مروری بر مطالعات صورت گرفته در زمینه نانورنگدانه‌های هیبریدی بر پایه رس

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشیار، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 دانشیار، گروه پژوهشی علوم و فناوری چاپ، پژوهشگاه رنگ

چکیده

به منظور جبران نقاط ضعف رنگدانه‌های آلی و رنگدانه‌های معدنی و بهره‌گیری از مزایای آن‌ها، دسته‌ جدیدی از رنگدانه‌ها تحت عنوان رنگدانه‌های هیبریدی معرفی شده‌اند که قابلیت تامین هم‌زمان خواص هر دو دسته و رفع میزان قابل توجهی از معایب دو دسته را دارد. رنگدانه‎های هیبریدی که با عنوان نانورنگدانه‌های هیبریدی رس- ماده رنگزا نیز شناخته می‌شوند، از جابه‌جایی یونی کاتیون ماده رنگزا با کاتیون‌های فلزی موجود مابین صفحات رس حاصل می‌شوند. به منظور درک هرچه بهتر ساختار، نحوه سنتز و نحوه رفتار این رنگدانه‌های هیبرید ابتدا درک صحیحی از ساختار رس و نحوه رفتار آن در محیط‌های آبی لازم است. با بهره‌مندی از این دانش می‌توان سازوکار سنتز این رنگدانه‌ها را تببین نمود، ترمودینامیک، سینتیک و عوامل موثر بر سنتر این نوع رنگدانه‌ را بررسی کرده و در پایان خواص و نحوه عملکرد این نوع رنگدانه را درون پوشش مورد مطالعه قرار داد. رنگدانه‌های هیبریدی برپایه رس در مقایسه با ماده رنگزای به کار رفته در ساختار خود و همچنین در قیاس با رنگدانه‌های معمول مقاومت نوری، حرارتی و همچنین پشت‌پوشی و قدرت رنگی خوبی را از خود نشان داده‌اند.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A Review on Clay Based Hybrid Nano-Pigments Studies

نویسندگان [English]

  • Mitra Amiri 1
  • Morteza Ebrahimi 2
  • Maryam Ataeefard 3
1 Department of Polymer Engineering and Color Science and Technology, Amirkabir University of Technology
2 Department of Polymer Engineering and Color Science and Technology, Amirkabir University of Technology
3 Department of Printing Science and Technology, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

To overcome the common disadvantages of organic and inorganic pigments, a new generation of pigments known as hybrid pigments has been introduced providing advantages of both previous categories and improving some of their disadvantages. These pigments, also known as dye-clay hybrid nano-pigments, are synthesized through an ion-exchange reaction where clay interlayer metallic cations are replaced with dye cations. To understand dye-clay pigments structure, synthesis process and behavior, a deep understanding of clay structure and its behavior in aqueous media is essential. Using this deep understanding further explanation about its synthesis mechanism, thermodynamic, kinetic, effective parameters during the synthesis process and further explanation of their properties is possible and finally, their application in coatings can be studied. These pigments have proved to show good heat and light-fastness as well as good Tinting strength and hiding power in comparison both with the dyes applied in their structure and with commonly used pigments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid pigment
  • Ion-exchange
  • Clay
  • Basic dye

مراجع

  1. M. Vijay, C. J. Patel," Understanding coatings raw materials". Hanover: Vincentz Network, 2015.
  2. R. Talbert, "Paint technology handbook". Boca Raton: CRC press, 2008.
  3. H. Van Olphenh, "Maya Blue : A Clay-Organic Pigment ?", Sci. 4008, 645–646, 1966.
  4. P. Gómez-Romero, C. Sanchez, "Hybrid materials. functional properties. from maya blue to 21st century materials", New J. Chem., 29, 57–58, 2005.
  5. L. A. Utracki, "Clay-Containing Polymeric Nanocomposites", 1. Shorpshire: Rapar Technology Limited, 2004.
  6. P. Liu, S. Wang, L. Ge, M. Thewes, J. Yang, Y. Xia, "Changes of atterberg limits and electrochemical behaviors of clays with dispersants as conditioning agents for EPB shield tunnelling", Tunn. Undergr. Sp. Technol. 73, 244–251, 2018.
  7. A. Mahmoodi, M. Ebrahimi, A. Khosravi, H. Eivaz Mohammadloo, "A hybrid dye-clay nano-pigment: Synthesis, characterization and application in organic coatings", Dyes Pigm. 147, 234–240, 2017.
  8. S. Raha, N. Quazi, I. Ivanov, and S. Bhattacharya,"Dye/Clay intercalated nanopigments using commercially available non-ionic dye", Dyes Pigm. 93, 1512–1518, 2012.
  9. B. Micó-Vicent ,"Stabilized Dye-Pigment Formulations with Platy and Tubular Nanoclays", Adv. Funct. Mater. 28, 1703553, 2017.
  10. M. B. Kievani, M. Edraki,"Synthesis, characterization and assessment thermal properties of clay based nanopigments" Front. Chem. Sci. Eng. 9, 40–45, 2015.
  11. S. Raha, I. Ivanov, N. H. Quazi, S. N. Bhattacharya, "Photo-stability of rhodamine-B / montmorillonite nanopigments in polypropylene matrix", Appl. Clay Sci. 42, 661–666, 2009.
  12. J. Sivathasan, "Preparation of Clay-dye pigment and its dispersion in polymers", M.Sc. thesis, Melbourne, Australia, RMIT University, 2007.
  13. E. Baez, N. Quazi, I. Ivanov, S. N. Bhattacharya, "Stability study of nanopigment dispersions", Adv. Powder Technol. 20, 267–272, 2009.
  14. M. M. Lezhnina, T. Grewe, H. Stoehr, U. Kynast, "Laponite blue: Dissolving the insoluble", Angew. Chemie - Int. Ed. 51, 10652–10655, 2012.
  15. M. Kaya, Y. Onganer, A. Tabak, "Preparation and characterization of ‘green’ hybrid clay-dye nanopigments", J. Phys. Chem. Solids. 78, 95–100, 2015.
  16. Y. Zhang, J. Zhang, A. Wang, "Facile preparation of stable palygorskite/methyl violet@SiO2 ‘Maya Violet’ pigment", J. Colloid Interface Sci. 457, 254–263, 2015.
  17. H. Aghdasinia, H. Rahbari, "Adsorption of a cationic dye ( methylene blue) by Iranian natural clays from aqueous solutions : equilibrium , kinetic and thermodynamic study", Environ. Earth Sci. 77, Doi: 10.1007/s12665-018-7342-5, 2018.
  18. S. Hasani, F. D. Ardejani, M. E. Olya, "Equilibrium and kinetic studies of azo dye (Basic Red 18) adsorption onto montmorillonite: Numerical simulation and laboratory experiment", Korean J. Chem. Eng. 34, 2265–2274, 2017.
  19. K. Yano, A. Usuki, O. Akane, T. Kurauchi, O. Kamigaito, "Synthesis and Properties of Polyimide-Clay Hybrid", J. Polym. Sci. 31, 2493–2498, 1993.
  20. A. Okada, A. Usuki, "The chemistry of polymer-clay hybrids", Mater. Sci. Eng. C, 3, 109–115, 1995.
  21. K. Yano, A. Usuki, A. Okada, "Synthesis and Properties of Polyimide-Clay Hybrid Films", J. Polym. Sci. 35, 2289–2294, 1997.
  22. M. Kawasumi, N. Hasegawa, M. Kato, A. Usuki, "Preparation and Mechanical Properties of Polypropylene - Clay Hybrids", Macromolecules, 30, 6333–6338, 1997.
  23. T. Lan, "Clay-Reinforced Epoxy Nanocomposites",  Chem. Mater. 6, 2216–2219, 1994.
  24. د. جعفری، م. شیشه ساز، د. زارعی، ا.دانایی،" ارزیابی اثر حضور نانو رس‌ها بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی پوششهای نانوکامپوزیت پلیمری"،‌ ۵، ۳۳-۱۹، ۱۳۹۴.
  25. J. Yeh, "Preparation, characterization and electrochemical corrosion studies on environmentally friendly waterborne polyurethane / Na+ -MMT clay nanocomposite coatings",  Eur. Polym. J. 44, 3046–3056, 2008.
  26. M. Pospíšil, "Structure analysis of montmorillonite intercalated with rhodamine B: Modeling and experiment", J. Mol. Model. 9, 39–46, 2003.
  27. M. Shamsipur and G. Azimi, "High-acidity optical sensors based on sol-gel-derived thin films", Anal. Lett. 34, 1603–1616, 2001.
  28. V. S. Smitha , "Rhodamine 6G intercalated montmorillonite nanopigments-polyethylene composites: Facile synthesis and ultravioletstability study", J. Am. Ceram. Soc. 94, 6, 1731–1736, 2011.
  29. V. Marchante, A. Marcilla, V. Benavente, F. M. Martínez-Verdú, M. I. Beltrán, "Linear low-density polyethylene colored with a nanoclay-based pigment: Morphology and mechanical, thermal, and colorimetric properties", J. Appl. Polym. Sci. 129, 2716–2726, 2013.
  30. A. Mahmoodi, M. Ebrahimi, A. Khosravi, "Epoxy/nanopigment coatings: preparation and evaluation of physical-mechanical properties", Prog. Org. Coat. 119, 164–170, 2018.

 

مطالعات در دنیای رنگ
دوره 10، شماره 1
خرداد 1399
صفحه 29-44

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 19 فروردین 1399
  • تاریخ بازنگری: 31 اردیبهشت 1399
  • تاریخ پذیرش: 02 خرداد 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار