٹی، وغیرہ۔ اس کی خاصیت یہ ہے کہ گاڑھا ہونے کے اثر کے علاوہ، اس کا سسپنشن اثر بھی ہے، ڈوبنے سے روک سکتا ہے، اور کوٹنگ کے پانی کی مزاحمت کو متاثر نہیں کرے گا۔ کوٹنگ کے خشک ہونے اور فلم بننے کے بعد، یہ کوٹنگ فلم وغیرہ میں فلر کا کام کرتا ہے۔ ناگوار عنصر یہ ہے کہ یہ کوٹنگ کی سطح کو نمایاں طور پر متاثر کرے گا۔

③ مصنوعی پولیمر گاڑھا کرنے والا

مصنوعی پولیمر گاڑھا کرنے والے زیادہ تر ایکریلک اور پولیوریتھین (ایسوسی ایٹو گاڑھا کرنے والے) میں استعمال ہوتے ہیں۔ ایکریلک گاڑھا کرنے والے زیادہ تر ایکریلک پولیمر ہوتے ہیں جن میں کاربوکسائل گروپ ہوتے ہیں۔ 8-10 کی pH قدر والے پانی میں، کاربوکسائل گروپ الگ ہو جاتا ہے اور سوجن ہو جاتا ہے۔ جب پی ایچ کی قدر 10 سے زیادہ ہوتی ہے، تو یہ پانی میں گھل جاتی ہے اور گاڑھا ہونے کا اثر کھو دیتی ہے، اس لیے گاڑھا ہونے کا اثر pH قدر کے لیے بہت حساس ہوتا ہے۔

ایکریلیٹ گاڑھا کرنے کا طریقہ کار یہ ہے کہ اس کے ذرات پینٹ میں لیٹیکس کے ذرات کی سطح پر جذب کیے جاسکتے ہیں، اور الکلی کی سوجن کے بعد ایک کوٹنگ کی تہہ بناتے ہیں، جس سے لیٹیکس کے ذرات کا حجم بڑھتا ہے، ذرات کی براؤنین حرکت میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے، اور پینٹ کے نظام کی چپچپا پن میں اضافہ ہوتا ہے۔ ; دوسرا، گاڑھا کرنے والے کی سوجن پانی کے مرحلے کی viscosity کو بڑھاتی ہے۔

(2) کوٹنگ کی خصوصیات پر گاڑھا کرنے والے کا اثر

کوٹنگ کی rheological خصوصیات پر گاڑھا کرنے والے کی قسم کا اثر درج ذیل ہے:

جب گاڑھا کرنے والے کی مقدار میں اضافہ ہوتا ہے تو، پینٹ کی جامد چپچپا پن نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے، اور بیرونی شیئر فورس کے تابع ہونے پر چپکنے والی تبدیلی کا رجحان بنیادی طور پر مستقل رہتا ہے۔

گاڑھا کرنے والے کے اثر سے، پینٹ کی چپچپا تیزی سے گرتی ہے جب اسے قینچ کی طاقت کا نشانہ بنایا جاتا ہے، جس سے سیوڈو پلاسٹکٹی ظاہر ہوتی ہے۔

ہائیڈروفوبک طور پر تبدیل شدہ سیلولوز گاڑھا کرنے والا (جیسے EBS451FQ) کا استعمال کرتے ہوئے، اعلی قینچ کی شرح پر، مقدار زیادہ ہونے پر بھی واسکاسیٹی زیادہ ہوتی ہے۔

ایسوسی ایٹیو پولی یوریتھین گاڑھا کرنے والے (جیسے WT105A) کا استعمال کرتے ہوئے، اونچی قینچ کی شرح پر، مقدار زیادہ ہونے پر بھی واسکاسیٹی زیادہ ہوتی ہے۔

ایکریلک گاڑھا کرنے والے (جیسے ASE60) کا استعمال کرتے ہوئے، اگرچہ مقدار زیادہ ہونے پر جامد viscosity تیزی سے بڑھ جاتی ہے، لیکن زیادہ قینچ کی شرح پر viscosity تیزی سے کم ہوتی ہے۔

3. ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والا

(1) گاڑھا کرنے کا طریقہ کار

سیلولوز ایتھر اور الکلی سے سوجن ایکریلک گاڑھا کرنے والے صرف پانی کے مرحلے کو گاڑھا کر سکتے ہیں، لیکن پانی پر مبنی پینٹ کے دیگر اجزاء پر ان کا کوئی گاڑھا اثر نہیں ہوتا ہے، اور نہ ہی وہ پینٹ میں موجود روغن اور ایملشن کے ذرات کے درمیان اہم تعامل کا سبب بن سکتے ہیں، اس لیے پینٹ کی rheology کو ایڈجسٹ نہیں کیا جا سکتا۔

ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والوں کی خصوصیت یہ ہے کہ ہائیڈریشن کے ذریعے گاڑھا ہونے کے علاوہ، وہ اپنے آپس میں، منتشر ذرات کے ساتھ اور نظام کے دیگر اجزاء کے ساتھ مل کر بھی گاڑھا ہو جاتے ہیں۔ یہ ایسوسی ایشن اعلی قینچ کی شرح پر الگ ہو جاتی ہے اور کم قینچ کی شرح پر دوبارہ منسلک ہوتی ہے، جس سے کوٹنگ کی ریولوجی کو ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔

ایسوسی ایٹیو موٹینر کا گاڑھا کرنے کا طریقہ کار یہ ہے کہ اس کا مالیکیول ایک لکیری ہائیڈرو فیلک چین ہے، ایک پولیمر مرکب ہے جس کے دونوں سروں پر لیپوفیلک گروپس ہیں، یعنی اس کی ساخت میں ہائیڈرو فیلک اور ہائیڈروفوبک گروپس ہیں، اس لیے اس میں سرفیکٹنٹ مالیکیولز کی خصوصیات ہیں۔ فطرت اس طرح کے گاڑھے مالیکیول نہ صرف پانی کے مرحلے کو گاڑھا کرنے کے لیے ہائیڈریٹ اور پھول سکتے ہیں، بلکہ جب اس کے آبی محلول کا ارتکاز ایک خاص قدر سے زیادہ ہو جائے تو مائیکلز بھی بن سکتے ہیں۔ مائیکلز ایملشن کے پولیمر ذرات اور روغن کے ذرات کے ساتھ منسلک ہو سکتے ہیں جنہوں نے ایک تین جہتی نیٹ ورک ڈھانچہ بنانے کے لیے منتشر کو جذب کیا ہے، اور نظام کی چپچپا پن کو بڑھانے کے لیے باہم جڑے ہوئے اور الجھے ہوئے ہیں۔

اس سے زیادہ اہم بات یہ ہے کہ یہ انجمنیں متحرک توازن کی حالت میں ہیں، اور ان سے وابستہ مائیکلز بیرونی قوتوں کے تابع ہونے پر اپنی پوزیشن کو ایڈجسٹ کر سکتے ہیں، تاکہ کوٹنگ میں برابری کی خصوصیات ہوں۔ اس کے علاوہ، چونکہ مالیکیول میں کئی مائیکلز ہوتے ہیں، اس لیے یہ ڈھانچہ پانی کے مالیکیولز کی منتقلی کے رجحان کو کم کرتا ہے اور اس طرح پانی کے مرحلے کی چپکنے والی صلاحیت کو بڑھاتا ہے۔

(2) ملعمع کاری میں کردار

زیادہ تر ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والے پولی یوریتھینز ہیں، اور ان کا رشتہ دار مالیکیولر وزن 103-104 آرڈرز کی شدت کے درمیان ہے، عام پولی کریلک ایسڈ سے کم شدت کے دو آرڈر اور 105-106 کے درمیان رشتہ دار مالیکیولر وزن کے ساتھ سیلولوز گاڑھا ہونا۔ کم مالیکیولر وزن کی وجہ سے، ہائیڈریشن کے بعد مؤثر حجم میں اضافہ کم ہوتا ہے، اس لیے اس کا چپکنے والا وکر نان ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والوں سے زیادہ چاپلوس ہے۔

ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والے کے کم مالیکیولر وزن کی وجہ سے، پانی کے مرحلے میں اس کا بین سالماتی الجھن محدود ہے، لہذا پانی کے مرحلے پر اس کا گاڑھا ہونے کا اثر اہم نہیں ہے۔ کم قینچ کی شرح کی حد میں، مالیکیولز کے درمیان ایسوسی ایشن کی تبدیلی مالیکیولز کے درمیان ایسوسی ایشن کی تباہی سے زیادہ ہے، پورا نظام ایک موروثی معطلی اور بازی کی حالت کو برقرار رکھتا ہے، اور viscosity بازی میڈیم (پانی) کی چپکنے والی کے قریب ہے۔ لہذا، ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والا پانی پر مبنی پینٹ سسٹم کو کم ظاہری چپچپا پن کی نمائش کرتا ہے جب یہ کم قینچ کی شرح والے علاقے میں ہوتا ہے۔

منتشر مرحلے میں ذرات کے درمیان ایسوسی ایشن کی وجہ سے ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والے مالیکیولز کے درمیان ممکنہ توانائی میں اضافہ کرتے ہیں۔ اس طرح، اعلی قینچ کی شرح پر مالیکیولز کے درمیان تعلق کو توڑنے کے لیے زیادہ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے، اور اسی قینچ کے تناؤ کو حاصل کرنے کے لیے درکار قینچ کی قوت بھی زیادہ ہوتی ہے، تاکہ نظام اعلی قینچ کی شرح پر زیادہ قینچ کی شرح کو ظاہر کرے۔ ظاہر viscosity. زیادہ اونچی قینچ والی واسکاسیٹی اور کم کم قینچ والی واسکاسیٹی صرف پینٹ کی rheological خصوصیات میں عام گاڑھا کرنے والوں کی کمی کو پورا کر سکتی ہے، یعنی لیٹیکس پینٹ کی روانی کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے دونوں گاڑھوں کو ملا کر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ موٹی فلم اور کوٹنگ فلم کے بہاؤ میں کوٹنگ کی جامع ضروریات کو پورا کرنے کے لیے متغیر کارکردگی۔