ΠΟΛΥΜΕΡΗ ΕΠΙΧΡΙΣΜΑΤΑ Νίκος Πετράκης Πανεπιστήμιο Κρήτης – Τμήμα Χημείας Ηράκλειο 2002

Εισαγωγή Ως επιχρίσματα ορίζονται τα πολυμερή αυτά τα οποία χρησιμοποιούνται για να καλύψουν κάτι να το προστατεύσουν ή για διακοσμητικούς σκοπούς Προστασία Από μηχανικούς παράγοντες  Προστασία από γρατζουνιές  Αντιολισθητικότητα Από περιβαλλοντικούς παράγοντες  Αντοχή στην υγρασία  Αντοχή στους οργανικούς διαλύτες  Αντοχή στη φωτοδιάσπαση Διακοσμητική Κάλυψη επιφανειών, κρυψιμο ατελιών

Κατηγορίες Επιχρίσματων Αρχιτεκτονικά –Χαμηλού κόστους –Ευχρηστα –Χρήση σε ακατέργαστες επιφάνειες –Δεν απαιτήται έλεγχος στις περιβαλλοντικές συνθήκες Βιομηχανικά –Χρήση στην κατασκευή άλλων προϊόντων –Για την χρήση τους απαιτείται εξειδίκευση ή ειδικό ρομπότ –Απαιτούνται ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες Ειδικά –Υψηλού κόστους –Χρήση για ειδικούς σκοπούς

Κατηγορίες οργανικών ενώσεων που περιέχουν Πρόσθετα –Μικρή ποσότητα (< 2 %) από υλικά που βελτιώνουν τις ιδιότητες των πολυμερών Συγκολλητικά –Τα πολυμερή που σχηματίζουν το φιλμ του επιχρήσματος Φορείς –Η φάση που περιέχει το πολυμερές (οργανικοί διαλύτες, υγρό διοξείδιο του άνθρακα, νερό) Χρώματα (Pigments) –Αδιάλυτα στερεά που χρωματίζουν και κάνουν αδιαφανή το επίχρισμα

Επιθυμητές ιδιότητες ενός επιχρίσματος να σχηματίζει μία ομαλή επιφάνεια, πιο ομαλή συχνά από την επιφάνεια που επικαλύπτει να μην σχηματίζει σταγόνες πάνω στην επιφάνεια να αντέχει στις περιβαλλοντικές συνθήκες και στη διάβρωση να στεγνώνει γρήγορα, αλλά να μην πείζει κατά την αποθήκευσή του –Για να συμβεί αυτό απαιτείται συχνά να αναμείξουμε διαφορετικά συστατικά ενός επιχρήσματος πριν την χρήση Να μην στεγνώνει κατά την διάρκεια της χρήσης

Τρόποι που χρησιμοποιούνται για να μην αντιδρά το επίχρισμα πριν τη χρήση Χρήση συστήματος που αντιδρά με ακτινοβολια Χρήση συστήματος καταλυόμενου από την ατμόσφαιρα Χρήση ενός πτητικού αναστολέα Χρήση συστήματος που μας δίνει ένα πτητικό παραπροϊόν

Χρωματισμός επιχρισμάτων Διαφανή επιχρίσματα (clearcoats) –Δεν περιέχουν πρόσθετο χρώμα –Είναι διαφανή, ώστε να φαίνεται η επιφάνεια που επικαλύπτουν Επιχρίσματα με πρόσθετα χρώματα –Κρύβουν την επικαλυπτόμενη επιφάνεια –Χρωματίζουν

Πρόσθετα χρώματα (pigments) Προσδίδουν χρώμα, «γυαλάδα» και μεταλλική όψη στο επίχρισμα Προσδίδουν μηχανικές ιδιότητες Είναι οργανικές ή ανόργανες ουσίες Είναι συνήθως ακριβά, οπότε χρησιμοποιούνται σε όσο το δυνατόν μικρότερες ποσότητες Παραδείγματα: TiO 2 – δίνει λευκό λαμπερό χρώμα Άνθρακας – δίνει μαύρο χρώμα Al 2 O 3 – δίνει λευκό, θαμπό χρώμα

Είδη συστημάτων επιχρισμάτων Latex –Αποτελούναι από πολυμερή υψηλού μοριακού βάρους σε νερό –Το πολυμερές παραμένει αδιάλυτο, οπότε το μοριακό του βάρος δεν επιρρεάζει το ιξώδες και έτσι μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολυμερή μεγάλου μοριακού βάρους –Δεν απαιτούναι αντιδράσεις δικτύωσης ώστε το πολυμερές να αποκτήσει καλές μηχανικές ιδιότητες Lacquers –Θερμοπλαστικά πολυμερή διαλυμένα σε οργανικούς διαλύτες –Το πολυμερές είναι υψηλού μοριακού βάρους, οπότε μικρή ποσότητα πολυμερούς είναι διαλυμένο στον διαλύτη –Πλεονεκτήματα: Καλό για μεταλλικά χρώματα Μεγάλη ανθεκτικότητα Διατήρηση της «γυαλάδας» Επισκευάζονται ευκολότερα

Πτητικές οργανικές ενώσεις Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον στην ανάπτυξη επιχρίσματων με μειωμένη περιεκτικότητα πτητικών οργανικών ενώσεων, οι οποίες μολύνουν την ατμόσφαιρα και βλάπτουν την υγεία των ανθρώπων Προσπάθειες που καταβάλλονται: –Χρήση υδατοδιαλυτών επιχρισμάτων –Χρήση επιχρισμάτων σε σκόνη

Πολυμερισμός Πολυμερισμός σε διάλυμα –Το μονομερές διαλύεται στον διαλύτη, οπότε πολυμερίζεται ως ένα ορισμένο μοριακό βάρος, οπότε παύει να είναι διαλυτό, οπότε η αντίδραση σταματά Πολυμερισμός σε αιώρημα –Προϋποθέτει την ύπαρξη ενός εκκινητή διαλυτό στο μονομερές Πολυμερισμός σε γαλάκτωμα –Προϋποθέτει την ύπαρξη ενός εκκινητή διαλυτό στο νερό

Παραδείγματα πολυμερών που χρησιμοποιούνται ως επιχρίσματα Poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) –Υδατικά γαλακτώματα του PTFE χρησιμοποιούνται για να επικαλύψουν χημικές συσκευές και μαγειρκά σκεύη Poly(vinyl chloride) (PVC) –Χρησιμοποιείται εξαιτίας της μεγάλης αντοχής του στη θερμοκρασία, της αντοχής του σε οργανικούς διαλύτες και των αντικολλητικών του ιδιοτήτων