مروری بر پوشش‌های پلاستی‌سول پلی(وینیل کلراید) و رئولوژی آن

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه پژوهشی رزین و افزودنی‌ها، پژوهشگاه رنگ

2 استادیار، گروه پژوهشی رزین و افزودنی‌ها، پژوهشگاه رنگ

چکیده

پلاستی‌سول یا خمیرهای بر پایه رزین پلی(وینیل کلراید) که به عنوان کف‌پوش، عایق زیربدنه خودرو و دیگر مصارف مشابه استفاده می‌شوند، نوع خاصی از پوشش هستند که دارای مقدار محدودی حلال فرار می‌باشند. این نوع پوشش به دلیل غلظت زیاد رزین و امکان اعمال ضخامت بالا، خواص مکانیکی، مقاومت خوردگی و خواص عایق گرمایی بسیار خوبی دارد. سازوکار تشکیل فیلم این نوع پوشش نیز متفاوت است به این ترتیب که پس از اعمال آن روی سطح، با گرمادهی ریزساختار‌ها تغییر کرده و خمیر به حالت ژل فیزیکی می‌رسد. سپس با افزایش بیشتر دما فرآیند ذوب آغاز می‌شود و طی آن ژل حاصله ذوب می‌گردد و ضمن همگن‌شدن و هم‌ترازی به خواص نهایی می‌رسد. مطالعه رئولوژی در این نوع پوشش حائز اهمیت است، زیرا پلاستی‌سول در ابتدا حالت خمیری دارد و معمولا به روش افشاندن اعمال می‌شود و کنترل فرآیند‌های ژل و ذوب نیز با استفاده از رئولوژی امکان‌پذیر است. در این مقاله ابتدا به معرفی پلاستی‌سول، ترکیبات آن و فرآیند‌های ژل و ذوب می‌پردازیم، سپس مروری بر عوامل موثر بر رئولوژی آن خواهیم داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A Review on the Poly (Vinyl Chloride) Plastisol Coatings and Its Rheology

نویسندگان [English]

  • Behrouz Eftekhari 1
  • Malihe Pishvaei 2
1 Department of Resin and Additives, Institute for Color Science and Technology
2 Department of Resin and Additives, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

Coatings based on plastisol or paste of poly (vinyl chloride), which are mainly used as flooring and automotive underbody coatings, are a special type of coating that has a limited amount of volatile solvent. Due to the high concentration of the resin and the possibility of applying high thickness, this type of coating has excellent mechanical properties, corrosion resistance, and thermal insulation properties. The mechanism of film formation of this type of coating is also different so that after applying it on the substrate, the microstructures are changed by heating, thus the paste becomes a physical gel. Then with the further increase of temperature, the fusion process begins, in which the gel is melted and reaches the final properties while homogenizing and leveling. It is important to study the rheology of plastisol coatings, both at the beginning which is in the form of a paste that is usually applied by spraying and after being subjected to gelation and fusion processes, which can be controlled using rheology. In this article, we will first introduce plastisol, its components followed by gelation and fusion processes, and lastely we will review the factors affecting the rheology of poly (vinyl chloride) plastisol.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plastisol
  • Poly (vinyl chloride)
  • Automotive underbody coating
  • Gelation and fusion
  • Rheology

مراجع

  1. Y. Abdesselam, J. F. Agassant, R. Castellani, R. Valette, Y. Demay, D. Gourdin, R. Peres, "Rheology of plastisol formulations for coating applications", Polym. Eng. Sci. 57, 982-988, 2017.
  2. Y. Yang, K. Shi, M. Zhou, Y. Shen, T. Wang, "Feasibility study of water as thinner for polyvinyl chloride plastisol", J. Appl. Polym. Sci. 138, 49684, 2021.
  3. M. Wahyu Syabani, I. Amaliyana, I. Hermiyati, Y. Iman Supriyatna, "Silica from geothermal waste as reinforcing filler in artificial leather", Key Eng. Mater. 849, 78-83, 2020.
  4. S. E. Amos, B. Yalcin, "Hollow Glass Microspheres for Plastics, Elastomers, and Adhesives Compounds", Chapter 8, Elsevier, 2015.
  5. Y. Ji, G. Xu, Z. Yang, H. Luo, H. Tan, "Study on viscosity and aging process of CaCO3 filled poly (vinyl chloride) plastisols", J. Vinyl Addit. Technol. 24, 53-61, 2018.
  6. G. V. Rybachuk, I. I. Kozlova, V. B. Mozzhukhin, V. V. Guzeev, "PVC Plastisols: preparation, properties, and application", Polym. Sci., Ser. C. 49, 6-12, 2007.
  7. H. Boudhani, C. Laine, R. Fulchiron, V. Bounor‐Legare, Ph. Cassagnau, "Viscoelasticity and mechanical properties of reactive PVC plastisols", Polym. Eng. Sci. 49, 1089-1098, 2009.
  8. C. Laine, P. Cassagnau, "Prediction of zero shear viscosity of poly (vinyl chloride) plastisols", Appl. Rheol. 16, 136-144, 2006.
  9. M. Bocque, V. Lapinte, V. Courault, J. Couve, P. Cassagnau, J. J. Robin, "Phosphonated lipids as primary plasticizers for PVC with improved flame retardancy", Eur. J. Lipid Sci. Technol. 120, 1800062, 2018.
  10. H. Boudhani, C. Laine, R. Fulchiron, P. Cassagnau, "Rheology and gelation kinetics of PVC plastisols", Rheol. Acta. 46, 825-838, 2007.
  11. R. F. Grossman, "Handbook of vinyl formulating", 2nd ed, John Wiley & Sons, 2008.
  12. K. J. Saunders, "Organic Polymer Chemistry", Netherlands, Springer, 1973.
  13. هانس کی فلگر، کاربرد P.V.C. در صنعت، ترجمه م. گنجی، چاپ دوم، نوپردازان، 1386.
  14. A. Greco, F. Ferrari, R. Del Sole, A. Maffezzoli, "Use of cardanol derivatives as plasticizers for PVC", J. Vinyl Addit. Technol. 24, 62-70, 2018
  15. J. Verdu, A. Zoller, A. Marcilla, "Plastisol gelation and fusion rheological aspects", J. Appl. Polym. Sci. 129, 2840-2847, 2013.
  16. S. Marceneiro, R. Alves, I. Lobo, I. Dias, E. de Pinho, A. M. A. Dias, M. G. Rasteiro, H. C. de Sousa, "Effects of poly (vinyl chloride) morphological properties on the rheology/aging of plastisols and on the thermal/leaching properties of films formulated using nonconventional plasticizers", Ind. Eng. Chem. Res. 57, 1454-1467, 2018.
  17. J. C. Garcia, A. Marcilla, "Influence of the type of resin in the gelation and fusion processes of PVC plastisols", Polym. 39, 431-435, 1998.
  18. J. López, R. Balart, A. Jiménez, "Influence of crystallinity in the curing mechanism of PVC plastisols", J. Appl. Polym. Sci., 91, 538-544, 2003.
  19. N. Nakajima, E. R. Harrell, "Rheological observation of gelation and fusion process of poly (vinyl chloride) plastisol", Adv. Polym. Technol. 6, 409-440, 1986.
  20. N. Nakajima, D. W. Ward, E. A. Collins, "Viscoelastic characterization of PVC plastisol melts for foam applications", J. Appl. Polym. Sci. 20, 1187-1198, 1976.
  21. B. Yong Yu, A. R. Lee, S. Y. Kwak, "Gelation/fusion behavior of PVC plastisol with a cyclodextrin derivative and an anti-migration plasticizer in flexible PVC", Eur. Polym. J. 48, 885-895, 2012.
  22. N. Nakajima, C. M. Yavornitzky, E. J. Roche, E. R. Harrell, "The glass transition and gelation of PVC resins in plastisol", J. Appl. Polym. Sci. 32, 3749-3759, 1986.
  23. N. Nakajima, D. W. Ward, E. A. Collins, "Viscoelastic measurements of PVC plastisol during gelation and fusion", Polym. Eng. Sci. 19, 210-214, 1979.
  24. M. G. Rasteiro, E. Antunes, "Correlating the rheology of PVC-based pastes with particle characteristics", Part. Sci. Technol., 23, 361-375, 2005.
  25. E. G. Barroso, F. M. Duarte, M. Couto, J. M. Maia, "A rheological study of the ageing of emulsion and microsuspension‐based PVC plastisols", J. Appl. Polym. Sci. 109, 664-673, 2008.
  26. D. J. Hoffmann, L. G. Garcia, "Rheology of PVC plastisols. II: effect of time and temperature", J. Macromol. Sci. B: Phys. 20, 335-348, 1981.
  27. N. Nakajima, E. R. Harrell, "Viscosity aging of poly (vinyl chloride) plastisol: The effect of the resin type and plasticizer type", J. Appl. Polym. Sci. 95, 448-464, 2005.
  28. G. Wang, X. Wang, R. Jin, "Preparation and properties of novel plastisols based on acrylic core-shell lattices", Colloid Polym. Sci. 283, 98-106, 2004.
  29. G. J. Wang, C. S. Kang, R. G. Jin, "Synthesis of acrylic core–shell composite polymers and properties of plastisol–gels", Prog. Org. Coat. 50, 55-61, 2004.
  30. B. Sharma, P. Jain, A. Baruh, "Rheological study of fillers used in PVC plastisol for industrial applications", Int. J. Eng. Res. 6, 1710-1716, 2015.
  31. Y. Ji, H. Luo, M. Shi, Z. Yang, W. Gong, H. Tan, "Study of the rheology and foaming processes of poly (vinyl chloride) plastisols with different foaming agents", J. Polym. Eng. 39, 117-123, 2019.
  32. H. M. Koch, A. Haller, T. Weib, H. U. Kafferlein, J. Stork, T. Bruning, "Phthalate exposure during cold plastisol application—a human biomonitoring study", Toxicol. Lett. 213, 100-106, 2012.
  33. H. J. Streitberger, K. F. Dossel, "Automotive Paints and Coatings", 2nd ed, Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. 2008.
  34. S. Marceneiro, Q. Hu, A. M. A. Dias, I. Lobo, I. Dias, E. de Pinho, M. G. Rasteiro, H. C. de Sousa, "Effects of two phosphonium-type ionic liquids on the rheological and thermomechanical properties of emulsion poly (vinyl chloride) based formulations plasticized with DINP and CITROFOL", Ind. Eng. Chem. Res. 53, 16061-16071, 2014.
  35. A. V. Shenoy, "Rheology of Filled Polymer Systems", Chapt.2.4, Netherlands, Springer, 1999.
  36. M. Pishvaei, C. Graillat, F. McKenna, Ph. Cassagnau, "Rheological behaviour of polystyrene latex near the maximum packing fraction of particles", Polym. 46(4), 1235-1244, 2005.
  37. M. Pishvaei, C. Graillat, F. McKenna, Ph. Cassagnau, "Experimental investigation and phenomenological modeling of the viscosity-shear rate of bimodal high solid content latex", J. Rheol. 51, 51-69, 2007.
  38. H. A. Barnes, "A handbook of elementary rheology", Chapt.16.2, University of Wales, Institute of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2000.
  39. N. Nakajima, E. R. Harrell, "Rheology of PVC plastisol: particle size distribution and viscoelastic properties", J. Colloid Interface Sci. 238, 105-115, 2001.
  40. I. Skeist, "Handbook of adhesives", 3rd ed, New York, Springer, 1990.
  41. م. پیشوایی، س. اکبری پور تفرشی نژاد، ش. جبلی معین، س. ا. پژمان سرشکه، "خواص رئولوژیکی وابسته به زمان پلاستی‌سول پلی وینیل کلراید"، سومین همایش ملی نقش رئولوژی در فناوری‌های مرتبط، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، 1397.
  42. م. پیشوایی، س. اکبری پور تفرشی نژاد، س. ا. پژمان سرشکه، "بررسی خواص رئولوژیکی پلاستی سول پلی وینیل کلراید مورد استفاده در صنعت خودروسازی"، سومین همایش ملی نقش رئولوژی در فناوری‌های مرتبط، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، 1397.
  43. B. Eftekhari, M. Pishvaei, "A rheological study of the aging of poly (vinyl chloride) plastisols", 1st International Conference on Rheology (ICOR), Iran Polymer and Petrochemical Institute, Tehran, Iran, 17-18 December 2019.
  44. N. Nakajima, E. R. Harrell, "Rheology of poly (vinyl chloride) plastisol for superhigh shear-rate processing", J. Appl. Polym. Sci. 115, 3605-3609, 2010.
  45. A. Tomas, M. G. Rasteiro, L. G. Ferreira, S. Figueiredo, "Rheology of poly (vinyl chloride) plastisol: effect of a particular nonionic cosurfactant", J. Appl. Polym. Sci. 115, 599-607, 2010.
  46. N. Nakajima, S. Kwak, "Effect of plasticizer type on gelation and fusion of PVC plastisol, dialkyl phthalate series", J. Vinyl Addit. Technol. 13, 212-222, 1991.
  47. J. C. Garcia, A. Marcilla, "Rheological study of the influence of the plasticizer concentration in the gelation and fusion processes of PVC plastisols", Polym. 39, 3507-3514, 1998.
  48. M. G. Rasteiro, A. Tomas, L. Ferreira, S. Figueiredo, "PVC paste rheology: study of process dependencies", J. Appl. Polym. Sci. 112, 2809-2821, 2009.

 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 مهر 1399
  • تاریخ بازنگری: 19 آبان 1399
  • تاریخ پذیرش: 02 آذر 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار