Chemistry Labs

Hoá học công nghiệp và ứng dụng

Sơn, chất phủ, keo dán

Cách sắc tố, chất kết dính và bề mặt kết hợp để tạo lớp phủ bảo vệ và mối dán bền chắc.

Trực giácSơn là một vật liệu được phối chế

Sơn thường gồm chất kết dính, sắc tố hoặc chất độn, môi trường lỏng và một lượng nhỏ phụ gia. Khi thi công, lớp màng ướt được trải ra; sự bay hơi, sắp xếp hạt và phản ứng hoá học tạo nên lớp phủ cuối cùng.

Phổ thôngChất kết dính tạo nên màng

Định nghĩa: Chất kết dính

Thành phần tạo màng, liên kết các hạt sắc tố với nhau và neo lớp phủ lên nền. Hoá học của nó ảnh hưởng mạnh đến độ bám dính, tính linh hoạt, khả năng chịu nước và độ bền.

Sắc tố tạo màu, độ che phủ hoặc tính năng; chất độn điều chỉnh thể tích, kết cấu và chi phí. Nồng độ thể tích sắc tố ảnh hưởng việc còn đủ chất kết dính để tạo màng liên tục, chắc chắn hay không.

Đại họcTừ lớp phủ ướt đến màng rắn

Sơn latex gốc nước tạo màng khi nước rời đi, các hạt polime tiến gần, biến dạng và hợp nhất. Chất trợ tạo màng có thể hỗ trợ quá trình này; nhiệt độ và độ ẩm làm thay đổi tốc độ. Một số lớp phủ đóng rắn chủ yếu nhờ liên kết ngang hoá học.

polymer chains+cross-linker⟶network\text{polymer chains} + \text{cross-linker} \longrightarrow \text{network}

Liên kết ngang có thể tăng khả năng chịu dung môi và nhiệt, nhưng mật độ liên kết quá cao có thể làm màng giòn. Công thức cần cân bằng độ cứng với độ dai và tính linh hoạt.

Nâng caoĐộ bám dính bắt đầu ở bề mặt tiếp xúc

Keo dán truyền tải trọng giữa các bề mặt ghép. Sự thấm ướt đưa keo tiếp xúc sát bề mặt; tương tác phân tử, móc nối cơ học hoặc liên kết hoá học cùng góp phần. Độ sạch, năng lượng bề mặt, độ nhám và độ ẩm có thể làm thay đổi kết quả.

Nâng caoHiệu năng phải được đo, không thể mặc định

Thử nghiệm lớp phủ có thể đánh giá độ bám dính, độ bóng, mài mòn, chống ăn mòn và lão hoá thời tiết. Thử keo phân biệt tải kéo, cắt và bóc. Kết quả phụ thuộc chuẩn bị mẫu, điều hoà, hình học và phương pháp; báo cáo cần nêu tiêu chuẩn đã dùng.

Ví dụ: Vì sao lớp phủ bong tróc

Một lớp phủ bong khỏi nền bụi và ẩm dù dùng chất kết dính bền. Trước tiên cần khảo sát phần nào của hệ?

Lời giải

Bắt đầu với bề mặt tiếp xúc và khâu chuẩn bị: bụi bẩn và ẩm có thể cản trở thấm ướt, làm yếu độ bám. Kiểm tra làm sạch, làm khô và tính tương hợp của nền trước khi đổi chất kết dính; sau đó dùng phép thử bám dính có quy định để xác định dạng phá hỏng.

Nghiên cứuBiên giới nghiên cứu

Trong sơn, vai trò của chất kết dính (nhựa) là gì?

Mối nối keo dán bị phá hoại “đồng nhất” (cohesive) khi:

Tài liệu tham khảo

  • Organic Coatings: Science and Technology · Z. W. Wicks Jr., F. N. Jones, S. P. Pappas, D. A. Wicks, 2007
  • Handbook of Adhesion Technology · L. F. M. da Silva, A. Öchsner, R. D. Adams, editors, 2011