شیمیدانهای پلیمری مووسسه فناوری ناگویا در ژاپن، یک فرایند جدید و ساده جهت پوشش دهی (رنگ کردن) فلزات را ابداع کرده اند، که هم کارایی بیشتری نسبت به روشهای قبلی دارد و هم از منظر استفاده از انرژی بسیاری مقرون به صرفه تر بوده و در ذخیره ی انرژی موثر است. این روش شامل تغییر و اصلاح شیمیایی پلیمرهای غیریونی و فناوری نانو است.
به گزارش واحد ترجمه و تولید محتوی صنایع پلاستیک، پوشش دادن با متد الکتروفورتیک یک روش صنعتی استاندارد برای پوشاندن فلزات است که خواص گوناگونی دارد و از جمله ی اهم آنها، پیش گیری از فرآیند زنگ زدگی فلزات است. روشهای جاری برای پوشاندن فلزات یا ایجاد پوشش برای فلزات، نیازمند یک فرآیند پیشرفته و پیچده است که از نظر هزینه نیز بسیار گران قیمت می باشند.
فرایند مذکور، دارای سه مرحله میباشد و هزینه و زمان زیادی را به صنعتگر تحمیل می کند. پروفسور آکینوری تاکاسو (Akinori Takasu) و همکارانش نوع جدیدی از پلیمرهای غیریونی را یافته اند که می تواند با رسوب الکتروفورزیک، مورد استفاده قرار گیرد. این پلیمر فرایند پوشاندن یا ایجاد پوشش روی فلز را از سه مرحله ی کنونی به یک مرحله کاسته و در مصرف انرژی هم به شکل قابل توجهی کاهش ایجاد می کند.
کلید این اکتشاف؛ افزودن گروه شیمیایی خاصی به مولکول های پلیمر غیر یونی.
رهبر این پژوهش، آقای پروفسور تاکاسو می گوید: ” نکته کلیدی این روش افزودن گروه شیمیایی خاصی به مولکول پلیمر غیر یونی است.” وی توضیح می دهد:” کشف این مهم به صورت اتفاقی صورت گرفت و در حین طراحی مواد جدید برای ایمپلنت های دهان و دندان، رخ داد. هنگامیکه یک پلیمر غیریونی گروه سولفینول به سمت آند الکترولیز حرکت کرد.”
پیش از این، گروه تحقیقاتی نشان داده بود زمانی که وقتی از ولتاژ کم استفاده می‌شود، پوشش الکتروفورتیک ضخیم می‌شود. ترکیب این مجموعه از یافته ها، باعث می شود تا فرآیند چند مرحله ای ایجاد پوشش روی فلزات جهت جلوگیری از زنگ زدگی، به یک مرحله کاهش یابد. برای اهداف تجاری، اینکه رنگ پوشش چه باشد، یکی از عوامل مهم و تاثیرگذار است. بنابراین پرفسور آکینو تاکاسو و همکارانش به بررسی خواص رنگی پلیمرهای غیر یونی در آب پس از اعمال پوشش پرداختند.
پرفسور تاکاسو می گوید: “پیشرفت ما این بود که نانو ذرات را به این پلیمرهای غیر یونی اضافه کردیم. ذرات جدید، رنگ های پایه، ساختاری و متنوعی را مانند سنگهایOpal به ما نشان دادند. با ایجاد تغییراتی در اندازه و تعداد ذرات، کنترل عدد موج این ذرات ممکن می شود و به همین شکل می توان که رنگ نشر یافته را تعیین کرد.
تاکاسو با وجود اینکه معتقدست پلیمرهای غیر یونی با گروه سولفونیل به راحتی واکنش می دهند، در مقابل کنترل اندازه ی ذرات امری دشوار و سخت می داند. بنابراین در این تحقیق، او و تیم همکارانش تکنولوژی کنترل اندازه را توسعه دادند و ذرات با استفاده از کوپلیمرزاسیون امولوسیون بدون صابون آماده کردند، که به طور مداوم نانو ذرات را به اندازه ی ۳۰۰ نانومتر اندازه گیری می نمود. سپس آنها ذرات در آب اکسید کردند تا گروه سولفونیل را تولید کنند. در نهایت پوشش الکتروفورزیک به فولاد پوشانده شد (روکش شد.) به بیان ساده تر، می توان گفت پرفسور تاکاسو و همکارانش در این تحقیق، در واقع تکنولوژی کنترل اندازه ی ذرات توسعه دادند به طوریکه امکان تولید نانوذرات با اندازه های یکسان میسر شد. بعد از اینکه این نانوذرات به روشی که بالاتر شرح داده شد، اکسید شده و به صورت یکنواخت تولید شدند، با متدهای الکتروفورتیک سطوح را Coat کردند یا پوشش دادند. نکته جالب قابل ذکر دیگر، این بود که وقتی پوشش فولاد را Cover کرد یا روی فولاد نشست، تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان دادند که ذرات یکنواخت، فولاد با الگوی ” لانه زنبوری” پوشانده اند.
پرفسور Takasu می گوید: “من انتظار دارم که مطالعه ما به یک نوع جدید از نقاشی الکتروفورزیک منجر شود که می تواند برای هر تکنولوژی پوشش مانند خودرو و فیبر استفاده شود.”
این تکنیک بر مشکلاتی که به دلیل رنگ آمیزی ساختاری، از جمله مشکلات محو شدن رنگ و یا خسارت ناشی از اشعه ماوراء بنفش (UV) چیره شده است، چرا که از پراکندگی الکتروفورز به صورت گسترده استفاده می کند.
منبع: Eurek Alert
