دانشگاه آزاد اسلامی
واحد دامغان
دانشکده علوم، گروه شیمی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
عنوان:
پلیمریزاسیون امولسیونی مونومرهای اکریلیکی برای بهبود خواص چسب‌های حساس به فشار
استاد راهنما:
دکتر غلامحسین ظهوری
استاد مشاور:
دکتر مسعود شعبانزاده
استاد داور:
دکتر حسین بهنیافر
نگارش:
الهام قویدل
زمستان 1393
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده1
1-1 مقدمه3
1-1-1 رزین‌های اکریلیک4
1-1-2 رزین‌های اکریلیک امولسیونی4
1-1-3 چسب‌ها4
1-1-3-1 چسب‌های گرما نرم5
1-1-3-2 چسب‌های گرما سخت5
1-1-4 تاریخچه پلیمریزاسیون امولسیونی5
1-1-5 توصیف پلیمریزاسیون امولسیونی متعارف7
1-1-6 سینتیک هوموپلیمریزاسیون امولسیونی رادیکالی10
1-1-7 شرایط و ویژگی‌های مکانیکی چسب‌های حساس به فشار11
1-1-8 وینیل استات13
1-1-9 مواد فعال سطحی13
1-1-10 پلی وینیل الکل14
1-1-11 آغازگرها15
1-1-12 بافرها15
1-1-13 تاریخچه امواج التراسون16
1-1-14 اثرات التراسون در شیمی16
1-1-15 امواج التراسون و پدیده‌های بین سطحی17
1-1-15-1 پخش و کاهش اندازه ذرات17
1-1-15-2 خرد کردن توسط امواج التراسون17
1-1-16 اثر امواج التراسون بر فرآیندهای جذب و واجذبی17
1-1-16-1 اثر امواج بر جاذب ها17
1-1-16-2 اثر امواج بر فرآیندهای جذب18
1-1-16-3 اثر امواج بر فرآیندهای واجذبی18
1-1-16-4 امواج التراسون و انتقال جرم19
1-2 بیان مسأله19
1-3 ضرورت و اهمیت انجام پژوهش20
1-4 اهداف پژوهش23
1-4-1 هدف اصلی23
1-4-2 اهداف فرعی23
1-5 سوالات پژوهش23
1-5-1 سوال اصلی پژوهش23
1-5-2 سوالات فرعی پژوهش23
1-6 قلمرو پژوهش24
1-6-1 قلمرو زمانی24
1-6-2 قلمرو مکانی24
1-6-3 قلمرو موضوعی24
1-7 تعریف واژه‌ها24
2-1 مقدمه28
3-1 مقدمه40
3-2 کوپلیمریزاسیون امولسیونی اکریلیک ها42
3-2-1 وسایل و تجهیزات42
3-2-2 مواد42
3-2-3 وسایل اندازه‌گیری43
3-2-4 اندازه گیری ویسکوزیته43
3-2-5 اندازه گیری خواص مکانیکی چسب44
3-3 کوپلیمریزاسیون وینیل استات با بوتیل اکریلات و اکریلیک اسید44
3-4 اثر آغازگر در کوپلیمریزاسیون45
3-5 اثر ماده فعال سطحی در کوپلیمریزاسیون45
3-6 اثر دمای کوپلیمریزاسیون45
3-7 اثر نانو ذرات سیلیکات پودری، التراسون و بدون-التراسون به کوپلیمریزاسیون46
4-1 مقدمه48
4-2 اثر مونومرهای اکریلیک اسید و بوتیل اکریلات در استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک48
4-3 اثر مقدار آغازگر بر استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک50
4-4 اثر مقدار ماده فعال سطحی بر استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک52
4-5 اثر دما بر استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک54
4-6 اثر نانوذرات سیلیکات بر خواص چسبندگی رزین اکریلیک55
5-1 مقدمه61
5-2 بحث در نتایج پژوهش61
5-2-1 نتایج آمار توصیفی61
5-2-2 نتایج آمار استنباطی62
5-2-2-1 سوال اصلی پژوهش62
5-2-2-2 سوالات فرعی پژوهش64
5-3 نتیجه‌گیری69
5-4 پیشنهادات مبتنی بر سوالات پژوهش70
5-4-1 پیشنهادات مربوط به مقدار کوپلیمر بوتیل اکریلات و اکریلیک اسید70
5-4-2 پیشنهادات مربوط به مقدار آغازگر70
5-4-3 پیشنهادات مربوط به مقدار ماده فعال سطحی70
5-4-4 پیشنهادات مربوط به نانو ذرات سیلیکات70
5-5 پیشنهادات برای تحقیقات بعدی70
5-6 محدودیت‌های پژوهش71
فهرست منابع72
فهرست منابع فارسی72
فهرست منابع انگلیسی73
پيوست‌ها79
Abstract87
فهرست جدول‌ها
جدول 1- 1 دمای انتقال شیشه‌ای و خواص مقاومتی انواع مونومرها و پلیمرهای مربوطه21
جدول 4- 1 اثر مونومرهای اکریلیک اسید و بوتیل اکریلات در استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته رزین اکریلیک.48
جدول 4- 2 اثر مقدار آغازگر در استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته رزین اکریلیک.51
جدول 4- 3 اثر مقدار ماده فعال سطحی در استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته رزین اکریلیک.52
جدول 4- 4 اثر دما بر استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته رزین اکریلیک.54
جدول 4- 5 اثر نانو ذرات سیلیسی بر استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته رزین اکریلیک.58
فهرست شكل‌ها
شکل 1- 1 نمایش اجزای مختلف پلیمریزاسیون در روش ناپیوسته9
شکل 1- 2 نمایش اجزای مختلف پلیمریزاسیون در روش نیمه پیوسته.9
شکل 3- 1 نمایش روش‌های ناپیوسته، نیمه پیوسته و پیوسته41
شکل 4- 1 اثر افزایش مقدار مونومرهای بوتیل اکریلات و اکریلیک اسید بر ویسکوزیته رزین اکریلیک.49
شکل 4- 2 اثر افزایش مقدار مونومرهای بوتیل اکریلات و اکریلیک اسید بر استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک (میانگین دو اندازه گیری برای هر نقطه).50
شکل 4- 3 اثر مقدار آغازگر بر ویسکوزیته رزین اکریلیک.51
شکل 4- 4 اثر مقدار آغازگر بر استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک (میانگین دو اندازه گیری برای هر نقطه).52
شکل 4- 5 اثر مقدار ماده فعال سطحی بر ویسکوزیته رزین اکریلیک.53
شکل 4- 6 اثر مقدار ماده فعال سطحی بر روی استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک (میانگین دو اندازه‌گیری برای هر نقطه).53
شکل 4- 7 اثر دما بر ویسکوزیته رزین اکریلیک.54
شکل 4- 8 اثر دما بر استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک.55
شکل 4- 9 سمت راست نانو ذرات سیلیکات مخلوط شده به روش التراسون (2%) و سمت چپ نانو ذرات سیلیکات مخلوط شده بدون-التراسون (2%).56
شکل 4- 10 تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانو ذرات سیلیکات پودری.56
شکل 4- 11 تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانو ذرات سیلیکات مخلوط شده به روش التراسون (2%).57
شکل 4- 12 تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانو ذرات سیلیکات مخلوط شده بدون-التراسون (2%).57
شکل 4- 13 اثر نانو ذرات سیلیکات بر روی ویسکوزیته رزین اکریلیک.58
شکل 4- 14 اثر نانو ذرات سیلیکات بر روی استحکام چسبندگی جداشدگی رزین اکریلیک (میانگین دو اندازه‌گيري براي هر نقطه).59
چکیده
چسب‌های حساس به فشار با پایه اکریلیکی پر هزینه تر از چسب‌های با پایه لاستیک هستند، اما طول عمر بیشتر و مقاومت در برابر دمای بالا، مواد شیمیایی، امواج فرابنفش، حلال‌ها، نور، نرم کننده‌ها و محیط زیست دارند. اصلاح چسب‌های حساس به فشار اکریلیکی، برای بهبود خواص چسبندگی مفید است. در این پژوهش پلیمریزاسیون امولسیونی مونومرهای اکریلیکی برای بهبود خواص چسب‌های حساس به فشار مورد بررسی قرار گرفته است. پلیمریزاسیون امولسیونی مونومرهای اکریلیکی از نظر اثر مقدار کوپلیمر اکریلیک اسید و بوتیل اکریلات، آغازگر، ماده فعال سطحی، دما و از نظر اثر نانو ذرات سیلیکات بر استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته رزین اکریلیک مورد بررسی قرار گرفت. در مقادیر بالای (10 گرم) از کوپلیمر اکریلیک اسید و بوتیل اکریلات استحکام چسبندگی جداشدگی افزایش و ویسکوزیته کاهش یافت. در مقادیر بالای (20 گرم) از کوپلیمر اکریلیک اسید و بوتیل اکریلات استحکام چسبندگی جداشدگی کاهش و ویسکوزیته افزایش یافت که نشان دهنده این است که بهتر است کوپلیمر اکریلیک اسید و بوتیل اکریلات در مقادیر بالاتر از این محدوده برای ساخت چسب حساس به فشار بهتر است استفاده نشود. حداکثر استحکام چسبندگی جداشدگی در مقدار آغازگر (25/1 گرم، 005/0 مول) به دست آمد. با افزایش مقدار آغازگر استحکام چسبندگی جداشدگی کاهش و ویسکوزیته به شدت افزایش یافت. در مقدار ماده فعال سطحی (70 گرم، 61/1 مول) افزایش شدیدی در مقدار ویسکوزیته مشاهده شد و با افزایش بیشتر مقدار ماده فعال سطحی، ویسکوزیته کاهش یافت. در مقدار ماده فعال سطحی (105 گرم، 41/2 مول) بیشترین استحکام چسبندگی جداشدگی به دست آمد. در دماهای بالای Cº 60 استحکام چسبندگی جداشدگی افزایش و در حالیکه دماهای بالاتر از Cº 65 استحکام چسبندگی جداشدگی کاهش یافت. بهترین دما برای داشتن استحکام چسبندگی جداشدگی بالا در چنین فرمول بندی Cº 65 بود. با افزایش دما ویسکوزیته ابتدا مقدار کمی داشت سپس در دمای ºC 68 افزایش شدیدی یافت. استحکام چسبندگی جداشدگی نانو ذرات سیلیکات پودری صفر به دست آمد. استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته در نمونه نانو ذرات سیلیکات مخلوط شده به روش التراسونیک (2%) افزایش یافت. ویسکوزیته نیز در نانوذرات سیلیکات پودری و نانو ذرات سیلیکات مخلوط شده بدون التراسونیک (2%) (با استفاده از همزن معمولی) کاهش یافت.
واژه‌های کلیدی: پلیمریزاسیون امولسیونی، چسب‌های حساس به فشار، امولسیون کننده، آغازگر، ماده فعال سطحی، کوپلیمریزاسیون وینیل استات و بوتیل اکریلات.
فصل اول
کلیات پژوهش
1-1 مقدمه
اکثر پلیمرهای سنتزی در مجتمع‌های پتروشیمی و کارخانه‌های صنایع شیمیایی تولید می‌شوند. سپس به شرکت‌های تولیدی که فرآیندهای تبدیلی مانند فرمول بندی، مخلوط کردن، اکستروژن و قالب گیری را انجام می‌دهند ارسال می‌گردد. فرآیندهای مورد نیاز تهیه‌ی کالاهای نهایی به طور عمده فیزیکی هستند. بدین معنی که بدون انجام هیچ نوع واکنش شیمیایی محصول بدست می‌آید. بعضی از پلیمرها که رزین نامیده می‌شوند به عنوان پیش ماده توسط کارخانه‌های صنایع شیمیایی به سازنده‌ها داده می‌شوند. که در این موارد سازنده‌ها با انجام واکنش‌های شیمیایی آن‌ها را به محصول نهایی تبدیل می‌کنند. هم چنین در رزین‌ها مرحله میانی وجود دارد. که پلیمرهای کوچکتر یا پیش پلیمرها با انجام واکنش‌های شیمیایی و ایجاد پیوندهای شیمیایی جدید به خواص نهایی می‌رسند. از این رو امکان اصلاح آن‌ها بسیار بیشتر است. انواع مختلفی از رزین‌ها مانند رزین‌های پلی استری، پلی اورتان، الکیدی اپوکسی، فنل-فرمالدهید، اوره-فرمالدهید، ملامین-فرمالدهید، فوران، اکریلیک‌ها و … در زمینه‌های مختلف صنعت مانند رنگ، چسب، پوشش، نساجی، منسوجات و … استفاده می‌شوند (بارد1، 2005).
اصلاح رزین‌ها بسیار مفید است. زیرا با تغییر ماهیت شیمیایی و خواص فیزیکی آن‌ها می‌توان به خواص کاربرد معینی دست یافت. از آنجایی که انواع مختلف زیادی از مواد واکنش دهنده با رزین نهایی می‌توانند ترکیب شوند تنوع ویژگی‌های نهایی و قدرت اصلاح شدن در مورد رزین‌ها در مقایسه با سایر پلیمرها بسیار بیشتر مطرح شده است (بارد، 2005).
استفاده از نانو سیلیکات2 در پلیمریزاسیون امولسیونی رزین اکریلیک نیز مفید است. اثر نانو سیلیکات التراسونیک3 شده و بدون-التراسون بر استحکام چسبندگی جداشدگی و ویسکوزیته4 رزین اکریلیک قابل بررسی است. امواج التراسون با اعمال شرایط مناسب در دستگاه5‌های مختلف از طریق انتقال جرم درونی و خارجی، باعث افزایش سرعت و توانایی جذب می‌شود. آشفتگی‌های ناشی از امواج التراسون در اثر اعمال فشارهای مکانیکی باعث ریزتر شدن ذرات می‌شود (نوسکایا6 و همکاران، 1999).
1-1-1 رزین‌های اکریلیک
اکریلیک‌ها مقاومت بالایی در برابر اشعه فرابنفش و اکسیژن دارند اما بسیار گران هستند (ظهوری، 1381، ص 100). رزین‌های اکریلیک از پلیمریزاسیون متیل، اتیل و بوتیل استرهای اکریلیک اسید و متاکریلیک اسید به تنهایی یا با همدیگر در اثر گرما و آغازگرهای مناسب حاصل می‌شوند. پلیمریزاسیون رزین‌های اکریلیک را می‌توان به روش توده‌ای برای ریخته گری یا به روش‌های امولسیونی و محلول انجام داد. رزین‌های اکریلیک بخاطر شفافیت، درخشندگی، سهولت ساخت وجرم کم به میزان زیاد در صنعت استفاده می‌شوند. این رزین‌ها خواص نوری عالی دارند. آنها حتی برای لنز دوربین و دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. پلاستیک‌ها و رزین‌های اکریلیک به دلیل استحکام دی الکتریک اغلب برای درز گیرهای خطوط فشار قوی و بست کابل‌ها استفاده می‌شوند (بارد، 2005).
1-1-2 رزین‌های اکریلیک امولسیونی
رزین‌های اکریلیک امولسیونی به طور گسترده در صنایع نساجی، رنگ، سلولزی، چرم و همچنین در صنایع چسب به کار گرفته می‌شوند. در حقیقت رنگ‌ها و دیگر پوشش‌ها به تنهایی بیشترین کاربرد برای شیرابه7‌های اکریلیک می‌باشند (حدود 33%). دیگر کاربردهای اصلی رزین‌های اکریلیک به ترتیب اهمیت: پارچه‌های بافته شده و بدون بافت8، چسب‌ها، پولیش‌ها و واکس‌ها، صنعت گرافیک و چاپ، درزگیرها و افزودنی‌های سیمان و بتن می‌باشد. هزاران نوع خاص از شیرابه‌های اکریلیک وجود دارند که برای کاربردهای خاص مهندسی شده‌اند. میزان مصرف آن‌ها سالانه به میزان میلیون‌ها تن می‌رسد (ون هرک9، 2005).
1-1-3 چسب‌ها
به هر ماده‌ی معدنی یا آلی چه طبیعی باشد چه مصنوعی، که بتواند مواد دیگر را از طریق سطح آن‌ها به هم متصل کند چسب می‌گویند. چسب‌های کازئینی، نشاسته، شیرابه‌های لاستیکی، خون و قیر نمونه‌هایی از چسب‌های آلی هستند. دو گروه چسب‌های مصنوعی گرما نرم و گرما سخت در دو طبقه پلاستیکی و لاستیکی طبقه بندی می‌شوند:
1-1-3-1 چسب‌های گرما نرم
چسب‌های گرما ذوب10 مثال مناسبی برای چسب‌های گرما نرم به نظر می‌رسند. که در این گروه از چسب‌ها پلی اتیلن، ایزوبوتیلن، پلی امیدها و پلی وینیل استات قرار گرفته‌اند. چسب پلی وینیل کلراید که برای اتصال قطعات پلی وینیل کلراید بسیار خوب عمل می‌کند نیز در گروه چسب‌های گرما نرم جای دارد. از چسب پلی وینیل استات که بهترین چسبندگی را در مواد سلولزی دارد به مقدار بسیار زیاد به عنوان چسب چوب و کاغذ استفاده می‌شود (نعمتی، 1391، ص 12).
فیلم پلی وینیل بوتیرال در شیشه جلو اتومبیل‌ها بین لایه‌های شیشه قرار می‌گیرد. نقش مهمی را از نظر ایمنی سرنشینان جلو به عهده دارد. چسبندگی فوق العاده زیادی به شیشه دارد. این فیلم هنگام شکستن شیشه جلو اتومبیل از پرتاب شدن قطعات شیشه به سوی سرنشینان جلوگیری می‌کند. ضمن آنکه چون ضریب انعکاس این پلیمر با شیشه برابر است با چشم قابل تشخیص از شیشه نیست و دیده نمی‌شود. در مقابل اشعه ماوراء بنفش نور خورشید نیز مقاومت بسیار بالایی دارد و تخریب نمی‌شود (نعمتی، 1391، ص 12).
1-1-3-2 چسب‌های گرما سخت
چسب‌های گرما سخت در دو گروه لاستیکی و پلاستیکی قرار دارند. از مشهور ترین چسب‌های پلاستیکی گرماسخت می‌توان به چسب دوپایه یا دوقلو که اغلب دارای پایه‌ی اپوکسی هستند اشاره نمود. که از قدرت چسبندگی بسیار زیاد برخوردارند و از این ترکیب به عنوان چسبی عالی برای آهن، قطعات شیشه و سرامیک استفاده نمود. از دیگر ویژگی‌های خوب این چسب عملکرد مطلوب آن در دمای بالاتر از °C80 است. همچنین حساسیت بسیار کمی در برابر رطوبت دارند (نعمتی، 1391 ، ص 12).
1-1-4 تاریخچه پلیمریزاسیون امولسیونی
از نظر تاریخی ثابت شده است مایا11ها 1600 سال قبل از میلاد توانایی تولید چیزهای مفیدی مثل توپ لاستیکی، چسب، لباس‌های ضد آب، دارو و … را از شیره‌ی درخت خاصی داشته‌اند. آن‌ها این شیره را کائوچو12 نامیدند. اهمیت علمی وسیع کائوچو با گزارش چارلز دلا کندامین و فرسنو (1736) در مورد سفرشان به تمام نقاط آمریکای جنوبی و تجارب آنها درباره زرین سفید شیری و محصولات متعلق به آن آغاز شد. شکی نیست توسعه علم پلیمر مدیون بررسی لاستیک طبیعی است. مایکل فارادی (1826) ترکیب واقعی لاستیک طبیعی را مشابه با هیدروکربن تعیین کرد. سپس جداسازی لاستیک و پاکسازی آن را با دقت و به طور اصولی با همان روش‌های به کار رفته امروزی شرح داد. بعد از کشف پخت13 (ولکانش) به وسیله چالز گودیر (1839)، لاستیک طبیعی به ماده اولیه‌ای با اهمیت رو به افزایش تبدیل شد. سی سال بعد از فارادی، ویلیامز محصولات تجزیه کائوچو در اثر تقطیر تخریبی را جدا کرد. سپس آن‌ها را سبک ترین ایزوپرن نامید. وی به این نتیجه رسید که هیدروکربن کائوچو شامل پلیمرهایی از ایزوپرن است. توسعه روش‌های پلیمریزاسیون در فاز ناهمگن در واقع به طور دقیق مصادف با تاریخچه لاستیک سنتزی14 است. پیدایش پلیمریزاسیون امولسیونی را می‌توان به سال 1909 نسبت داد. در این زمان سعی شد تا شرایط ملایمی که طبیعت طی ساخت شیرابه از آن بهره می‌گیرد، تکرار شود. با این هدف که خواص لاستیک‌های سنتزی تهیه شده به روش پلیمریزاسیون توده‌ای آغاز شده با سدیم فلزی را بهبود بخشند. پیش از آن، گروهی به سرپرستی هافمن در آلمان در توسعه پلیمریزاسیون ایزوپرن در حالت توده یا در محلول بنزن توفیقاتی به دست آورده بودند (مهدویان و همکاران، 1387 ، ص 23).
ایده استفاده از یک امولسیون آبی مونومر برای انجام دادن پلیمریزاسیون به زمان انجام اولین ثبت اختراع یعنی سال 1912 بر می‌گردد. این ثبت، پیدایش آنچه را که ما امروزه آن را پلیمریزاسیون در فاز ناهمگن می‌نامیم نشان می‌دهد. در نیمه دوم دهه 1920، کار بر روی پلیمریزاسیون در فاز ناهمگن دی ان‌ها زمانی پیشرفت قابل ملاحظه‌ای یافت که مولکول‌های فعال سطحی (آمونیوم، سدیم و پتاسیم و اولئات‌ها و نیز الکیل اریل سولفونات‌ها) برای اولین بار استفاده شدند. به علاوه، در این یافته‌ها به استفاده همزمان از مواد فعال سطحی و آغازگرها (پراکسیدهای محلول در آب و نیز محلول در مونومر) اشاره شد. بنابراین می‌توان این مرحله را نقطه آغاز پلیمریزاسیون امولسیونی کاتالیز شده در نظر گرفت. مزیت ویژه روش پلیمریزاسیون امولسیونی بسیار زود شناخته شد. دستیابی همزمان به سرعت پلیمریزاسیون بالا و وزن مولکولی بالا در این فرآیند پلیمریزاسیون رادیکالی امکان پذیر است (مهدویان و همکاران، 1387 ، ص 24).
1-1-5 توصیف پلیمریزاسیون امولسیونی متعارف
پلیمریزاسیون توسط مخلوطی از رادیکال‌های ایجاد شده ناشی از آغازگر، که در آب می‌باشد آغاز می‌شود. مونومرها توسط ماده فعال سطحی در یک محیط آبی مخلوط شده و میسل‌هایی را ایجاد می‌کنند که در حقیقت تهیه یک پیش امولسیون15 می‌باشد. سپس رادیکال‌های ناشی از آغازگر توسط یکی از روش‌های
1- درون میسل (میسلار) 2- همگن (هموژن) 3- قطره‌ای به شروع پلیمریزاسیون و تشکیل ذرات می‌پردازند (اسکوگلاند16، 1995).
مونومرهای اکریلیکی از قبل به صورت مخلوط درست می‌شوند (پیش امولسیون) و در حین واکنش توسط آب و ماده فعال سطحی وارد میسل‌ها می‌شوند. در این مرحله یکی از روش‌های زیر توسط آغازگر تشکیل ذرات شیرابه را می‌دهند که مخلوط کلوییدی ذرات پلیمری در محیط آبی می‌باشد.
انواع مواد فعال سطحی آنیونی، غیریونی، آمفوتریک و فعال استفاده می‌شوند.
مواد فعال سطحی آنیونی متداول عبارتند از:
1- نمک‌های الکیل اریل سولفونات،
2- نمک‌های الکیل دی فنیل اتر سولفونات،
3- نمک‌های الکیل سولفات،
4- نمک‌های الکیل دی فنیل اتر سولفونات،
5- نمک‌های پلی اکسی اتیلن الکیل اتر سولفات،
6- نمک‌های دی الکیل سولفو سوکسینات،
7- نمک‌های الکیل سولفات،
8- نمک‌های پلی اکسی اتیلن الکیل اتر سولفات،
9- نمک‌های پرفلورو الکیل سولفات،
10- صابون‌های اسید چرب،
11- نمک‌های الکنیل سوکسینیک اسیدها.
مواد فعال سطحی کاتیونی متداول عبارتند از:
الکیل آمین‌های زنجیر بلند،
نمک‌های آمونیوم کواترنری زنجیر الکیل بلند.
مواد فعال سطحی غیر یونی متداول عبارتند از:
پلی اکسی اتیلن الکیل اترها،
پلی اکسی اتیلن الکیل اریل اترها،
استرهای اسید چرب پلی اکسی اتیلن گلیکول.
مواد فعال سطحی آمفوتریک متداول عبارتند از:
مشتقات پلی وینیل الکل،
نشاسته و مشتقات آن،
سلولز و مشتقات آن،
الیگومرهای پلی اکریلیک اسید.
این نوع مواد فعال سطحی همراه مواد فعال سطحی غیریونی دیگر یا به تنهایی به عنوان عامل امولسیون کننده عمل می‌کنند (ون هرک، 2005).
رشد زنجیرها و تشکیل ذرات پلیمری با یکی از واکنش‌های زیر انجام می‌شود:
درون میسل (میسلار): آغازگر وارد میسل‌ها شده و مرحله‌ی انتشار انجام می‌شود تا مونومرهای درون میسل‌ها، ذرات پلیمر رشد یافته و متورم شده را تشکیل دهند.
همگن (هموژن): رادیکال‌های ایجاد شده در فاز آبی با اضافه کردن مونومرها انتشار می‌یابند. سپس الیگومرهای محلول در آب را ایجاد می‌کنند. تا زمانی که به حد حل شدگی در آب برسند و سپس فاز محلول را ترک کنند. این ذرات سپس خود را به مواد فعال سطحی می‌رسانند و پایدار می‌شوند و مونومرها را جذب می‌کنند که باعث ادامه پلیمریزاسیون می‌شوند.
قطره ای: آغازگر وارد قطره های کوچک مونومر می‌شود و باعث انتشار پلیمریزاسیون می‌شود.
شکل‌های 1-1 و 1-2 تمامی این سه مرحله را به تصویر می‌کشند.
شکل 1- 1 نمایش اجزای مختلف پلیمریزاسیون در روش ناپیوسته (ون هرک، 2005).
شکل 1- 2 نمایش اجزای مختلف پلیمریزاسیون در روش نیمه پیوسته (ون هرک، 2005).
پایان: در این مرحله پس از رشد زنجیرها و تشکیل ذرات توسط یکی از واکنش‌های ترکیب زنجیرها و یا تسهیم نامتناسب رشد زنجیرها متوقف می‌شود (کرندال و همکاران، 1995 ؛ ون هرک ؛ دیلارد17 و همکاران، 2000).
1-1-6 سینتیک هوموپلیمریزاسیون امولسیونی رادیکالی
سرعت پلیمری شدن که معادل با سرعت انتشار بیان می‌شود به توان اول غلظت رادیکال آزاد ([R˙]) بستگی دارد. بر طبق نظریه اسمیت-اوارت با فرض حالت پایا با مساوی قرار دادن سرعت‌های آغاز (Ri) و پایان (Rt) می‌توان این غلظت را از عبارت سرعت حذف کرد.
R → 2R˙ M +R˙ RM˙

(1-1) Ri = Rt = kt [R˙] یا [R˙] = (Ri / kt)1.2
که در این رابطه kt ضریب سرعت پایانی است. معادله 1-1 با این فرض به دست می‌آید که غلظت رادیکال آزاد با گذشت زمان به طور قابل ملاحظه‌ای تغییر نمی‌کند و نیز هیچ واکنش بازدارنده وجود ندارد. با جاگذاری معادله 1-1 در رابطه Rp عبارتی برای سرعت به دست می‌آید (مهدویان و همکاران، 1387 ، ص 71).
RM˙n + M1 RM˙n+1
(1-2) Rp = kp [M][R˙] = kp[M](Ri / kt)1.2
Rp مول مونومرهای پلیمر شده بر واحد زمان بر واحد حجم، [M] مول مونومر بر واحد حجم، [R˙] مول رادیکال‌ها بر واحد حجم و kp ضریب سرعت پلیمریزاسیون با واحد حجم بر مول بر زمان است. در پلیمریزاسیون امولسیونی مکان اصلی پلیمریزاسیون داخل میسل18 است. به همین دلیل استفاده از CM به جای [M] معمول شده است. CM بر غلظت مونومر در ذرات پلیمری دلالت دارد. مطابق با مدل هارکینز سرعت واکنش بر ذره عبارت از تعداد متوسط رادیکال‌ها بر ذره (n ̅) ضربدر (kpCM) / NAvاست. در این صورت سرعت کلی پلیمریزاسیون به صورت زیر بیان می‌شود (مهدویان و همکاران، 1387 ، ص 72).
(1-3) R_P=K_P C_M ((〈n ̅ 〉 N_p)/N_Av )
مورد اول اینکه سرعت پلیمری شدن به طور معمول بر اساس مول مونومرهای تبدیل شده بر زمان بر حجم آب بیان می‌شود. دوم اینکه غلظت مونومر (CM)، غلظت در مکان واکنش یعنی ذرات پلیمری است. در این رابطه NP غلظت ذره (تعداد ذرات بر حجم فاز آبی)، NAv عدد آوواگادرو است. کروشه (< >) نشان دهنده متوسط توزیع اندازه ذره است. بنابراین، در شیرابه‌های با ذرات در حدود تک پراکنشی می‌توان کروشه‌های مربوط به n ̅ را برداشت. با تقسیم کردن معادله 1-3 به تعداد مول‌های اولیه مونومر بر واحد حجمی فاز آبی (CM.0) به دست می‌آیند.
(1-4) R_p/C_(M.0) =dx/dt=(k_p C_M n ̅N_p)/(C_(M.0) N_Av )
که dx/dt تغییر کسر تبدیل مولی بر واحد زمان را نشان می‌دهد. با توجه به معلوم بودن CM.0 طبق دستور کاری و به شرط مشخص بودن مقادیر NP ,kp و CM می‌توان این معادله را به کار برد (مهدویان و همکاران، 1387 ، ص 73). در این صورت معادله 1-4 را می‌توان به صورت زیر ساده کرد:
dx/dt=A.n ̅
که A=k_(pC_M N_p )/(C_(M.0) N_Av ) به عامل ضریب تبدیل معروف است. ضریب سرعت انتشار را می‌توان از مقاله‌ها یا آزمایش‌های پلیمریزاسیون محلولی یا توده‌ای به دست آورد (مهدویان و همکاران، 1387 ، ص 74).
1-1-7 شرایط و ویژگی‌های مکانیکی چسب‌های حساس به فشار
چسب‌های حساس به فشار مواد ویسکو الاستیک هستند که می‌توانند به سطوح جامد در یک زمان کوتاه با استفاده از فشار بچسبند. چسب‌های حساس به فشار به طور گسترده‌ای در مقیاس صنعتی به عنوان برچسب، نوار و فیلم‌های محافظ استفاده می‌شود. یکی از راه‌های دادن خواص چسبناکی به چسب‌های حساس به فشار این است که مستقیم توسط فرآیندهای پلیمریزاسیون ساخته می‌شوند. اگر چه چسب‌های حساس به فشار را می‌توان با فرآیندهای پلیمریزاسیون مختلف مانند محلول، امولسیون و … به دست آورد. بسیاری از چسب‌های حساس به فشار از پلیمرهای اکریلیکی هستند. چسب‌های حساس به فشار مبتنی بر حلال به علت خواص چسبندگی مطلوب، مقاومت در برابر آب، حلال‌ها، نرم کننده‌ها و عملکرد ضد پیری دارای برتری هستند. به تازگی، با توجه به مقررات محدود کننده حذف محتویات آلی فرار ناشی از تولید چسب‌های حساس به فشار توسط پلیمریزاسیون امولسیونی استفاده از حلال شایع‌تر شده است (ظهوری و همکاران، 2014، ص 175).
با این حال، چسب‌های حساس به فشار امولسیونی مزایای دیگری نیز دارند: از جمله هزینه پایین، غیر قابل اشتعال، وزن ملکولی بالا، درصد جامد بالا و سهولت کاربرد، به علاوه ایمنی محیط زیست. از میان لاستیک‌های مختلف در دسترس، چسب‌های حساس به فشار امولسیونی مبتنی بر اکریلیک به طور معمول با توجه به چسبناکی ذاتی، وضوح نوری، مقاومت خوب به اکسیداسیون، اشعه فرا بنفش و هزینه به نسبت پایین استفاده می‌شوند. عملکرد چسب حساس به فشار امولسیونی در سه ویژگی عمده شامل استحکام چسبندگی جداشدگی، استحکام چسبندگی برشی و چسبناکی محصول نهایی در نظر گرفته شده است. افزایش مقاومت برشی چسب حساس به فشار امولسیونی به طور کلی، توسط پیوند عرضی چسب حساس به فشار انجام شد، هر چند مراقبت‌های قابل توجهی باید اعمال می‌شد به طوری که سطح بالایی از چسبناکی و چسبندگی حفظ شود. دو واکنش پیوند عرضی اصلی برای چسب‌های اکریلیکی وجود دارد:
1) کوپلیمریزاسیون رادیکال آزاد چند منظوره گروه غیر اشباع اتیلنی با مونومرهای دیگر مانند اکریلیک اسید،
2) استفاده از پیوند دهنده‌های عرضی فرابنفش.
روش کوپلیمریزاسیون و ترپلیمریزاسیون امولسیونی اثر عمیقی بر خواص نهایی چسب حساس به فشار امولسیونی اکریلیکی می‌گذارد (ظهوری و همکاران، 2014 ، ص 175).
استفاده از چسب حساس به فشار امولسیونی اکریلیکی افزایش قابل توجهی یافته است، روش‌های مختلف برای ساخت چسب‌های حساس به فشار امولسیونی پیشنهاد شده است. فرآیند ناپیوسته توسط اضافه کردن تمام واکنش دهنده‌ها در شروع و اجازه ادامه دادن واکنش تا کامل شدن انجام می‌شود. در هر دو صنعت و آزمایشگاه، فرآیند پلیمریزاسیون نیمه پیوسته برای تولید چسب حساس به فشار امولسیونی استفاده می‌شود. ترکیبی متعادل از چسبناکی، استحکام چسبندگی جداشدگی، و مقاومت برشی نگرانی اصلی در تولید چسب حساس به فشار است .با توجه به مقاله‌های چسب‌های حساس به فشار، می‌توان به وضوح دید که تلاش‌های مختلفی در راه تنظیم شاخص‌های چسبندگی متناقض چسب‌های حساس به فشار انجام شده است. بخش عمده‌ای از مطالعه‌ها به خواص چسب‌های حساس به فشار به دست آمده توسط ترکیب شیرابه‌های بوتیل اکریلات و وینیل استات مختلف اختصاص داده شده است (ظهوری وهمکاران، 2014 ، ص 176).
پلیمریزاسیون رزین اکریلیک به طور معمول در دمای بین ºC60 تا ºC90 انجام می‌شود. بعد از تهیه‌ی رزین‌های اکریلیک به طور معمول آزمایش‌هایی مثل، درصد جامد و ویسکوزیته روی آن‌ها انجام می‌شود. درصد جامد آن‌ها بین 35 تا 65 درصد می‌باشد. ویسکوزیته آن‌ها از ده‌ها تا هزاران سانتی پوآز می‌تواند تغییر کند. درجه اسیدیته آن‌ها نیز بین 3 تا 9 می‌باشد. دمای تبدیل شیشه‌ای رزین اکریلیک امولسیونی حاصل یکی از ویژگی‌های مهم می‌باشد که را از راه مشخص کردن نرمی لازم برای جریان یافتن چسب و بنابراین پیوند یافتن چسب با سطح بر ویژگی‌های چسبندگی اثر می‌گذارد. همچنین بر نرمی چسب در محدوده‌ای از دماها اثر می‌گذارد (بندک19 و همکاران، 2009).
1-1-8 وینیل استات
وینیل استات مایعی است بی رنگ و اشتعال پذیر که در ابتدا بویی خوش دارد اما در نهایت تند و سوزش آور می‌شود. استفاده عمده آن به عنوان مونومر برای ساختن پلی وینیل استات می‌باشد (ویلی20، 2007). وینیل استات یکی از اجزای اصلی و مهم چسب‌های مورد استفاده برای اتصال چوب و کاغذ است و قیمت این مونومر پایین است (ظهوری، 1381، ص 90). پلی وینیل استات و کوپلیمرهای وینیل استات، به طور گسترده در رنگ‌های پایه آبی، چسب‌ها، پوشش کاغذ و کاربردهای دیگری که به دماهای بالا نیاز دارند استفاده می‌شوند. از طرفی پلی وینیل استات به عنوان ماده اولیه برای پلی وینیل الکل و رزین‌های پلی استال نیز به کار می‌روند. همچنین وینیل استات با وینیل کلراید و اتیلن، جهت تولید پلیمرهای تجاری و با اکریلونیتریل برای تولید نخ‌های اکریلیک کوپلیمر می‌شوند. پلیمریزاسیون وینیل استات در حضور پراکسیدهای آلی و معدنی، ترکیبات آزو، ترکیبات اکسایش کاهش، ترکیبات ارگانومتالیک، نور وتابش با انرژی بالا آغاز می‌شود. از آن جا که نسبت‌های واکنش پذیری بعضی مونومرها با نسبت واکنش پذیری وینیل استات یکسان و یا متفاوت هستند، وینیل استات با بعضی از مونومرها به آسانی کوپلیمر می‌شود اما با بعضی دیگر کوپلیمر نمی‌شود (ویلی، 2007).
1-1-9 مواد فعال سطحی
مواد فعال سطحی در پلیمریزاسیون امولسیونی قادر هستند که نیروی برهمکنش بین فاز مونومر و فار آبی را کاهش دهند تا در اثر هم زدن، مونومر بتواند به صورت معلق، در فاز آبی قرار گیرد. مواد فعال سطحی می‌توانند نقش پایدار کنندگی هم داشته باشند که باعث جلوگیری از تخریب چسب توسط اکسیژن و اشعه فرابنفش می‌شود (ظهوری، 1381، ص 87). دراضافه کردن ماده فعال سطحی باید دقت صورت گیرد زیرا مقدار آن اثر زیادی بر اندازه ذرات معلق تشکیل شده دارد. مقدار ماده فعال سطحی بر اندازه ذرات پلیمر اثر گذار است، به طوریکه اگر مقدار ماده فعال سطحی زیاد باشد، اندازه ذرات پلیمر کوچکتر و برعکس می‌شود (ظهوری، 1377). با افزایش غلظت ماده فعال سطحی آزاد در فاز آبی، نقطه‌ای می‌رسد که بعد از آن دیگر ماده فعال سطحی اضافی در آب محلول نیست. این نقطه به غلظت بحرانی میسل21 (CMC) معروف است. ماده فعال سطحی که بعد از رسیدن به غلظت بحرانی میسل اضافه می‌شود در انبوهه‌هایی به نام میسل22 گرد هم می‌آیند. سپس پلیمریزاسیون درون این میسل‌ها آغاز می‌شود (مهدویان و همکاران، 1387، ص 64).
1-1-10 پلی وینیل الکل
پلی وینیل الکل، پلیمری از نوع پلی هیدروکسی و رزین ساخته شده محلول در آب می‌باشد. این پلیمر از آبکافت پلی وینیل استات تولید می‌شود. از نظر تئوری، مونومر وینیل الکل وجود ندارد و اگر ایجاد شود در اثر توتومری شدن انول-کتو به استالدهید تبدیل می‌شود. پلی وینیل الکل یکی از محدود پلیمرهای تجاری با وزن ملکولی بالا است که محلول در آب می‌باشد؛ علت عمده آن را می‌توان وجود گروه‌های عاملی هیدروکسی دانست. این پلیمر، جامد و خشک است و به شکل پودر شده یا دانه‌ای شکل، در دسترس می‌باشد. همه درجه بندی‌های آن شامل شکل به طور کامل آبکافت شده، پلی وینیل استات و محصولاتی از قبیل رسوبات، مواد آبکافت نشده و گروه‌های استات می‌باشد (ویلی، 2007 ؛ فینچ23، 1973). پلی وینیل الکل یک پلیمر با قدرت کشسانی بسیار عالی ومقاومت ویژه بسیار بالا است. پلی وینیل الکل از نوع زنجیرهای پلیمری محلول در آب و همچنین خنثی است (ظهوری، 1381، ص78). در صنعت پلی وینیل الکل را به عنوان کلویید محافظ24 در پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات به جای ماده فعال سطحی تولید کننده میسل به کار می‌برند ( اربیل25، 2000، ص290). پلی وینیل الکل در سطح مشترک قطره مونومر یا ذره پلیمر جذب می‌شود و از راه پایداری فضایی قطرات یا ذرات را از هم جدا نگه می‌دارد. پایداری فضایی ذره پلیمری رسوب کرده را در برابر لخته شدن پایدار می‌کند (مهدویان و همکاران، 1387، ص 62). نونیل فنل اتوکسیلات‌ها یا نون اکسی نول‌ها، امولسیون کننده‌های غیر یونی هستند که در تعداد گروه‌های اتوکسی تکراری متفاوت می‌باشند (ارنست26 و همکاران، 1998 ؛ ویلیام27، 1997).
1-1-11 آغازگرها
یک آغازگر موثر، مولکولی است که هرگاه در معرض حرارت، تابش الکترومغناطیس یا واکنش شیمیایی قرار گیرد به آسانی در اثر تفکیک جور، رادیکال‌های واکنش‌پذیرتر از رادیکال مونومر را ایجاد کند. این رادیکال همچنین باید به منظور واکنش با یک مونومر و تولید یک مرکز فعال به مدت کافی پایدار باشد (بخشنده و سبحان منش، 1367). آمونیوم پرسولفات (آمونیوم پراکسی دی سولفات)، جامد کریستالی سفید رنگی می‌باشد که دمای ذوب آن ºC120 می‌باشد و حلالیت خوبی در آب سرد دارد. یک عامل اکسنده قوی است و به عنوان آغازگر رادیکالی نیز استفاده می‌شود. آمونیوم پرسولفات اولین بار توسط مارشال28 با روش مورد استفاده برای تهیه پتاسیم پرسولفات که در آن از الکترولیز29 محلول آمونیوم سولفات و سولفوریک اسید استفاده می‌شد، تهیه گردیده است (صالحی مبارکه و همکاران، 2003).
1-1-12 بافرها
آغازگرهای پرسولفات به موازات تجزیه شدن و تشکیل رادیکال‌ها، درجه اسیدیته فاز آبی را کاهش می‌دهند. به محض کاهش درجه اسیدیته فاز آبی، سرعت تجزیه آغازگرهای پرسولفات افزایش می‌یابد و این امر به مصرف زود هنگام آغازگر منجر می‌شود. بافرهایی نظیر پتاسیم استات در فاز آبی حل می‌شوند تا درجه اسیدیته را در برابر هرگونه تغییرات زیاد متعادل کنند. بهعلت محسوب شدن بافرها جزء الکترولیت‌ها، این مواد می‌توانند به پایداری کلوییدی ذرات شیرابه لطمه وارد کنند. بنابراین امکان دارد اندازه ذره را مورد تاثیر قرار دهند (مهدویان و همکاران، 1387، ص59).
1-1-13 تاریخچه امواج التراسون
امواج التراسونیک بر شکاف حباب صوتی30 استوار می‌باشد. اولین بار در سال (1895) خوردگی سطح دستگاه چرخان کشتی در داخل مایع به انفجار حباب‌های ریز تولید شده نسبت داده شد. ریچارد31 و لومیس32 اولین اشخاصی بودند که در سال (1927) به اثرات شیمیایی التراسونیک پی بردند. گروهی از اشخاص در سال‌های (1937) تا (1940) به ترتیب روی تجزیه پلیمرهای زیستی و سنتز آن‌ها توسط امواج التراسون کار کردند (پورتر33 و همکاران، 1938). در سال (1950) با ارائه نظریه نقطه داغ34 مطالعه و کاربرد امواج التراسون وارد مرحله تازه‌ای شد و از سال (1980) کاربرد امواج التراسون رونق تازه‌ای پیدا کرد (برنن35، 1995).
1-1-14 اثرات التراسون در شیمی
سونوشیمی کاربرد امواج التراسون در واکنش‌ها و فرآیندهای شیمیایی است. منشا اثرهای سونوشیمی پدیده شکاف حباب صوتی می‌باشد. اثرهای سونوشیمیایی زیر در واکنش‌ها و فرآیند‌های شیمیایی مشاهده می‌شود (برگرفته از سایت Scs 36 ، 2011).
استفاده بهینه از انرژی،
کوتاه کردن مسیر واکنش،
بهبود عمل کاتالیست‌های انتقال فاز،
افزایش واکنش پذیری واکنشگرها و کاتالیست ها،
فعال سازی فلزات و جامدات،
افزایش بازدهی واکنش.
1-1-15 امواج التراسون و پدیده‌های بین سطحی
1-1-15-1 پخش و کاهش اندازه ذرات
کاهش اندازه ذرات به خاطر افزایش سطح باعث افزایش واکنش پذیری واکنشگرها و کاتالیست‌ها می‌شود. پخش پودرها و کاهش اندازه اولیه ذرات در حد میکرون و زیر میکرون در خیلی از فرآیندها از قبیل داروسازی، صنایع شیمیایی، صنایع رنگ و صنایع جوهر37 مورد نیاز می‌باشد (برگرفته از سایت Hielscher، 2014).
1-1-15-2 خرد کردن توسط امواج التراسون
استفاده از آسیاب مرطوب التراسونی در مقایسه با سایر روش‌های تولید ذرات ریز مثل میل‌های کلوییدی، میل‌های دیسکی، جت میل‌ها و مخلوط کننده‌ها با سرعت بالا مناسب تر می‌باشد. پایه و اساس آسیاب‌های التراسونی، شکاف حباب صوتی پر شدت می‌باشد (برگرفته از سایت Hielscher، 2014).
1-1-16 اثر امواج التراسون بر فرآیندهای جذب و واجذبی
1-1-16-1 اثر امواج بر جاذب ها
از عامل‌های اثر گذار بر ساختار جاذب می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
پایداری جاذب،
فرکانس و هندسه دستگاه،
شدت امواج.
1-1-16-2 اثر امواج بر فرآیندهای جذب
آشفتگی‌های ناشی از امواج در اثر اعمال فشارهای مکانیکی باعث ریزتر شدن ذرات می‌شود. این عمل، علاوه بر نمایان کردن مکان‌های جذبی جدید می‌تواند باعث افزایش فرآیند انتقال جرم در داخل فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها شود (نوسکایا38 و همکاران، 1999).
1-1-16-3 اثر امواج بر فرآیندهای واجذبی
یکی از مراحل مهم در فرآیند جذب به منظور استفاده مجدد از جاذب‌ها بحث کاهش (احیا) آن‌ها می‌باشد. بسته به حالت روش مورد نظر، روش‌های متفاوتی برای بازیابی مجدد جاذب‌ها وجود دارد.
اگر ماده جذب شونده گاز باشد از روش‌های زیر برای بازیابی مجدد جاذب‌ها استفاده می‌شود.
دستگاه‌های مستقیم گرم کننده (بسن و همکاران، 2001).
واجذبی الکتروشیمیایی39 (فاچینگر40، 1997 ؛ چمیل41 و همکاران، 1999 ؛ گمب42، 2002 ؛ کورنینگ43، 1995).
واجذبی اکسایش و کاهش (سالدن44 و همکاران، 2001).
واجذبی توسط امواج ماکرویو45 (والتر46، 1992 ؛ متاکساز47، 1996).
ولی در فاز مایع از:
کاهش حرارتی،
کاهش شیمیایی،
کاهش زیست شناختی48،
کاهش توسط سیال‌های فوق بحرانی49،
برای کاهش جاذب‌ها استفاده می‌شود (بسن، 2003).
1-1-16-4 امواج التراسون و انتقال جرم
وقتی التراسون روی دستگاهی اعمال می‌شود حباب‌های شکاف حباب صوتی ناپایدار نه تنها در لایه اطراف ذرات، بلکه در درون فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها نیز ایجاد می‌شوند. برخورد مکرر میکروجت‌ها همراه با امواج شوکی فشار بالا با سطح باعث کاهش لایه مرزی جاذب و خوردگی‌های سطوح خارجی و دیواره‌های درون ذرات می‌شود. این عمل در نهایت به واسطه افزایش انتقال جرم درون فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها باعث افزایش فرآیند جذب می‌شود (جیان بینگ و همکاران50، 2006 ؛ انتظاری و همکاران، 2006 ؛ انتظاری و همکاران 2005). به عنوان نتیجه گیری کلی از این بحث می‌توان گفت امواج التراسون با اعمال شرایط مناسب در واکنش‌های مختلف از طریق انتقال جرم درونی و خارجی، باعث افزایش سرعت و توانایی جذب می‌شود.
1-2 بیان مسأله
خواص چسب‌ها را می‌توان متناسب با کاربردش کنترل کرد. انواع مختلفی از مونومرها، روش‌های فرآینددهی و افزودنی‌ها را می‌توان طی پلیمریزاسیون امولسیونی به کار برد که این امر فرآیند را انعطاف پذیر می‌سازد. می‌توان محصولات متنوعی با خواصی ویژه تهیه کرد. پلیمریزاسیون امولسیونی تولید ذراتی با خواص ویژه و کنترل شده شامل اندازه، ترکیب، شکل شناسی و وزن مولکولی را امکان‌پذیر می‌سازد (هارکینز51، 1950).
در اغلب پلیمریزاسیون‌های دیگر، سرعت پلیمریزاسیون با جرم مولکولی رابطه‌ی عکس دارد. برای رسیدن به سرعت پلیمریزاسیون بالا به مقدار زیادی آغازگر نیاز است. مقدار زیاد آغازگر از طرفی باعث تشکیل پلیمرهایی با جرم مولکولی پایین می‌شود. با وجود این، در پلیمریزاسیون امولسیونی در نتیجه جدایی رادیکال‌های ناشی از توزیع آن‌ها در داخل ذرات پلیمر شونده مجزا از هم، احتمال بالا بودن سرعت پلیمریزاسیون و جرم مولکولی به طور همزمان وجود دارد. به علاوه، ویسکوزیته ذاتی پایین چسب‌ها این امکان را فراهم می‌آورد که سرعت انتقال حرارت طی پلیمریزاسیون بالا باشد. جریان یافتگی آن نیز در سطح پیش ماده روکش داده شده عالی باشد. سپس می‌توان آب را به سرعت طوری تبخیر کردکه ذرات بتوانند در اثر به هم پیوستن یک فیلم پلیمری پیوسته تشکیل دهند. روکش‌های پلیمری امولسیونی برپایه‌ی آب از نظر زیست محیطی بهتر از روکش‌های بر پایه‌ی حلال‌اند. مقررات زیست محیطی رها شدن ترکیبات آلی فرار در محیط را محدود می‌کند. این مقررات استفاده از پلیمرهای بر پایه‌ی حلال را منع می‌کند (هارکینز، 1950).
حال سوال این است که آیا می‌توان شیرابه‌های بر پایه‌ی آب را برای انجام کارهای مشابه با روش‌های بر پایه‌ی حلال اما بدون داشتن پیامدهای زیست محیطی طراحی نمود؟
1-3 ضرورت و اهمیت انجام پژوهش
یکی از زمینه‌های مهم کاربرد رزین‌های اکریلیک امولسیونی چسب‌ها می‌باشند. این چسب‌ها شامل: چسب‌های حساس به فشار برای نوار چسب‌ها، برچسب‌ها، لامینت و ساخت انواع فیلم‌ها، چسب‌های بسته بندی برای پیوندهای تحت فشار و گرما، چسب‌های با استحکام چسبندگی بیشتر برای اتصال روکش‌ها، فیلم‌ها و ورقه‌ها به تخته، پارچه و دیگر مواد و ساخت چسب‌های برای پوشش پشت فرش‌های با تراکم بالا، سرامیک، کاشی‌ها و … است. در ساخت رزین اکریلیک ویژگی‌های فیزیکی پیکربندی پلیمر مثل دمای انتقال شیشه‌ای52 پلیمر‌ها و مقاومت محیطی، به خصوص رفتار انحلال پذیری و مقاومت در مقابل نور و مواد شیمیایی مسأله‌ای خاص می‌باشد. البته مسأله اصلی میزان چسبندگی ماده ساخته شده است (بارد، 2005).
دمای انتقال شیشه‌ایی نخستین ویژگی است که در کاربرد رزین‌های اکریلیک باید ملاحظه شود. این دما برای چسب‌های حساس به فشار باید بسیار پایین باشد که در محدوده دمایی بین Cº20- تا Cº50- قرار می‌گیرد. حلالیت در حلال‌ها نیز برای شیرابه اکریلیک یک مسأله‌ی مهم است. این مسأله با توجه به جنس مونومرهای به کار رفته در ساختار رزین، این که مونومرها آب گریز یا آب دوست باشند متفاوت است. مسأله مهم در شیرابه‌ها مقاومت محصول نهایی نسبت به حلال‌ها، نور، بازها و اسیدها می‌باشند (بارد، 2005). جدول 1-1 دمای انتقال شیشه‌ای و هم چنین خواص مقاومتی انواع مونومر‌های مورد استفاده در ساختار رزین‌های اکریلیک را نشان می‌دهد.
جدول 1- 1 دمای انتقال شیشه‌ای و خواص مقاومتی انواع مونومرها و پلیمرهای مربوطه (نیربارد، 2005).
مونومرعلامت اختصاريهموپلیمر
(Tg/ °C)مقاومت به:اسید آب نور خورشید بازمتیل اکریلاتMA84 1 ̶ 1اتیل اکریلاتEA- 224 1 2 1نرمال بوتیل اکریلاتHA- 542 3 3 2ایزوبوتیل اکریلاتIBA- 432 3 ̶ 3٢- اتیل هگزیل اکریلات2-EHA- 851 5 3 4متیل متاکریلاتMMA1055 2 5 4اتیل متاکریلاتEMA65̶



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه

دیدگاهتان را بنویسید