الدهانات هي مزيج من مواد غير ذائبة تعلق في وسط سائل، سواء كان هذا الوسط السائل يتكون من زيت غني أو مستحلب مائي. يتألف الوسط السائل من مجموعة متنوعة من المواد، سواء كانت عضوية أو غير عضوية. يتميز الدهان بتكوين طبقة متماسكة، تُعرف باسم “فيلم”، عندما يتعرض للهواء ويخضع لتفاعلات مثل البلمرة أو التأكسد أو الجفاف. هذا الفيلم يتمتع بقوة تصاق فعّالة مع السطح المراد طلاؤه.

تصنف الدهانات عمومًا في إحدى الفئتين الرئيسيتين:

1. دهانات زيتية المعلقة: يتكون الوسط السائل فيها من زيت ثقيل وغير مشبع في بعض روابطه. يُستخدم هذا النوع من الدهانات على مختلف الأسطح.
2. دهانات مائية المستحلب: يتكون وسطها المستحلب من الماء، وبالتالي فإنها لا تعتبر مناسبة للاستخدام على الأسطح المعدنية أو اللدنة بسبب خصائصها السطحية مع الماء.

بصفة عامة، تعتبر الدهانات جزءًا أساسيًا في تحسين المظهر الجمالي للأسطح وتوفير حماية فعّالة ضد العوامل البيئية.

تركيب الدهانات:

الفرق بين صناعات الدهانات والورانيش

توجد عدة اختلافات بين صناعات الدهانات والورانيش، وتكمن هذه الاختلافات في تركيبهم والأغراض التي يستخدمون فيها:

1. التركيب الكيميائي:

• الدهانات:
  • تتألف من ورنيش يحتوي على ملونات ومواد مالئة وملدنات.
• الورانيش:
  • يتألف أساساً من المادة المكونة للغشاء (الصمغ) والمذيب.

2. الطبقات اللامعة والغير لامعة:

• الدهانات:
  • يمكن أن تكون لامعة أو غير لامعة اعتمادًا على نسبة الزيت في التركيب.
• الورانيش:
  • عادةً ما يكون لامعًا، ويُعتبر وظيفته الرئيسية هي تحسين مظهر السطح.

3. الأغشية الشفافة والكتيمة:

• الدهانات:
  • تُعد الطبقات الكتيمة التي تغطي السطح وتمنحه اللون.
• الورانيش:
  • تُشكل الطبقات الشفافة التي تعمل كطبقة واقية وتحسن من المظهر.

4. الوظيفة الرئيسية:

• الدهانات:
  • تستخدم لتلوين وتحسين مظهر السطوح.
• الورانيش:
  • يُستخدم كطبقة واقية لتحسين متانة ومقاومة السطوح.

5. التأثير على اللمعان:

• الدهانات:
  • يمكن تعديل لمعانها بناءً على نسبة الزيت والمكونات الأخرى.
• الورانيش:
  • عادةً ما يكون لامعًا، ولكن لا يؤثر على لمعان الدهانات الكتيمة.

6. المذيبات:

• الدهانات:
  • يحتوي التركيب على مذيبات لتسهيل التطبيق والجفاف.
• الورانيش:
  • يحتوي على مذيبات لتسهيل التوزيع والتشكيل.

7. التطبيق:

• الدهانات:
  • يستخدم لتغطية وتلوين السطوح.
• الورانيش:
  • يستخدم لتوفير حماية للسطوح وتحسين مظهرها.

باختصار، الدهانات تتألف من ورنيش يحتوي على ملونات ومواد ملدنة ومالئة، بينما الورانيش يركز أساسًا على تحسين مظهر السطح وتوفير حماية.

اختبارات الدهانات

تُجرى اختبارات الدهانات لضمان جودة المواد الأولية والتحقق من توافقها مع المواصفات الفيزيائية والكيميائية المطلوبة. فيما يلي شرح للبعض من هذه الاختبارات:

1. الخواص الفيزيائية للدهانات:

• تحديد كثافة الدهان:
  • يُقيس بواسطة مقياس الكثافة ويعكس كمية المادة الموجودة في حجم معين من الدهان.
• تحديد لزوجة الدهان:
  • يُحدد بواسطة طرق معروفة ويعكس مقاومة الدهان للتدفق.
• تحديد مدة الجفاف:
  • يُقسم إلى جفاف أولي وجفاف متوسط وجفاف تام لتحديد مدى سرعة جفاف الدهان على السطح.

2. الفحوص الكيميائية للدهانات:

• تعيين كمية المذيب:
  • يتم تحديد نسبة المذيب في الدهان بواسطة عملية التقطير.
• فحص المادة المكونة للأغشية:
  • يُستخدم مذيب خاص لاستخلاص المكونات الرئيسية للغشاء.
• تحليل الملونات:
  • يتم تحديد كمية ونوع الملونات في الدهان بواسطة التثفيل أو الترشيح.

3. اختبارات التقادم:

• تعريض الأغشية للتقلبات الجوية:
  • يتم تعريض الدهانات لظروف جوية محاكاة للتقلبات الجوية الطبيعية.
• استخدام أسطوانات دوارة:
  • يتم تثبيت العينات على أسطوانات دوارة وتعريضها لشروط جوية محاكاة.

تأتي هذه الاختبارات للتأكد من جودة المواد المستخدمة في الدهانات والتأكد من أن الدهان يحقق المواصفات الفيزيائية والكيميائية المطلوبة. يلعب تحديد خواص الدهان، وخاصةً الجفاف والتحمل البيئي، دورًا هامًا في تحديد فعالية وفعالية الدهان.

تحضير الألكيدات المستخدمة في صناعات الدهانات يشمل تحويل الحموض الدسمة الموجودة في الزيوت النباتية إلى الألكيدات المرغوبة. الألكيدات هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة كاربوكسيل ومجموعة هيدروكسيل، وتكون غالبًا مستخدمة في صناعة الدهانات بسبب خصائصها المميزة.

الخطوات العامة لتحضير ألكيدات تشمل:

1. استخلاص الزيوت النباتية:
   • يتم استخراج الحموض الدسمة من زيوت نباتية مثل زيت الكتان أو زيت الخروع.
2. تحويل الحموض الدسمة إلى ألكيدات:
   • يتم تفاعل الحموض الدسمة مع الجليكول لتكوين الألكيدات.
   • المفاعلة تشمل أحيانًا تسخين الخليط بوجود حفاز حمضي مثل حمض الكبريتيك لتسريع التفاعل.
3. تشكيل البنية الشبكية:
   • يتم تشكيل البنية الشبكية للألكيد عن طريق تفاعلها مع مركبات تحتوي على مجموعات هيدروكسيل إضافية.
   • يمكن أن يشمل هذا التفاعل التسخين بحرارة معينة لتكوين الروابط الشبكية.
4. ضبط الخصائص:
   • يتم ضبط الخصائص النهائية للألكيد بواسطة تغيير مكونات الركيزة وشروط التفاعل.
   • إضافة مواد معينة يمكن أن تؤثر على انحلالية الألكيد في المذيبات.

هذه العمليات تهدف إلى الحصول على ألكيدات تتمتع بانحلالية جيدة في المذيبات وتكون قادرة على تشكيل بنية شبكية عند درجات حرارة منخفضة، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في صناعة الدهانات.

طريقة الحمض الدسم:

1. يتم أولاً تحضير الزيت الحمضي من خلال تفاعل الزيت النباتي.
2. يضاف إلى المفاعل الغول المتعدد الوظيفة، والحمض المتعدد الوظيفة، والزيت الحمضي المعدل.
3. تُرفع درجة الحرارة حتى 220-250 درجة مئوية.
4. في حال استخدام الغليسرين كغول متعدد الوظيفة مع بلا ماء حمض الفتاليك، يتم استرة الوظيفة الهيدروكسيلية الأولية أولاً.
5. يحدث تفاعل تشكيل الألكيد على هيكل يحتوي على رديف لحمض الدسم ووظيفتي هيدروكسيل.

الطريقة الغولية:

1. في المرحلة الأولى، يتفاعل الزيت النباتي مع الغول المتعدد الوظيفة في وجود وسيط قلوي ودرجة حرارة مرتفعة.
2. يحدث تفاعل بين الزيت النباتي والغول لتكوين متعدد الغليسريد.
3. في المرحلة الثانية، يتفاعل أحادي الغليسريد مع بلا ماء حمض الفتاليك لتكوين الألكيد النهائي.

الهيكل النهائي للألكيد يتكون من رديف لحمض الدسم ووظيفتي هيدروكسيل. يُراعى أن الغليسرين يلعب دورًا مهمًا في هذه العمليات، حيث يمكن استخدامه كغول متعدد الوظيفة في طريقة الحمض الدسم أو في المرحلة الأولى من الطريقة الغولية.

لتحقيق مزيج من الغليسريدات أحادية وثنائية الغليسريد في صناعات الدهانات، يُمكن تحديد نسب المواد الأولية في المرحلة الأولى بحيث تؤدي إلى تشكيل مزيج مطلوب من الغليسريدات. الحصول على هذا المزيج يعتمد على التحكم في الظروف التفاعلية ونسب المكونات. فيما يلي خطوات يمكن اتخاذها لتحقيق ذلك:

1. تحديد النسب المثلى للمواد الأولية:
   • يجب تحديد النسب المثلى بين الزيت النباتي والغول والحمض المتعدد الوظيفة في المرحلة الأولى. هذا يمكن أن يتم بناءً على الوزن الجزيئي المرغوب والخصائص المطلوبة للمنتج النهائي.
2. استخدام الغول كفاصم:
   • يُمكن تحديد النسب بحيث يلعب الغول دور الفاصم للسلسلة، وبالتالي يمكن التحكم في وزن الجزيء للسلسلة. هذا يؤثر على خصائص الألكيد النهائي.
3. تحكم في ظروف التفاعل:
   • يُمكن ضبط درجة الحرارة والوقت في المرحلة الأولى لتحكم في تشكيل مزيج مطلوب من الغليسريدات.
   • يُفضل إجراء التفاعل في جو خامل لتجنب التأكسد غير المرغوب فيها.
4. استخدام الايتانول لإنهاء التفاعل:
   • يمكن استخدام الايتانول كمذيب لحسم المنتج النهائي. يجب أن يكون الزيت الأولي غير قابل للذوبان في الايتانول بالعكس من الغليسريد.
5. تحديد نهاية التفاعل:
   • يمكن تحديد نهاية التفاعل باستخدام العديد من الأساليب، منها اختبار رقم الحموضة. يُمكن تعديل نسب المكونات في المرحلة الأولى للتحكم في نهاية التفاعل.
6. رصد الخصائص:
   • بعد الحصول على المزيج المرغوب من الغليسريدات، يمكن رصد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للألكيد النهائي لضمان تحقيق الخصائص المطلوبة لصناعات الدهانات.

تحقيق هذا المزيج يتطلب التحكم الدقيق في الظروف التفاعلية وفهم جيد لتأثير نسب المكونات على تكوين المنتج النهائي.

شكرًا لتوفير تفاصيل العمل المخبري. يبدو أن العمليات التي قمت بها هي جزء من تحضير ألكيدات لاستخدامها في صناعة الدهانات. لدي بعض الملاحظات والتوجيهات:

1. التحقق من درجة الحرارة:
   • يجب أن تكون درجات الحرارة التي استخدمتها في التفاعلات ضمن النطاق المناسب للتفاعل وتكوين المنتج المرغوب.
   • يُفضل توفير مراقبة دقيقة لدرجات الحرارة للتحكم في التفاعل.
2. استخدام مذيب:
   • يُنصح بتوضيح نوع وكمية المذيب المستخدم في التفاعلات. المذيب يلعب دورًا هامًا في تحكم في تفاعلات الألكيد.
3. اختبارات التحقق:
   • يُفضل إجراء اختبارات للتحقق من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمنتجات النهائية، مثل اختبار رقم الحموضة وتحديد المكونات الصلبة.
4. ضبط نسب المكونات:
   • يمكن تعديل نسب المكونات في المراحل المختلفة لتحقيق خصائص معينة في المنتج النهائي.
5. التحكم في زمن التفاعل:
   • يمكن تحكم زمن التفاعل للحصول على المنتج المرغوب من حيث الخصائص والتركيب.
6. تكرار الاختبار:
   • يُفضل تكرار التفاعل أو الاختبار باستخدام ظروف متغيرة لتحسين العملية وتحديد الظروف الأمثل.
7. التواصل مع الأمان:
   • تأكد من اتباع إجراءات السلامة المختبرية، بما في ذلك التهوية الجيدة واستخدام وسائل الوقاية الشخصية.

تذكير: تحقق من التشابه والاختلاف بين تفاعل تحضير الألكيدات وتفاعل تحضير الغليسريد.

1. تركيب معاجين الطباعة:
   • يظهر أن تركيب معاجين الطباعة يعتمد على استخدام البيغمنتات والبيندر والمثخن الصناعي وعوامل مساعدة أخرى. توفير نسب صحيحة ومتوازنة من هذه المكونات يلعب دورًا هامًا في جودة وكفاءة معاجين الطباعة.
2. البيندر:
   • يُشير البيندر إلى البوليميرات غير الذائبة في الماء، ويُفضل أن تكون لديه قدرة جيدة على الالتصاق لضمان قوة التماسك على السطوح المطبوعة.
3. المثخن الصناعي:
   • يتم استخدام المثخن الصناعي لتحسين لزوجة المعاجين ومنع الرحلان. يجب توفير توجيهات دقيقة حول كيفية إضافته وخلطه مع المكونات الأخرى.
4. وصفة تحضير معاجين الطباعة:
   • توضيح الوصفة يوفر إرشادات جيدة. يجب الانتباه إلى كميات الماء والبيندر والمثخن وضبط درجة الحموضة للحصول على أداء مثلى.
5. تجفيف وتثبيت:
   • عمليات التجفيف والتثبيت مهمة للحصول على نتائج جيدة. يجب ضبط درجات الحرارة وفترات الزمن بعناية لتحقيق التثبيت الكامل للألوان على الأقمشة.
6. التحكم في pH:
   • ضبط درجة الحموضة مهم لضمان توافق المكونات وجودة الطباعة. يجب أن يتم قياس pH وضبطه وفقًا للمتطلبات.
7. استخدام البيغمنت في الطلاء:
   • يمكن استخدام البيغمنت في الطلاء والدهانات، ويبدو أنه يتم استخدامه بشكل رئيسي في مجال الطباعة.
8. السلامة:
   • يُشدد دائمًا على ضرورة اتباع إجراءات السلامة المختبرية عند التعامل مع المواد الكيميائية والمواد الحساسة.

تقديم المزيد من التفاصيل حول تكنولوجيا البيغمنت وتأثيرها على الأداء النهائي سيكون مفيدًا لفهم كيفية تحقيق أفضل النتائج في عمليات الطباعة.