اسید آکریلیک یخی، که همچنین با نام GAA (C3H4O2) شناخته می‌شود، جزء خانواده مونومرهای اسید کربوکسیلیک غیر اشباع است. آنچه این ماده را خاص می‌کند، وزن مولکولی نسبتاً پایین آن است که حدود ۷۲٫۰۶ گرم در مول است و به آن این امکان می‌دهد تا به سرعت در سیستم‌های پایه آبی گسترش یابد. وقتی به خواص فیزیکی آن نگاه می‌کنیم، ویسکوزیته آن در دمای اتاق (حدود ۲۰ درجه سانتی‌گراد) حدود ۱٫۳ میلی‌پاسکال ثانیه اندازه‌گیری می‌شود که این امر را نسبتاً آسان می‌کند تا در فرمولاسیون‌ها ترکیب شود. این ماده دارای دمای انتقال شیشه‌ای تقریباً ۱۰۱ درجه سانتی‌گراد است، بدین معنی که پس از تبدیل به فیلم‌های رزینی، این محصولات شکل و یکپارچگی خود را حتی در مواجهه با گرما حفظ می‌کنند. با این حال، یک نکته‌ای که سازندگان باید به آن توجه کنند این است که GAA در دماهای پایین‌تر از ۱۳ درجه سانتی‌گراد شروع به تبلور می‌کند. این موضوع به این معنی است که شرایط مناسب نگهداری در طول حمل و نقل و مدیریت موجودی امری ضروری است. اگر در حین نگهداری بلورها تشکیل شوند، می‌توانند توزیع مهارکننده‌ها را درون محصول به هم بزنند و کار با آن را در محل کار بسیار دشوارتر کنند.
GAA با خلوص بالا برای عملکرد مداوم رزین ضروری است. مشخصات صنعتی شامل موارد زیر است:
در حالی که سطوح بالاتر MEHQ (تا 50 ppm) پایداری ذخیره‌سازی را افزایش می‌دهند، ممکن است سینتیک پلیمریزاسیون را در طول سنتز رزین کند کنند و نیاز به تنظیمات فرآیند داشته باشند.
رطوبت کمی که از 150 ppm بیشتر شود، دیمریزاسیون را ترویج می‌دهد و اسید دی‌اکریلیک تشکیل می‌شود و تا 8% از سایت‌های واکنش‌پذیر مونومری را مصرف می‌کند. این واکنش جانبی باعث کاهش کارایی مقدار اسیدی به میزان 12–15% در رزین‌های پایه آبی می‌شود، همان‌طور که در آزمایش‌های پیری شتاب‌دهی (40°C/75% رطوبت نسبی) مشاهده شده است. حفظ رطوبت در سطح پایین‌تر از 0.02% تضمین می‌کند که واکنش‌پذیری مونومری بیش از شش ماه و در دمای ذخیره‌سازی 20–25°C حداقل 98% باقی بماند.
اسید آکریلیک گلیسیال یا به اختصار GAA، در دو روش در رزین‌های پایه آبی عمل می‌کند: هم به عنوان یک مونومر واکنش‌پذیر عمل می‌کند و هم به پایداری کلوئیدها کمک می‌کند. اکثر تولیدکنندگان نتایج خوبی را زمانی مشاهده می‌کنند که از 2 تا 5 درصد وزنی این ماده استفاده می‌کنند. در این غلظت‌ها، گروه‌های اسید کربوکسیلیک به پایداری ذرات لاتکس از طریق نیروهای الکترواستاتیکی کمک می‌کنند، اما هنوز هم پیوندهای هیدروژنی به اندازه کافی برای تضمین خواص چسبندگی مناسب حفظ می‌شوند. تحقیقات اخیر در زمینه علم پلیمرها یافته‌های جالبی درباره عملکرد GAA نشان داده‌اند. رزین‌های حاوی حدود 3.2 درصد GAA بهبود قابل توجهی در مقایسه با فرمول‌بندی‌های استاندارد از لحاظ استحکام پوسته شدن نشان دادند و نیروی لازم برای شکست تقریباً دو برابر شد. چیزی که به ویژه قابل توجه است این است که این بهبودی بدون قربانی کردن پایداری بلندمدت اتفاق می‌افتد، به طوری که نمونه‌ها حتی پس از نگهداری در دمای اتاق به مدت بیش از شش ماه همچنان قابل استفاده باقی می‌مانند.
مقدار اسید (AV) به‌صورت خطی با محتوای GAA افزایش می‌یابد و نیازمند بهینه‌سازی دقیق برای تعادل بین واکنش‌پذیری و دوام است:
| غلظت GAA | مقدار اسید (mg KOH/g) | مقاومت در برابر آب (ساعت) | چسبندگی (MPa) |
|---|---|---|---|
| ۲٪ | 18 | 240 | 3.8 |
| ۴٪ | 34 | 180 | 5.2 |
| 6% | 49 | 90 | 6.1 |
تحقیقات نشان می‌دهد که حفظ AV در زیر 40 mg KOH/g از حساسیت بیش‌ازحد به آب جلوگیری می‌کند و همچنین پلی‌کراس‌لینک شدن مؤثر با یون‌های فلزی را فراهم می‌کند که آن را برای پوشش‌های آب‌پایه دوام‌دار مناسب می‌کند.
در یک آزمایش فرموله‌بندی با استفاده از 15–25% رزین‌های اکریلیک اصلاح‌شده هیدروکسیل، کاهش GAA از 5% به 3% مقاومت در برابر آب را دو برابر کرد و عملکرد 800 ساعتی نمک اسپری را به دست آورد. این موضوع یافته‌های مطالعات بهینه‌سازی پوشش‌های آب‌پایه را تأیید می‌کند که استفاده از ≤4% GAA را برای کاربردهای خارجی که نیازمند استحکام مکانیکی (>80% ازدیاد طول در نقطه شکست) و ثبات هیدرولیتیک (≤5% از دست دادن وزن پس از 30 روز غوطه‌وری) هستند، پیشنهاد می‌دهند.
GAA دارای گروه‌های اسید کربوکسیلیک است که می‌توانند پیوندهای شیمیایی با مواد مختلفی از جمله یون‌های فلزی مانند روی و کلسیم و همچنین ترکیبات آزیریدینی برقرار کنند. وقتی سطح pH به حدود 8.5 یا بالاتر برسد، یون‌های روی تمایل دارند به دو یا سه گروه اسیدی همزمان متصل شوند. این فرآیند پیوند در واقع باعث می‌شود که پوشش‌های حاصل حدود 40 درصد سخت‌تر از پوشش‌های بدون این نوع پیوند عرضی شوند. اما در مورد عوامل پیوند دهنده مبتنی بر آزیریدین، آن‌ها نیازمند عمل‌آوری حرارتی بالای 50 درجه سانتی‌گراد هستند تا به خوبی عمل کنند. اما وقتی فعال شوند، پیوندهای بسیار پایداری ایجاد می‌کنند که در برابر تخریب ناشی از قرار گرفتن در معرض آب مقاوم هستند. به همین دلیل بسیاری از تولیدکنندگان از این مواد در محصولاتی که در معرض شرایط سخت خارج از ساختمان قرار دارند و دوام بسیار مهم است، استفاده می‌کنند.
| نوع عامل پیوند دهنده | PH فعال‌سازی | دمای پخت | پایداری پیوند (ASTM D714) |
|---|---|---|---|
| یون‌های روی | 8.5–9.5 | محیطی | متوسط (3000 سیکل) |
| آزیریدین | 6.5–7.5 | 50–80°C | بالا (8000 سیکل) |
GAA نسبت واکنش‌پذیری 0.85 با استایرن و 1.2 با بیوتیل آکریلات دارد، که در حالت اخیر به همپلیمریزاسیون تناوبی گرایش دارد. این امر کنترل دقیق بر روی قرارگیری گروه‌های اسیدی را فراهم می‌کند، به‌طوری‌که 12% افزودن GAA بهینه‌سازی پایداری لاتکس و چگالی پیوند عرضی را نشان داده است.
افزودن نیمه-پیوسته GAA در طول پلیمریزاسیون، چگالی انشعاب را نسبت به روش‌های پیش-مخلوط ۲۲٪ افزایش می‌دهد. تغذیه با تاخیر (بعد از تبدیل بیش از ۶۰٪ مونومر) توزیع اسید گرادیانی ایجاد می‌کند و استحکام کششی (۳۵ مگاپاسکال) و مقاومت در برابر قلیایی (۹۵٪ حفظ خواص پس از ۱۶۸ ساعت در pH ۱۰) را بهبود می‌بخشد.
با سخت‌تر شدن مقررات جهانی در مورد ترکیبات آلی فرار (VOC)، تولیدکنندگان رزین‌های پایه‌آبی به طور فزاینده‌ای به اسید اکریلیک یخی (GAA) برای توسعه پوشانه‌های با عملکرد بالا و مطابق با استانداردها متکی می‌شوند.
درجه خلوص بالای GAA (بیش از 99.5 درصد) به کاهش واکنش‌های شیمیایی ناخواسته کمک می‌کند و کنترل بهتری روی مقادیر اسیدی و همچنین کاهش 30 تا 40 درصدی انتشارات VOC نسبت به سیستم‌های حلالی سنتی فراهم می‌کند. یک تحلیل صنعتی اخیر از سال گذشته نشان داد که فرمول‌های مبتنی بر GAA معمولاً حاوی کمتر از 50 گرم در لیتر VOC هستند که در واقع با استانداردهای سخت‌گیرانه ساختمان‌های سبز LEED و WELL نیز سازگار است. علاوه بر این، از آنجایی که GAA سطح بسیار پایینی رطوبت (کمتر از نیم درصد) دارد، خطری از واکنش هیدرولیز نیز وجود ندارد. این موضوع به معنای ثبات بیشتر دیسپرسیون‌های لاتکس حتی در هنگام کار با محتوای جامد بین 40 تا 45 درصد است و در نتیجه، در فرآیندهای تولید کار با آن بسیار آسان‌تر خواهد بود.
در مورد پوشش‌های فلزی، رزین‌های اکریلیک اصلاح شده با GAA در مقایسه با هیبریدهای اپوکسی سنتی از حدود 15 تا 20 درصد چسبندگی قوی‌تری در آزمون‌های شتابانه پیری بر اساس استاندارد ASTM D4587 برخوردار هستند. بسیاری از تولیدکنندگان شروع به جایگزینی حدود دو سوم محتوای رزین اپوکسی خود با این کوپلیمرهای GAA در تولید پوشش‌های صنعتی کف کرده‌اند. این تغییر، مقاومت شیمیایی لازم را حفظ می‌کند اما زمان پخت را به اندازه حدود یک چهارم کاهش می‌دهد که این موضوع مطابق راهنمایی‌های ISO 12944-6 از سال 2023 گزارش شده است. فرمول‌های جدید از گروه‌های کربوکسیلیک موجود در مواد GAA برای ایجاد پیوندهای عرضی بدون نیاز به آزیریدین‌ها استفاده می‌کنند، به این ترتیب پوشش‌های پایه‌ای خودرو می‌توانند بیش از 500 ساعت در برابر آزمون اسپری نمکی مقاومت کنند قبل از اینکه نشانه‌های تخریب ظاهر شود. این دستاوردها برای شرکت‌هایی که به دنبال بهبود عملکرد و کارایی در عملیات پوشش‌دهی خود هستند، پیشرفتی قابل توجه و قابل تامل محسوب می‌شود.
اسید آکریلیک یخی یک مونومر اسید کربوکسیلیک غیراشباع با فرمول شیمیایی C3H4O2 است. این ماده در کاربردهای صنعتی مختلفی استفاده می‌شود و عمدتاً به عنوان یک مونومر واکنش‌دهنده در فرمولاسیون رزین‌های آکریلیک به کار می‌رود.
GAA با خلوص بالا، معمولاً بیش از 99.5 درصد، عملکرد یکنواختی را در کاربردهای رزینی تضمین می‌کند، باعث کاهش واکنش‌های شیمیایی ناخواسته می‌شود و کنترل بهتری روی مقادیر اسیدی فراهم می‌کند.
رطوبت اضافی در GAA می‌تواند منجر به دیمریزاسیون شود، که به طور منفی بر واکنش‌پذیری آن تأثیر گذاشته و مقدار اسیدی موثر را کاهش می‌دهد. حفظ سطح پایین رطوبت به حفظ واکنش‌پذیری و اثربخشی GAA کمک می‌کند.
GAA به بهبود چسبندگی، پایداری و عملکرد پوشش‌های پایه آبی کمک می‌کند و در عین حال انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC) را در مقایسه با سیستم‌های حلالی سنتی کاهش می‌دهد.
اخبار داغ2025-07-25
2025-06-16
2025-04-07
2025-04-07
2025-04-07
2025-09-02
EN
