في صناعة الطلاء , ترسيب الأصباغ والمواد المالئة له تأثير كبير على خصائص الطلاء عند نقطة الاستخدام . القدرة على تحديد خصائص الترسيب بدقة أمر بالغ الأهمية لتطوير الطلاء المستقر - ومع ذلك فإن الغالبية اختبار الترسيب لا يزال يتم إجراؤه عن طريق الفحص البصري . في هذه المقالة , نلقي نظرة على أساسيات الترسيب , لماذا يعتبر الترسيب مهمًا في صناعة الطلاء , وكيف تتيح محللات الاستقرار التحسين الدقيق لـ تركيبات الطلاء .¹

اساسيات الترسيب

الترسيب هو العملية التي يتم من خلالها ترسيب الجسيمات الصلبة , المعلقة مبدئيًا في الطور السائل , في قاع الحاوية بمرور الوقت . يحدث الترسيب أساسًا بسبب اختلاف الكثافة بين المرحلتين . كثيفًا نسبيًا ستغرق الجسيمات الصلبة بشكل طبيعي في قاع مائع أقل كثافة للأسباب نفسها التي تجعل الحجر يغوص في قاع البحيرة , أو أن الغبار الذي يحمله الهواء سيستقر في النهاية على الأرض .

يتم إعطاء وصف أساسي للترسيب من خلال قانون ستوكس , الذي يعتبر الجسيمات الكروية التي تسقط من خلال مائع بسيط . يعطي قانون ستوكس معادلة للسرعة v التي يسقط بها الجسيم الصلب من التعليق:

ت u003d (Δρ_p gd ^ 2) / 18η

في هذه المعادلة , Δρ_p هو الفرق بين كثافة المرحلتين الصلبة والسائلة , g هي قوة الجاذبية , d هو قطر الجسيم المعني و η هي لزوجة المرحلة السائلة . يخبرنا هذا العلاج الرياضي أن معدل الترسيب يعتمد على حجم الجسيمات , لزوجة المرحلة السائلة , والاختلاف في الكثافة بين المرحلتين الصلبة والسائلة: الحجر يغرق بسرعة في الماء , بينما يمكن لغبار البناء يستغرق دقائق أو ساعات حتى يستقر اعتمادًا على حجم الجسيمات .²

من المهم أن تتذكر , على الرغم من , أن هذا النموذج هو مجرد تقدير تقريبي من الدرجة الأولى .³ الترسيب في الدهانات , الطلاءات , وغيرها من المنتجات الواقعية أكثر تعقيدًا , عادةً ما تشتمل على جزيئات ذات أحجام وأشكال موزعة تسقط من خلال السوائل المعقدة ذات الخصائص المرنة اللزجة .

الترسيب في الطلاءات

تختلف أهمية الترسيب في المنتجات الصناعية المختلفة . في صناعة الطلاء , الأصباغ (الملونات غير القابلة للذوبان) والحشوات (الإضافات الوظيفية) عرضة للترسيب , مما يجعلها غير صالحة للاستعمال عمليًا .
على الجانب الإيجابي , غالبًا ما يكون الترسيب قابلاً للعكس , مما يعني أنه يمكن أحيانًا إعادة تشتت الجزيئات الصلبة بعد استقرارها . لمنتجات معينة , هذه ليست مشكلة - العديد من الأدوية , المشروبات , وغيرها من المنتجات المنزلية توجّه المستخدم ببساطة إلى "الرج جيدًا قبل الاستخدام ." وهذا يكفي لإعادة توزيع المواد الصلبة بالكامل دون أي إزعاج كبير للمستخدم النهائي .

ومع ذلك ، , في العديد من الطلاءات والمنتجات الأخرى , يعني الترابط بين الجسيمات أن الجسيمات المستقرة يمكن أن تشكل أحيانًا رواسب صلبة أو مطاطية لا يمكن إعادة نثرها . حتى عندما يكون التشتت ممكنًا , الطلاءات والدهانات بشكل عام تتطلب مدخلات طاقة عالية نسبيًا لتحقيق ذلك (التحريك الميكانيكي , على سبيل المثال) .

يمكن تقليل الترسيب عن طريق تقليل الاختلاف في الكثافة بين الأطوار الصلبة والسائلة , تقليل حجم الجسيمات وزيادة لزوجة الطور السائل . عادةً ما تستخدم الطلاءات إضافات الريولوجيا , أيضًا , والتي تشكل شبكات ثلاثية الأبعاد لدعم الأصباغ والمواد المالئة ومنعها من السقوط من المعلق . وبالتالي , التحكم في خصائص الترسيب وإعادة التشتت الضرورية لإنتاج طلاءات عالية الجودة .

تميز الترسيب

من أجل الحد من الترسيب بشكل فعال وإنتاج منتجات مستقرة , يحتاج المصنعون إلى أن يكونوا قادرين على وصف هذه السلوكيات بدقة أثناء تطوير المنتجات وتصنيعها .

يظل الفحص البصري هو الطريقة الأكثر شيوعًا لاختبار الترسيب في الصناعة . مما لا شك فيه أنه سهل التنفيذ , كما أن الاختبار البصري لا يتطلب أي نفقات رأسمالية تقريبًا - ومع ذلك , تخضع هذه الطرق دائمًا للتخمين وعدم الدقة . بالإضافة إلى كونها غير دقيقة , يمكن أن تستغرق العملية أيضًا وقتًا طويلاً نظرًا لأن أي اختلافات يجب أن تكون مرئية للعين حتى يمكن اكتشافها .