|
|
|
PIGMENTII IN VOPSELELE ORGANICE
In general, pigmentul protejeaza baza polimerului prin absorbtia de ultraviolete din radiatia solara. Foto-stabilizarea sistemului, prin intermediul pigmentilor, depinde astfel de spectrele de absorbtie ale pigmentului, si in plus, de activitatea fotocatalitica a pigmentului in degradarea pilimerilor. Pigmentii inchisi care protejeaza polimerul datorita capacitatii lor crescute de absorbtie pentru radiatia ultravioleta arata modul cel mai inalt de tratare, impuritatile rezidulale, stabilitatea chimica si proprietatile spectrului sunt caracteristicile principale ale pigmentilor care afecteaza selectarea si optimizarea vopselelor industriale [69].
Pigmentii anticorozivi reprezinta un segment separat de pigmenti, care actioneaza datorita proprietatilor lor specifice prelungite asupra actiunii vopselei de protectie.
In ceea ce proveste comportamentul vopselei anticorozive din perspectiva protectiei fata de coroziune, proprietatile pigmentilor sunt elemente de determinare, pe langa efectele fizice si chimice. Totusi nu este posibil de a se lua in considerare pigmentul separat, ci sistemul pigemnt liant trebuie considerat intotdeauna ca un intreg. Comportamentul de diaspersie a sistemului si grosimea peliculei obtinute sunt doi factori care raman si care au mare importanta din punct de vedere al tehnicii de aplicare.
Urmatoarea schema, Figura 4.74, indica diversele posibilitati de aranjare a pigmentului in pelicula liantului. De aici reiese in mod evident faptul ca este afectata calitatea peliculei obtinute de catre anumiti factori, cum ar fi, marimea particulelor si distribuirea marimii pigmentilor individuali. Atunci, acesti parametri sunt in stransa legatura cu permeabilitatea la apa si gaze, iar pentru aceste caracteristici, legatura se face si cu protectia impotriva coroziunii si eficienta peliculei. Dupa cum se poate observa in figura urmatoare, spatiile dintre particulele pigmentului sunt relativ neocupate intr-o mare masura de umpleri in izodispersie. Spre deosebire de dizlocarea in heterodispersie a marimii particulelor, devine atunci posibil, in principiu, la o trecere de umezeala mai rapida la substratul metalulului purtator.Densitatea mare de umplere (bineinteles, mai jos de valoarea CPV) reduce valorile permeabilitatii la apa, vapori si gaze. Cu privire la acest fapt, umplerea peliculei organice cu pigmenti anorganici (materialele de umplere) trebuie sa fie la valoare optima. Aceasta este posibil prin fixarea peliculelor de pigment si a particulelor de materiale de umplere la valori determinate in ceea ce priveste marimile si formele particulelor [31].
Figura 4.74. Schema umplerii pigmentului prin izodispersie si heterodispersie
Reducerea gradului de patrundere a substantei corozive
Aranjarea in heterodispersie (A) a particulelor de pigment nu face posibila neacceleratia patrunderii substantelor corozive prin pelicula de vopsea. Traiectoria de la suprafata peliculei la substratul metalic este foarte scurta. Nu trebuie pus nici un ecran la mediul coroziv, iar traiectoria de difuziune poate egaliza grosimea peliculei in masura limitata. Substantele acide care realizeaza difuzia sunt in principal in contact cu liantul pe parcursul intregii traiectorii.
La aranjarea particulelor de pigment in izodispersie (B), traiectoria de difuziune este prelungita, deoarece particulele mici umplu tot spatiul dintre cele mai mari particule de pigment. Substanta coroziva intalneste un ecran pe traiectoria sa prin pelicula, fapt ce neaccelereaza intrecul proces de difuzie. In ceea ce priveste pozitionarea particulelor lamelare a unui alt pigment intre particulele izometrice ale pigmentului, traiectoria substantelor corozive prin pelicula se realizeaza si mai dificil. (C).
Pe langa formele particulelor de pigment, un efect semnificativ il are si umectarea particulelor de pigment din liant. Pigentii sunt foarte adesea umpluti cu un strat de umezeala, care, impreuna cu aerul absorbit, poate cauza neomogenitate in pelicula vopselei. Acesta inseamna ca nu este vorba de interfata pigment/liant, ci sunt implicate interfetele pigment/faza apoasa/liant. In ciuda faptului ca acest strat poate avea grosime foarte scazuta, viteza difuziunii mediului coroziv prin acest spatiu este foarte mare.
Figura 4.75. Reprezentarea particulelei de pigment incomplet umezite
Strat submicronic de apa si aer
Liant
Pigment sau particula de umplere
Compozitia chimica a pigmentului are efect asupra posibilitatii aparitiei reactiilor chimice intre pigment si substantele corozive acide. Aceste substante sunt neutralizate la contactul particulelor de pigment cu substantele, timp in care permeabilitatea carora este redusa, iar posibilitatea unui atac distructiv asupra liantului este exclusa. Aceasta neutralizare poate apare intr-un strat submicronic de aer si umezeala la interfata. O semnificatie suplimentara a mecanismului de neutralizare consta in strangerea porilor si a spatiilor libere din vopsea, de asemenea, stratul inainte mentionat, poate fi umplut cu produsii de reactie.
Permeabilitatea la apa a peliculei este afectata in mare masura nu doar de catre gradul de pimentare, ci si de natura pigmentului chimic. Datorita faptului ca pigmentii cel mai des utilizati au caracte anorganic, iar liantul este deobicei un compus macromolecular organic, apa dovedeste o afinitate mai mare la pigmentii anorganici. Sistemul pigmentat expus la umiditate relativ inalta arata o tendinta de acumulare a apei la interfata pigment/liant. Aceasta cantitate este deobicei mult mai mare decat aceea absorbita de catre liantul in sine.
In ceea ce priveste acumularea apei la interfata liant/pigment, in aceste locuri are loc o crestere a vitezei de difuziune a mediului coroziv prin pelicula. Atunci, permeabilitatea peliculei creste odata cu concentratia volumului pigmentului.
Daca nu ar apare nici o acumulare a apei la interfata pigment/liant, permeabilitatea peliculei si viteza de difuziune a apei s-ar reduce odata cu cresterea concentratiei volumului de pigment, datorita cresterii traiectoriei compusului care se difuzeaza prin pelicula. Difuziunea lichidelor si gazelor inerte in particula de pigment nu are loc de-a lungul pigmentului, ci doar la suprafata acestuia.
Diferenta de pigmentare intre peliculele mici si mari este prezentata in Figurile 4.76. si 4.77.
Figura 4.76. Sectiune prin pelicula de film pigmentata cu pigmenti izometrici in particule mici
Starea reprezentata mai sus nu este in mod necesar cauzata de calitatea pigementului sau selectia prost facuta a acestuia, ci si de eficienta scazuta in procesul de dispersie utilizat in productia de sisteme de vopsea. In acest caz, poate aparea in materialul vopselei separarea particulelor secundare de tip floculat si aglomerat, sau poate agregate.
Figura 4.77. Sectiunea prin pelicula de vopsea pigmentata cu pigmentii izometrici in particule mari
Apa
Figura 4.77 reprezinta starea cand filmul este pigmentat cu particule de forma izometrica sau cu particule secundare cu marimea de 50-100 mm. Aceste particule formeaza inevitabil o celula intre suprafata peliculei si substrat, independent de valoarea PVC. O patrundere usoara a apei poate atinge cu usurinta, in cazul unei valori scazute a PVC, cu mult mai jos de valoarea CPVC.
