ग्लेशियल एक्रिलिक एसिड, जिसे GAA (C3H4O2) के रूप में भी जाना जाता है, असंतृप्त कार्बोक्सिलिक अम्ल मोनोमर के परिवार से संबंधित है। इसे विशेष बनाने वाली बात इसका लगभग 72.06 ग्राम प्रति मोल का तुलनात्मक रूप से कम आणविक भार है, जो इसे जल-आधारित तंत्रों में तेजी से फैलने में सक्षम बनाता है। जब हम इसके भौतिक गुणों पर विचार करते हैं, तो इसकी श्यानता कमरे के तापमान (लगभग 20 डिग्री सेल्सियस) पर लगभग 1.3 मिलीपास्कल सेकंड के बराबर होती है, जिससे यह सूत्रों में मिलाने के लिए काफी सरल बन जाता है। इस सामग्री का कांच संक्रमण तापमान लगभग 101 डिग्री सेल्सियस है, जिसका अर्थ है कि एक बार राल फिल्मों में प्रसंस्कृत होने के बाद, ये उत्पाद गर्मी के संपर्क में आने पर भी अपने आकार और अखंडता को बनाए रखते हैं। हालाँकि, निर्माताओं को एक बात का ध्यान रखना आवश्यक है: 13 डिग्री सेल्सियस से निचले तापमान पर GAA जमने लगता है। इसका अर्थ है कि परिवहन और इन्वेंटरी प्रबंधन के दौरान उचित भंडारण स्थितियाँ आवश्यक हैं। यदि भंडारण के दौरान क्रिस्टल बन जाते हैं, तो वे उत्पाद के भीतर अवरोधकों के वितरण को बाधित कर सकते हैं और स्थल पर हैंडलिंग को बहुत अधिक कठिन बना सकते हैं।
स्थिर राल प्रदर्शन के लिए उच्च-शुद्धता वाला GAA आवश्यक है। उद्योग विनिर्देश इस प्रकार हैं:
हालांकि उच्च MEHQ स्तर (50 पीपीएम तक) भंडारण स्थिरता में सुधार करते हैं, लेकिन राल संश्लेषण के दौरान ये पॉलिमरीकरण गतिकी को धीमा कर सकते हैं, जिसके लिए प्रक्रिया समायोजन की आवश्यकता होती है।
150 पीपीएम से अधिक अवशिष्ट नमी डायएक्रिलिक एसिड बनाने के लिए डाइमरीकरण को बढ़ावा देती है और तकरीबन 8% तक क्रियाशील मोनोमर स्थलों का उपभोग करती है। यह पार्श्विक अभिक्रिया जल-घुलनशील रालों में अम्ल मान कुशलता को 12–15% तक कम कर देती है, जैसा कि त्वरित उम्र बढ़ने के परीक्षणों (40°C/75% RH) में देखा गया है। 20–25°C पर भंडारित करने पर छह महीनों तक ≥98% मोनोमर क्रियाशीलता सुनिश्चित करने के लिए नमी को 0.02% से कम बनाए रखें।
ग्लेशियल एक्रिलिक एसिड, या संक्षिप्त रूप में GAA, पानी आधारित रेजिनों में दो तरीकों से काम करता है, यह एक प्रतिक्रियाशील मोनोमर के रूप में कार्य करता है और साथ ही कोलॉइड को स्थिर रखने में मदद करता है। अधिकांश निर्माताओं को अच्छे परिणाम तब मिलते हैं जब वे 2 से 5 वजन प्रतिशत तक इस सामग्री का उपयोग करते हैं। इन सांद्रताओं पर उपस्थिति के दौरान, कार्बोक्जिलिक एसिड समूह लेटेक्स कणों को स्थिर रखने में मदद करते हैं इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के माध्यम से, लेकिन इतना हाइड्रोजन बंधन बनाए रखते हैं ताकि उचित चिपकाव गुण बने रहें। बहुलक विज्ञान के क्षेत्र से हालिया शोध में GAA के प्रदर्शन के बारे में कुछ दिलचस्प निष्कर्ष सामने आए हैं। लगभग 3.2% GAA युक्त रेजिनों ने मानक सूत्रों की तुलना में काफी बेहतर पील स्ट्रेंथ दिखाई, विफलता से पहले लगभग दोगुना बल पहुँच गया। जो विशेष रूप से प्रभावशाली है, वह यह है कि इस सुधार के लिए लंबे समय तक स्थिरता का बलिदान नहीं किया जाता है, जिसमें नमूने कमरे के तापमान पर संग्रहित होने के बावजूद छह महीने से अधिक समय तक उपयोग योग्य बने रहते हैं।
जीएए सामग्री के साथ एसिड मान (एवी) रैखिक रूप से बढ़ जाता है, जिसके कारण अभिक्रियाशीलता और दृढ़ता के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए सावधानीपूर्वक अनुकूलन की आवश्यकता होती है:
| जीएए सांद्रता | एवी (मिलीग्राम केओएच/ग्राम) | जल प्रतिरोध (घंटे) | आसंजन (एमपीए) |
|---|---|---|---|
| 2% | 18 | 240 | 3.8 |
| 4% | 34 | 180 | 5.2 |
| 6% | 49 | 90 | 6.1 |
शोध से पता चलता है कि एवी को 40 मिलीग्राम केओएच/ग्राम से कम रखने से अत्यधिक जल संवेदनशीलता को रोका जाता है और धातु आयनों के साथ प्रभावी क्रॉसलिंकिंग को समर्थन मिलता है, जो टिकाऊ जल-घुलनशील लेप के लिए आदर्श बनाता है।
15–25% हाइड्रॉक्सिल-संशोधित एक्रिलिक राल का उपयोग करके एक सूत्रीकरण परीक्षण में, GAA को 5% से घटाकर 3% करने से जल प्रतिरोध दोगुना हो गया, जिससे 800 घंटे के नमकीन छिड़काव प्रदर्शन की प्राप्ति हुई। यह जल-आधारित प्रलेप अनुकूलन अध्ययनों के निष्कर्षों का समर्थन करता है जो बाहरी अनुप्रयोगों के लिए ≤4% GAA की अनुशंसा करते हैं जिनमें यांत्रिक शक्ति (तोड़ने पर 80% विस्तार) और जल अपघटन स्थिरता (30-दिवसीय निर्मग्न के बाद ≤5% भार हानि) दोनों की आवश्यकता होती है।
GAA में कार्बोक्सिलिक एसिड समूह होते हैं जो जस्ता और कैल्शियम जैसे धातु आयनों के साथ-साथ एज़िरिडीन यौगिकों सहित विभिन्न पदार्थों के साथ रासायनिक बंधन बना सकते हैं। जब pH स्तर लगभग 8.5 या उच्चतर तक पहुंच जाता है, तो जस्ता आयन एक समय में इन अम्ल समूहों में से दो या तीन के साथ जुड़ने लगते हैं। यह बंधन प्रक्रिया वास्तव में परिणामस्वरूप लगभग 40% कठोर कोटिंग बनाती है जो बिना क्रॉसलिंकिंग के नहीं होती। हालांकि एज़िरिडीन आधारित क्रॉसलिंकर्स के लिए, उन्हें ठीक से काम करने के लिए 50 डिग्री सेल्सियस से अधिक ऊष्म उपचार की आवश्यकता होती है। लेकिन एक बार सक्रिय होने के बाद, वे पानी के संपर्क में टूटने से प्रतिरोधी बहुत स्थिर बंधन बनाते हैं। यही कारण है कि कई निर्माता उत्पादों के लिए उन्हें प्राथमिकता देते हैं जो कठोर बाहरी परिस्थितियों के संपर्क में आते हैं जहां टिकाऊपन बिल्कुल महत्वपूर्ण है।
| क्रॉसलिंकर प्रकार | सक्रियण pH | उपचार तापमान | बॉन्ड स्थिरता (ASTM D714) |
|---|---|---|---|
| जिंक आयन | 8.5–9.5 | परिवेश | मध्यम (3,000 चक्र) |
| एज़िरिडीन | 6.5–7.5 | 50–80°C | उच्च (8,000 चक्र) |
GAA स्टायरीन के साथ 0.85 और ब्यूटाइल एक्रिलेट के साथ 1.2 के अभिक्रिया अनुपात को प्रदर्शित करता है, उत्तराधिकार में एकांतर सह-बहुलकीकरण को प्रोत्साहित करता है। इससे अम्ल समूह के स्थान को नियंत्रित करने में सटीकता आती है, और लैटेक्स स्थिरता और क्रॉसलिंकिंग घनत्व के लिए अनुकूलन में 12% GAA समावेश दर्ज किया गया है।
बहुलीकरण के दौरान जीएए के अर्ध-बैच संयोजन से प्रीमिक्स विधियों की तुलना में शाखा घनत्व में 22% की वृद्धि होती है। विलंबित आपूर्ति (60% मोनोमर रूपांतरण के बाद) ढाल अम्ल वितरण उत्पन्न करती है, जिससे तन्य ताकत (35 MPa) और क्षार प्रतिरोधकता (pH 10 पर 168 घंटे के बाद 95% गुण धारण) में सुधार होता है।
जैसे-जैसे वैश्विक विनियमन वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) पर कड़े होते जा रहे हैं, वॉटर-बेस्ड रेजिन निर्माता उच्च-प्रदर्शन और अनुपालन वाली कोटिंग्स विकसित करने के लिए ग्लेशियल एक्रिलिक एसिड जीएए पर अधिक निर्भर करते हैं।
जीएए की उच्च शुद्धता स्तर (99.5% से अधिक) अवांछित रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कम करने में मदद करती है, अम्ल मानों पर बेहतर नियंत्रण प्रदान करती है और पारंपरिक विलायक प्रणालियों की तुलना में लगभग 30 से 40 प्रतिशत तक वीओसी उत्सर्जन को कम करती है। पिछले साल की एक हालिया उद्योग विश्लेषण में दिखाया गया है कि जीएए पर आधारित सूत्रों में आमतौर पर वीओसी की मात्रा 50 ग्राम प्रति लीटर से भी कम होती है, जो वास्तव में ग्रीन बिल्डिंग के लिए लीड और वेल नियमों को पूरा करती है। इसके अलावा, चूंकि जीएए में नमी का स्तर बहुत कम (आधे प्रतिशत से भी कम) होता है, इसलिए जलअपघटन समस्याओं का कोई जोखिम भी नहीं होता है। इसका मतलब है कि लैटेक्स डिस्पर्शन 40 से 45 प्रतिशत के बीच ठोस सामग्री के साथ काम करते समय भी स्थिर बनी रहती है, जिससे उत्पादन प्रक्रियाओं के दौरान इसे संभालना बहुत आसान हो जाता है।
धातु कोटिंग्स की बात आती है, तो GAA के साथ संशोधित एक्रिलिक रेजिन्स में पारंपरिक एपॉक्सी हाइब्रिड्स की तुलना में लगभग 15 से 20 प्रतिशत अधिक प्रबल्य होता है, जैसा कि ASTM D4587 मानकों के तहत निर्दिष्ट त्वरित मौसम परीक्षणों के अनुसार दिखाया गया है। कई निर्माता अपने उद्योगिक फर्श कोटिंग्स बनाते समय एपॉक्सी रेजिन सामग्री का लगभग दो तिहाई भाग इन GAA कोपॉलिमर्स के साथ बदलना शुरू कर रहे हैं। यह स्विच आवश्यक रासायनिक प्रतिरोध को बरकरार रखता है लेकिन ISO 12944-6 मार्गदर्शिका 2023 के अनुसार इलाज के समय को लगभग एक चौथाई तक कम कर देता है। नवीनतम सूत्र GAA सामग्री में कार्बोक्सिल समूहों का लाभ उठाकर एज़िरिडीन्स की आवश्यकता के बिना क्रॉसलिंक्स बनाने का लाभ उठाते हैं, जिसका अर्थ है कि मोटर वाहन प्राइमर कोटिंग्स खराब होने के संकेत दिखाने से पहले नमक धुंआ परीक्षण का 500 घंटे से अधिक समय तक सामना कर सकते हैं। कंपनियों के लिए अपने कोटिंग ऑपरेशंस में प्रदर्शन और दक्षता में सुधार करने के लिए, यह विकास काफी प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जिस पर विचार करना महत्वपूर्ण है।
ग्लेशियल एक्रिलिक एसिड एक असंतृप्त कार्बोक्सिलिक एसिड मोनोमर है जिसका रासायनिक सूत्र C3H4O2 है। इसका उपयोग विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, विशेष रूप से एक्रिलिक रेजिन सूत्रों में एक प्रतिक्रियाशील मोनोमर के रूप में।
उच्च-शुद्धि जीएए, आमतौर पर 99.5% से अधिक, रेजिन अनुप्रयोगों में अवांछित रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कम करके और एसिड मानों पर नियंत्रण में सुधार करके निरंतर प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।
जीएए में अत्यधिक नमी डायमराइजेशन का कारण बन सकती है, जिससे इसकी प्रतिक्रियाशीलता प्रभावित होती है और एसिड मान की क्षमता कम हो जाती है। कम नमी के स्तर को बनाए रखने से जीएए की प्रतिक्रियाशीलता और प्रभावशीलता को संरक्षित रखने में मदद मिलती है।
जीएए वॉटर-बेस्ड कोटिंग्स की चिपकाव, स्थिरता और प्रदर्शन में सुधार करने में मदद करता है, जबकि पारंपरिक सॉल्वेंट सिस्टम की तुलना में वीओसी उत्सर्जन को कम करता है।
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