حمض الأكريليك الجليدي، المعروف أيضًا باسم GAA (C3H4O2)، ينتمي إلى عائلة مونومرات الأحماض الكربوكسيلية غير المشبعة. ما يميزه هو وزنه الجزيئي المنخفض نسبيًا، حوالي 72.06 غرام لكل مول، مما يسمح له بالانتشار بسرعة عبر الأنظمة المائية. عند النظر إلى خصائصه الفيزيائية، فإن اللزوجة تبلغ حوالي 1.3 ملي باسكال.ثانية عند درجة حرارة الغرفة (حوالي 20 درجة مئوية)، مما يجعل من السهل مزجه في التركيبات. المادة لها درجة حرارة انتقال زجاجي تبلغ حوالي 101 درجة مئوية، مما يعني أنه بمجرد معالجتها في أفلام الراتنج، فإن هذه المنتجات تحافظ على شكلها وسلامتها حتى عند التعرض للحرارة. ومع ذلك، هناك شيء واحد يجب أن ينتبه إليه المصنعون: يبدأ GAA في التصلب عند درجات حرارة أقل من 13 درجة مئوية. هذا يعني أن ظروف التخزين المناسبة ضرورية طوال عملية النقل وإدارة المخزون. إذا تشكلت بلورات أثناء التخزين، فقد تؤدي إلى اضطراب في توزيع المثبطات داخل المنتج وتجعل التعامل معه أكثر صعوبة في الموقع.
يعد GAA عالي النقاء ضروريًا لأداء راتنجات متسقة. وتتضمن المواصفات الصناعية ما يلي:
بينما تُحسّن مستويات MEHQ الأعلى (حتى 50 جزء في المليون) من استقرار التخزين، إلا أنها قد تبطئ كينتيك التبلمر أثناء تصنيع الراتنجات، مما يتطلب تعديلات في العملية.
تعزز الرطوبة الزائدة عن 150 جزء في المليون التفاعل الثانوي لتكوين حمض الدياكrylic، مما يؤدي إلى استهلاك ما يصل إلى 8% من مواقع المونومر التفاعلية. ويقلل هذا التفاعل الجانبي من كفاءة القيمة الحمضية بنسبة 12–15% في الراتنجات المائية، كما لوحظ في اختبارات الشيخوخة المُسرَّعة (40°C/75% RH). والحفاظ على محتوى الرطوبة أقل من 0.02% يضمن ≥98% تفاعلية المونومر على مدى ستة أشهر عند تخزينه بدرجة حرارة 20–25°C.
حمض الأكريليك الجليدي، أو اختصارًا GAA، يعمل بطريقتين داخل الراتنجات القائمة على الماء حيث يعمل كأحادي متفاعل، كما يساعد أيضًا في تثبيت الكولويديات. يجد معظم المصنّعين نتائج جيدة عندما يستخدمون ما بين 2 إلى 5 بالمائة وزنًا من هذا المكوّن. وعند وجوده بهذه التركيزات، تساعد مجموعات الحمض الكربوكسيلي في الحفاظ على استقرار جسيمات اللاتكس من خلال القوى الكهروستاتيكية، مع الحفاظ في الوقت نفسه على ما يكفي من الروابط الهيدروجينية لضمان خصائص التصاق مناسبة. أظهرت أبحاث حديثة في مجال علم البوليمرات نتائج مثيرة للاهتمام حول أداء GAA. فقد أظهرت الراتنجات التي تحتوي على حوالي 3.2% من GAA تحسنًا ملحوظًا في مقاومة قوة التقشير مقارنة بالتركيبات القياسية، حيث بلغت قوتها قبل حدوث الفشل ما يقارب المضاعف. ما يُثير الإعجاب حقًا هو أن هذا التحسن لا يأتي على حساب الاستقرار على المدى الطويل، إذ بقيت العينات قابلة للاستخدام لأكثر من ستة أشهر حتى عند تخزينها في درجات حرارة الغرفة.
تزيد قيمة الحموضة (AV) بشكل خطي مع محتوى GAA، مما يتطلب تحسينًا دقيقًا لتحقيق توازن بين التفاعلية والمتانة:
| تركيز GAA | قيمة الحموضة (ملغ KOH/غ) | المقاومة للماء (ساعة) | الالتصاق (MPa) |
|---|---|---|---|
| 2% | 18 | 240 | 3.8 |
| 4% | 34 | 180 | 5.2 |
| 6% | 49 | 90 | 6.1 |
أظهرت الأبحاث أن الحفاظ على قيمة الحموضة دون 40 ملغ KOH/غ يمنع الحساسية المفرطة للماء في حين يدعم التشابك الفعال مع الأيونات المعدنية، مما يجعله مثاليًا للطلاءات المائية المتينة.
في تجربة صياغة باستخدام راتنجات أكريلية معدلة هيدروكسيلية بنسبة 15–25%، خفض تركيز GAA من 5% إلى 3% ضاعف المقاومة للماء، محققًا أداءً في رش الملح لمدة 800 ساعة. هذا يدعم النتائج من دراسات تحسين الطلاءات المائية التي تنصح باستخدام ≤4% GAA في التطبيقات الخارجية التي تتطلب كلًا من القوة الميكانيكية (>80% استطالة عند الكسر) والاستقرار الهيدروليكي (≤5% فقدان الوزن بعد غمر لمدة 30 يومًا).
يحتوي حمض الأكريليك (GAA) على مجموعات حمض الكربوكسيلي التي يمكنها تشكيل روابط كيميائية مع مواد متنوعة تشمل الأيونات المعدنية مثل الزنك والكالسيوم، وكذلك المركبات الأزيريدنية. عندما يصل مستوى الرقم الهيدروجيني إلى حوالي 8.5 أو أعلى، تميل أيونات الزنك إلى الارتباط بجموعتين إلى ثلاث مجموعات حمضية في نفس الوقت. إن عملية الربط هذه تجعل طبقة الطلاء الناتجة أقسى بنسبة تصل إلى 40٪ مقارنة بتلك التي لا تحتوي على هذا النوع من التشابك. أما بالنسبة لمُشابك الأزيردين، فإنها تحتاج إلى معالجة حرارية عند درجات حرارة تزيد عن 50 درجة مئوية لتكون فعالة. ولكن بمجرد تنشيطها، فإنها تشكل روابط مستقرة للغاية تقاوم التحلل الناتج عن التعرض للماء. هذا هو السبب في أن العديد من الشركات المصنعة تفضل استخدامها في المنتجات المعرضة لظروف خارجية قاسية حيث تكون المتانة أمرًا بالغ الأهمية.
| نوع المُشابك | الرقم الهيدروجيني للتنشيط | درجة حرارة التصلب | استقرار الرابطة (ASTM D714) |
|---|---|---|---|
| أيونات الزنك | 8.5–9.5 | بيئة | متوسط (3000 دورة) |
| أزييردين | 6.5–7.5 | 50–80°م | عالي (8000 دورة) |
يُظهر GAA نِسَب تفاعل تبلغ 0.85 مع الستايرين و1.2 مع أكريلات البُوتيل، مما يُفضِّل التفاعل المشترك المتناوب في الحالة الأخيرة. ويتيح ذلك التحكم الدقيق في وضع مجموعات الحمض، مع إثبات أن إدخال 12% من GAA يُحسِّن استقرار اللاتكس وكثافة التشابك.
إن إضافة GAA على دفعات نصفية أثناء عملية البلمرة تزيد كثافة التفرع بنسبة 22% مقارنة بالطرق التقليدية المسبقة. كما أن التغذية المؤجلة (بعد تحويل أكثر من 60% من المونومر) تخلق توزيعًا متدرجًا للحمض، مما يحسن مقاومة الشد (35 MPa) ومقاومة القلويات (الاحتفاظ بـ 95% من الخصائص بعد 168 ساعة عند pH 10).
مع تشديد اللوائح العالمية المتعلقة بالمركبات العضوية المتطايرة (VOCs)، يعتمد مصنّعو الراتنجات القائمة على الماء بشكل متزايد على حمض الأكريليك الجليدي (GAA) لتطوير طلاءات عالية الأداء ومتوافقة مع المعايير التنظيمية.
إن مستوى النقاء العالي لحمض الغليسين (GAA) (أكثر من 99.5%) يساعد في تقليل التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها، مما يمنح تحكمًا أفضل في قيم الحموضة ويقلل انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة (VOC) بنسبة تتراوح بين 30 إلى 40 بالمئة مقارنةً بالأنظمة التقليدية المذيبة. وقد أظهر تحليل صناعي حديث أُجري السنة الماضية أن الصيغ القائمة على حمض الغليسين تحتوي عادةً على أقل من 50 غرام في اللتر من المركبات العضوية المتطايرة، وهو ما يتوافق فعليًا مع معايير LEED وWELL الصارمة الخاصة بالمباني الخضراء. علاوةً على ذلك، وبما أن لحمض الغليسين مستويات رطوبة منخفضة للغاية (أقل من نصف بالمئة)، فلا توجد أيضًا أي مخاطر تتعلق بمشاكل التحلل المائي. وهذا يعني أن معلقات اللاتكس تبقى مستقرة حتى عند العمل بتركيزات صلبة تتراوح بين 40 إلى 45 بالمئة، مما يجعل التعامل معها أسهل بكثير أثناء عمليات الإنتاج.
عند الحديث عن طلاءات المعادن، تُظهر الراتنجات الأكريليكية المُعدَّلة بحمض الجليكوليك (GAA) التصاقًا أقوى بنسبة تتراوح بين 15 إلى 20 بالمائة مقارنةً بالهجينات الإيبوكسية التقليدية وفقًا لاختبارات الشيخوخة المتسارعة المحددة في معايير ASTM D4587. وقد بدأ العديد من المصنّعين في استبدال ما يقارب الثلثين من محتوى الراتنج الإيبوكسي في منتجاتهم باستخدام هذه البوليمرات المشتركة من حمض الجليكوليك (GAA) عند تصنيع طلاءات الأرضيات الصناعية. وتحافظ هذه الخطوة على مقاومة المواد الكيميائية المطلوبة، لكنها تقلل من وقت التصلب بنسبة تصل إلى الربع وفقًا لإرشادات ISO 12944-6 الصادرة عام 2023. وتستفيد الصيغ الحديثة من مجموعات الكربوكسيل الموجودة في مواد حمض الجليكوليك (GAA) لتكوين روابط عرضية دون الحاجة إلى استخدام مركبات الأزيتيدلين (aziridines)، مما يعني أن طلاءات الطبقة الأساسية في صناعة السيارات يمكن أن تتحمل اختبارات الرش الملحي لمدة تزيد عن 500 ساعة قبل ظهور أي علامات للتدهور. وللشركات التي تسعى لتحسين الأداء والكفاءة في عمليات الطلاء الخاصة بها، تمثل هذه التطورات تقدمًا كبيرًا يستحق النظر.
حمض الأكريليك الجليدي هو مونومر حمضي كربوكسيلي غير مشبع بصيغة كيميائية C3H4O2. ويُستخدم في مختلف التطبيقات الصناعية، ويُعدّ بشكل أساسي مونومر تفاعلي في تركيبات الراتنجات الأكريلية.
حمض GAA عالي النقاء، الذي يبلغ عادةً أكثر من 99.5%، يضمن أداءً متسقًا في تطبيقات الراتنج من خلال تقليل التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها وتحسين التحكم في قيم الحمض.
يمكن أن تؤدي الرطوبة الزائدة في حمض GAA إلى التماثل (Dimerization)، مما يؤثر سلبًا على تفاعلاته ويقلل من كفاءة قيمة الحمض. ويساعد الحفاظ على مستويات منخفضة من الرطوبة في الحفاظ على تفاعلية وفعالية حمض GAA.
يساعد حمض GAA في تحسين التصاق الطلاءات المائية واستقرارها وأدائها، كما يقلل من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة (VOC) مقارنةً بأنظمة المذيبات التقليدية.
أخبار ساخنة2025-07-25
2025-06-16
2025-04-07
2025-04-07
2025-04-07
2025-09-02
EN
