که از سوی دفتر متوسطه نظری ارسال شده است، به شرح زیر تقدیم می شود:

سال تحصیلی  ۹۱-۹۰ بر شما

همکاران گرامی مبارک

 ضمن تبریک به مناسبت سال جهانی شیمی به اطلاع همکاران گرامی می رساند نظرات و

 پیشنهادهای خود را   با عنوان ( با شیمی از خانه تا مدرسه)به منظور ارائه مطالب منسجم در قالب

 نشریه و یا قرار دادن در سایت به آدرس وبلاگ ارسال نمایید . قبلا از همکاری شما سپاسگزارم

                                                              حیدری    

ضمن گرامی داشت یاد و خاطره ی استاد شهید مرتضی مطهری روز وهفته ی معلم را فرصتی

 مغتنم دانسته  از تمامی تلاشگران عرصه ی پیکار با جهل قدر دانی می کنیم . گر چه به قول

 ایرج میرزا " حق استاد نکو دانستن را نیاموخته ایم "...

                           حق استاد

                                     گفت استاد مبر درس از یاد               یاد باد آنچه به من گفت استاد

                                     یاد  باد  آن که مرا یاد  آموخت              آدمی  نان  خورد از دولت یاد

                                   هیچ  یادم  نرود  این معنی                      که مرا مادر من نادان زاد

                                    پدرم نیز  چو  استادم دید                       گشت  از تربیت  من  آزاد

                                     پس مرا منت استاد بود                        که به تعلیم من استاد استاد

                               هر چه می دانست آموخت مرا                غیر یک اصل که ناگفته نهاد

                                 قدر استاد نکو   دانستن                        حیف استاد به من یاد نداد

                                      گر بمرده است روانش پر نور                      ور بود زنده خدا یارش باد

الماس

الماس همان کربن معمولی است که در فشرده ترین حالت ممکن قرار میگیرد. کربن، یکی از معمولی ترین عناصر جهان است و در تمام کیهان میتوان ردی از ان پیدا کرد. کربن همچنین یکی از چهار عنصر اصلی برای پیدایش و ادامه حیات است. 18 درصد بدن از کربن تشکیل شده است. هوایی هم که تنفس میکنیم حاوی دی اکسید کربن است و بیشتر مواد غذایی ترکیبات کربن دارند.
در حالت خالص کربن معمولا در 3 شکل یافت میشود .
1) الماس: که یک بلور شفاف و بسیار سخت است.
2) گرافیت: ماده ای معدنی که از کربن خالص تهیه میشود و بسیار نرم و سیاه رنگ است. ساختار مولکولی ان به فشردگی الماس نیست و به همین دلیل از الماس ضعیف تر است.
3) فولریت: جدید ترین شکل مولکول کربن که 13 سال از شناخته شدن ان نمی گذرد. این ماده معدنی دقیقا از60 اتم کربن تشکیل شده است که یک کره کامل را شکل میدهند.
الماس در حدود160 کیلومتری زیر پوسته زمین . درون صخره های مذاب جبه تشکیل میشوند. در این بخش از زمین فشار و حرارت به قدری است که فرایند تبدیل کردن به الماس میتواند صورت پذیرد. حداقل شرایط این فرایند. دمای 400 درجه سانتیگراد و فشار 30 هزار اتمسفر  است . اندکی پایین تر از این شرایط، گرافیت تولید میشود. شرایط تولید الماس در عمق 150کیلومتری زیر پوسته زمین مهیاست، جایی که فشار به 50 هزار اتمسفر و دما به 1200 درجه سانتیگراد میرسد.
فوران های قوی گدازه ای، این الماس ها را به سطح زمین اورده و انها مجراهای کیمبرلیت را تشکیل دادند ( کیمبرلیت نام مکانی در افریقای جنوبی است که این مجراها برای نخستین بار در ان کشف شد ) بسیاری از این فوران ها در فاصله یک میلیارد تا 20 میلیون سال پیش صورت گرفت.
این جریان های گدازه ای که به مراتب از فوران های اتشفشانی امروز شدیدتر بودند و از اعماق بیشتری سر چشمه گرفتند، درون این مجراهای کیمبرلیت سرد شدند و رگه های مخروطی شکل صخره ای کیمبرلیت را تشکیل دادند که الماس ها را نیز در برداشت

سختی الماس
همان طور که گفتیم الماس سخت ترین ماده طبیعی است. البته دانشمندان توانسته اند الماس هایی مصنوعی بسازند که به مراتب از خویشاوندان طبیعی خود سخت ترند. در الماس، اتمهای کربن در یک ساختار مشبک قرار دارند. بدین شکل که هر اتم الکترون های خود را با 4 اتم دیگر به اشتراک میگذارد و یک واحد 4 وجهی را تشکیل می دهد. این مجموعه4 وجهی که از 5 مولکول تشکیل شده است یک مولکول فوق العاده قوی را تشکیل میدهد. اما هر 5 اتم مجاور می توانند چنین شبکه ای را تشکیل دهند.
به همین دلیل، بلور الماس تا بدین حد مستحکم است. اما در گرافیت، اتمهای کربن در یک حلقه به یکدیگر متصل میشوند؛ یعنی هر اتم فقط به یک اتم دیگر متصل است و به همین دلیل آن قدر نرم است. زغال و مغز مداد، نمونه های بارز گرافیت هستند .

چرا الماس تا بدین حد درخشان است
الماس فشرده ترین ماده شفاف جهان است که تا کنون شناخته شده است. ضریب شکست آن 12/2 است . یعنی سرعت نور درون آن کمتر از نصف سرعت معمولی خود می شود .اما همین فشردگی است که باعث میشود الماس درخشنده ترین جسم شفاف باشد و برق بزند. چون سطح الماس با یکدیگر زاویه های بزرگی میسازند. بنابراین وقتی پرتویی از یکی از آنها وارد میشود. چند بار بازتاب میشود.

 ن- حیدری

سه پژوهشگر به خاطر کشف پروتئین نورانی در چتر دریایی(عروس دریایی) برنده جایزه نوبل شیمی شدند.

دو پژوهشگر آمریکایی و یک پژوهشگر ژاپنی به خاطر کشف پروتئینی نورانی در  چتر دریایی که سلول‌ها، بافت‌ها و حتی اندام‌ها را درخشان می‌کند - ابزاری که اکنون هزاران پژوهشگر در سراسر دنیا از آن استفاده می‌کنند -  برنده جایزه نوبل شیمی شدند.

به گزارش خبرگزاری رویترز جایزه 10 میلیون کرونی (1.4 میلیون دلاری) نوبل در رشته شیمی به اوسامو شیمومورا، دانشمند متولد ژاپن که اکنون در آزمایشگاه زیست‌شناسی دریایی  Woods Hole در ماساچوست آمریکا کار می‌کند، مارتین چالفیه از دانشگاه کلمبیا در نیویورک و راجر تسین از دانشگاه کالیفرنیا در سان‌دیه‌گو به خاطر کشف پروتئین دارای خاصیت فلورسانس سبز اهدا شد.

 کمیته نوبل شیمی از  آکادمی سلطنتی علوم سوئد در بیانیه‌ای گفت: "پروتئین سبز نورانی فلورسان" (GFP) در ابتدا در یک  گونه "چتر دریایی" (Aequorea victoria) در سال 1962 کشف شد. از آن هنگام به بعد این پروتئین به یکی از مهم‌ترین ابزارهای مورد استفاه در علوم زیستی معاصر بدل شده است."

شیمومورا در ابتدا GFP را از چترهای دریایی ساحل غربی آمریکای شمالی جدا کرد، و کشف کرد که این پروتئین در برابر نور ماورای‌بنفش می‌درخشد. از سال 1967 برای 20 سال او هر تابستان بندر فرایدی در ایالت واشنگتن در غرب آمریکا می‌رفت تا هر روز بیش از 3000 چتر دریایی جمع کند.

چالفیه و همکارانش باکتری‌‌هایی مانند "ای‌ کولای" (E. coli) و کرم‌های ریز به نام "کانوربیتیدیس الگانس" (C. elegans) را برای تولید این پروتئین با "چسباندن" (splicing) ژن‌ مناسب به کار گرفتند.

رنگ سبز پروتئین چتر دریایی زیر نور آبی و نور ماورای بنفش خود را نشان می‌دهد، به پژوهشگران امکان می‌دهد که سلول‌های توموری را نورانی کنند، مواد سمی را ردیابی کنند و خاموش و روشن بودن ژن‌ها را تحت نظر بگیرند.

 چالفیه در مصاحبه‌ای تلفنی گفت:‌ "ما می‌توانیم به سادگی به درون جانور نگاه کنیم و بگوییم در کجا این رنگ سبز روشن شده است، از چه هنگامی روشن شده است و  پروتئین ایجاد کننده رنگ سبز در کجا ساخته شده است و به کجا می‌رود؟"

 تسین، که پژوهشگر انستیتوی پزشکی هاوارد هیوز در آمریکا است، نیز از پروتئین مرجان استفاده کرد، و این رنگ فلورسانس را در فراسوی سبز به زرد، آبی و سایر رنگ‌ها گسترش داد تا فرایند‌های زیست‌شناختی متعددی را در یک زمان دنبال کند.

تسین گفت در زمان کودکی به علت ابتلا به آسم مجبور بود که در خانه بماند، و برای همین ساعت ها با رنگ‌‌ها به عنوان بخشی از آزمایش‌های شیمی در زیرزمین خانه‌شان بازی می‌‌کرد.

 تسین گفت او به خاطر جایزه بسیار مفتخر است و تصدیق کرد که دانشمندان دیگری در این حوزه کار کرده‌اند که ممکن بود در این جایزه سهیم شوند.

  او گفت: "من تنها سه شخص دیگر را می‌شناسم که می‌توانستند این جایزه را بگیرند و مطمئن هستم که کمیته داوران با تصمیم‌گیری مشکلی روبه‌رو بوده است."

این سه پژوهشگر با برنده‌شدن جایزه نوبل شیمی، به ردیف برخی بزرگترین نام‌ها در علم  مانند ماری کوری، که جایزه نوبل فیزیک را هم برد، و لینوس پائولینگ، دانشمند و فعال مشهور راه صلح  که در سال 1954 این جایزه را برد، پیوستند.

بهترین هدیه تولدی که می‌تواند یک دانشمند را خوشحال کند چیست؟ شاید یک کیف پول الکتریکی یا یک خودروی کم مصرف بتواند آنها را شاد کند اما برای شیمی دانی مانند «مارتین پولیاکوف» چنین هدایایی کافی نخواهدبود.
به گزارش خبرگزاری مهر، همکاران و دانشجویان پولیاکوف در مرکز علوم و فناوری نانو در دانشگاه ناتینگهام برای تبریک تولد وی، کوچکترین هدیه جهان را برایش درنظر گرفتند و بر روی یکی از تارهای موی او یک جدول تناوبی عناصر را حک کردند.
برای حک کردن این جدول تناوبی از پرتو یونهای گالیوم استفاده شد و دانشمندان توانستند کوچکترین جدول تناوبی از عناصری که در جهان وجود دارند را در چند ثانیه بر روی یک تار مو حک کنند. یونهای گالیومی معمولا برای ترمیم ساختارهای آسیب دیده میکروسکوپی در نیمه رساناها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
با این حال محققان این بار از این پرتوها برای هدفی دیگر استفاده کردند، هر یک از نشانه‌های عناصر جدول تناوبی که بر روی تار موی پولیاکوف ثبت شده طولی برابر چهار میکرون دارد، به بیانی دیگر 250 هزار نمونه از این سمبل‌ها باید به صورت طولی بر روی یکدیگر قرار گیرند تا بتوانند ارتفاع خود را به یک متر برسانند.
ابعاد کل جدولی که بر روی تار مو حک شده 88 میکرون در 46 میکرون بوده و از این رو بر روی تار موی پولیاکوف هنوز فضای کافی برای حک کردن هزاران جدول تناوبی دیگر وجود دارد.
پولیاکوف به همراه تیمی تصویربرداری تمامی روند حک شدن جدول تناوبی بر روی تار مویش را به ثبت رسانده است، وی به همراه تیمش مجموعه فیلمهایی را درباره 118 عنصر موجود در جدول تناوبی تولید کرده و بر روی وب سایت یوتیوب قرار داده است.

بنده ای دو روز مانده به پايان جهان تازه فهميد كه هيچ زندگی نكرده است، تقويمش پر شده بود و تنها دو روز، خط نخورده باقی بود. آشفته و عصبانی نزد خدا رفت تا روزهای بيشتری از خدا بگيرد، داد زد و بد و بيراه گفت، خدا سكوت كرد، جيغ زد و جار و جنجال راه انداخت،كفر گفت،اما همچنان خدا سكوت كرد، دلش گرفت و گريست و به سجده افتاد، خدا سكوتش را شكست و گفت: "عزيزم، اما يك روز ديگر هم رفت، تمام روز را به بد و بيراه و جار و جنجال از دست دادی، تنها يك روز ديگر باقی است، بيا و لااقل اين يك روز را زندگی كن." لا به لای هق هقش گفت: "اما با يك روز چه كار می توان كرد؟" خدا گفت: "آن كس كه لذت يك روز زيستن را تجربه كند، گويی هزار سال زيسته است و آنكه امروزش را در نمی‌يابد هزار سال هم به كارش نمی‌آيد"، آنگاه سهم يك روز زندگی را در دستانش ريخت و گفت: "حالا برو و یک روز زندگی كن." او مات و مبهوت به زندگی نگاه كرد كه در گودی دستانش مي‌درخشيد. با خودش گفت: "وقتی فردايی ندارم، نگه داشتن اين زندگی چه فايده‌ای دارد؟ بگذار اين مشت زندگی را مصرف كنم." آن وقت شروع به دويدن كرد، زندگی را نوشيد و بوييد، چنان به وجد آمد كه ديد می‌تواند تا ته دنيا بدود، می تواند .... او در آن يك روز زمينی را مالك نشد، مقامی را به دست نياورد، اما در همان يك روز دست بر پوست درختی كشيد، روی چمن خوابيد، كفش دوزدكی را تماشا كرد، سرش را بالا گرفت و ابرها را ديد و به آنهايی كه او را نمی‌شناختند، سلام كرد و برای آنها كه دوستش نداشتند از ته دل دعا كرد، او در همان يك روز آشتی كرد و خنديد و سبك شد، لذت برد و سرشار شد و بخشيد، عاشق شد و عبور كرد و تمام شد. او در همان يك روز زندگی كرد. فردای آن روز فرشته‌ها در تقويم خدا نوشتند: "امروز او درگذشت،كسی كه هزار سال زيست!"

در این تحقیق عملکرد یک برج جذب بدون ناودان به کمک یک نمونه نیمه صنعتی بررسی شده است. نمونه اصلی این برج با سه سینی، هر کدام به مساحت۱۹m۳ برای تصفیه جریان ۱۱۰۰۰m۳/hr هوای آلوده ساخته شده است. جریان مایع که این تصفیه را انجام می دهد با شدت ۴۰m۳/hr در برج جریان دارد. نمونه نیمه صنعتی ساخته شده برمبنای برج اصلی دارای سه سینی و با سطح مقطع ۰/۲۸m۲ است. تعداد سوراخ های هر سینی برج۸۰۰ عدد، قطر سوراخ ها ۶mm با آرایش مثلثی و ضخامت سینی ها ۶mm است. در این برج جذب همانند نمونه اصلی از محلول آبی کربنات سدیم به منظور جذب گاز دی اکسید گوگرد از هوا به عنوان گاز حامل، استفاده شده است.

پژوهش های مشابهی در این زمینه انجام شده است و چون این بررسی ها بر روی مدل های نیمه صنعتی یک واحد عظیم صنعتی و یا یک سیستم جذب جدید انجام می شود، اهمیت زیادی دارند. Cutierrez و همکارانش در سال۲۰۰۱ تاثیر پارامترهای مختلف از جمله غلظت و شدت جریان گاز ورودی و میزان غبار موجود در گاز را بر روی عملکرد یک سیستم جذب گاز دی اکسید گوگرد خشک در یک بستر سیال، بررسی کردند. این آزمایش ها بر روی یک نمونه نیمه صنعتی در یک نیروگاه با حداکثر غلظت گاز اسیدی ۲۰۰۰ppm انجام شده و در نهایت یک مدل ساده برای تعریف سیستم تبیین شده است.

Meikap و همکارانش در سال۲۰۰۱ به مدل سازی و انجام آزمایش های تجربی روی یک ستون چند مرحله ایMSBCS (Mulit-Stage Bubble Scruber) پرداخته اند. مدل و آزمایش های آنها نشان داده است که این سیستم تنها به کمک آب قادر است به بازدهی حدود۱۰۰ درصد دست یابد. در سال۲۰۰۳، Gerbec و همکارانش به منظور بررسی پدیده های فیزیکی و شیمیایی که در طول فرآیند جذب اتفاق می افتد یک مدل ارایه کردند. در این مدل روابط تعادلی مربوط به انواع محلول هایی که به صورت جاذب گاز دی اکسید گوگرد به کار می رود، در نظر گرفته شده است و اطلاعات مربوط به سیستم، به عنوان ورودی به مدل داده می شود. این مدل اساساً بر مبنای یک نمونه نیمه صنعتی طرح ریزی شده است و می توان از آن به منظور طراحی و بهینه سازی سیستم های مشابه استفاده کرد.

Zheng در سال۲۰۰۳ بر روی نمونه ای نیمه صنعتی که براساس راکتورهای جذب گاز دی اکسید گوگرد ساخته شده یک سری آزمایش انجام داده است. در این آزمایش ها pH محلول قلیایی، غلظت گاز دی اکسید گوگرد ورودی، دمای راکتور، غلظت Cr در محلول قلیایی به عنوان متغیر و بازدهی سیستم، غلظت محلول قلیایی باقی مانده و مقدار مواد جامد موجود در آن به عنوان پارامترهای اندازه گیری شده مدنظر قرار گرفته اند.

در سال۲۰۰۰ نیز Chain و Chu به بررسی جذب گاز دی اکسید گوگرد و مونواکسید نیتروژن به صورت منفرد و مخلوط با یکدیگر پرداخته اند. آنها غلظت هر یک از گازها و نسبت L/G و pH اولیه محلول جاذب را به عنوان متغیرهایی در آزمایشات انجام شده در یک ستون جذب سینی دار در نظر گرفته و بازدهی سیستم را بدست آورده اند. نتایج کار آنها نشان می دهد که نسبت L/G مؤثرترین پارامتر در بازدهی یک برج جذب است. لازم به ذکر است کار این افراد در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است.

● دستگاه ها و مواد مورد استفاده

به منظور محاسبه بازدهی برج لازم است پارامترهای مختلفی اندازه گیری شود. برای اندازه گیری غلظت گاز دی اکسید گوگرد در جریان هوای ورودی و خروجی برج از دستگاه NOVA analytical system مدل ۶۱۳۶۷۸TK به همراه یک کولر قبل از آنالایزر که مانع ورود بخار آب می شود، استفاده شد. اندازه گیری افت فشار توسط دستگاه APM ۵۰K انجام شد و سرعت جریان گاز توسط یک فلومتر پروانه ای LCA۳۰VA ساخت شرکت AirFlow انجام شد. در انجام آزمایش ها از یک نمونه کربنات سدیم صنعتی به عنوان جاذب گاز دی اکسید گوگرد استفاده شد. مطابق استاندارد ASTM E۳۵۹-۰۰ درجه خلوص آن۹۳ درصد جرمی بود و گاز دی اکسید گوگرد مورد استفاده در این آزمایش ها با خلوص۹۹/۹ درصد از یک کپسول تامین شد.

● سیستم پایلوت

به منظور انجام آزمایش ها از مجموعه ای نیمه صنعتی استفاده شده است.

▪ روش انجام آزمایش: مطابق استاندارد ASME PIC ۴۰-۱۹۹۱ که هدف آن بررسی و گزارش عملکرد یک سیستم عاری سازی دی اکسید گوگرد است، جهت بررسی عملکرد این برج لازم است درصد حذف دی اکسید گوگرد، نسبت ماده شیمیایی محلول جاذب که به صورت نسبت مول های قلیایی افزوده شده به مول های گاز دی اسید گوگرد ورودی تعریف می شود، میزان مصرف انرژی، شدت جریان گاز آلوده و شدت جریان مایع تصفیه کننده، در نظر گرفته ▪ عملکرد هیدرولیکی سینی ها: از جمله عوامل مهم در بهینه سازی یک سیستم جذب، مقدار انرژی مصرف شده در آن است. پارامتری را که می توان به عنوان معرف مصرف انرژی در سیستم حاضر در نظر گرفت افت فشار گاز درون برج می باشد. هدف از انجام این آزمایش ها رسم منحنی هایی است که در شدت جریان های متفاوت مایع، نحوه تغییر افت فشار گاز روی هر یک از سینی ها و کل برج با شدت جریان گاز را نشان دهد تا در ادامه بتوان نحوه مصرف انرژی در سیستم را مورد بررسی قرار داد.

▪ بررسی اثر عوامل مختلف روی بازدهی جذب: در این بخش از آزمایش ها هدف بررسی تاثیر پارامترهای مختلف چون غلظت محلول قلیایی، غلظت گاز وروی، شدت جریان گاز، شدت جریان مایع بر عملکرد برج در جذب گاز دی اکسید گوگرد همراه هوا بود. آزمایش ها در سه غلظت متفاوت۰/۱، ۱ و۳ درصد وزنی محلول کربنات سدیم انجام شد.

روش انجام کار به این ترتیب بود که ابتدا محلول ساخته شده با غلظت مناسب به حجم۱۰۰lit تهیه و در مخزن برج ریخته می شد. فن و پمپ دستگاه روشن شده و شدت جریان های مایع و گاز روی مقادیر مناسب هر آزمایش تنظیم می شد. پس از تامین زمان مناسب برای رسیدن به شرایط پایا، افت فشار برج و شدت جریان گاز اندازه گیری و ثبت می گردید. در این حالت شیر ورودی گاز دی اکسید گوگرد باز شده، تا گاز، وارد هوای ورودی به برج شود و شدت عبور آن چنان تنظیم شد که آنالایزر در ورودی برج مقدار در نظر گرفته شده برای هر آزمایش را نشان دهد. در ادامه مقدار دی اکسید گوگرد در جریان خروجی ثبت و پس این مرحله دی اکسید گوگرد در جریان خروجی ثبت و پس از این مرحله جریان گاز قطع شده و شرایط دستگاه برای آزمایش بعدی آماده شد.

▪ نتایج آزمایش هاعملکرد هیدرولیکی سینی ها: مربوط به شرایطی است که برج به صورت خشک کار می کند. نحوه تغییرات افت فشار در سینی اول، دوم و سوم و همچنین کل برج برحسب سرعت عبور گاز از برج است و زمانی که مایع، روی سینی ها حضور دارد، در شدت جریان های کم گاز، هر سه سینی تقریباً افت فشار یکسانی دارند، ولی به تدریج با افزایش شدت جریان گاز مشاهده می شود که افت فشار در سینی اول کمتر از افت فشار سینی سوم است. افت فشار بیشتر در سینی های دوم و سوم در شدت جریان های بالاتر گاز می تواند ناشی از کاهش فشار در بالای برج نسبت به پایین برج و افزایش نسبی حجم هوای عبوری از برج باشد. این امر سبب افزایش سرعت گاز در سینی های بالایی و افزایش نگه داشت و تجمع مایع بر روی آنها در مقایسه با سینی های پایین تر می شود. در حین انجام آزمایش نیز زیاد بودن نسبی تجمع مایع بر روی سینی های بالا در مقایسه با سینی های پایین، کاملاً مشهود است.

▪ بررسی اثر عوامل مختلف بر بازدهی جذب: تغییرات بازدهی جداسازی برای محلول های۰/۱، ۱، ۳ درصد کربنات سدیم با تغییر در شدت جریان گاز را نشان می دهد. میزان جداسازی در شدت جریان های بالای مایع بیشتر است و نیز بازدهی جداسازی با افزایش شدت جریان گاز افزایش پیدا می کند.

 آيا مي‌دانيد منشأ اين دود چيست؟ آيا مي‌دانيد اين دود چه اثرات مضري بر روي سلامتي انسان دارد؟ آيا مي‌دانيد به چه روشي مي‌توان از آلوده شدن گوشت با دود جلوگيري کرد؟

در روش رايج کباب کردن گوشت منبع حرارت مستقيماً در پايين گوشت قرار دارد. اين امر باعث مي‌شود در حين کباب کردن گوشت، روغن و آب گوشت بر روي منبع حرات ريخته و در اثر برخورد شعله مستقيم به گوشت و همچنين سوختن روغن آن ترکيبات هيدروکربني چند حلقه‌اي معطر(PAHs) توليد مي‌شود که به‌صورت دود بر روي گوشت رسوب کرده و به مصرف مي‌رسد.

 ترکيبات هيدروکربني چند حلقه‌اي معطر گروهي مرکب از بيش از 100 نوع ماده شيميايي مختلف است که در اثر سوختن ناکامل ذغال، روغن، گاز و ساير مواد آلي نظير تنباکو و يا در گوشت کباب شده بر روي ذغال و در غذاهاي فرآوري شده به‌وجود مي‌آيد.

مطالعات بر روي حيوانات آزمايشگاهي نشان داده است که اغلب اين ترکيبات سرطان‌زا نيستند ولي تعدادي از اين ترکيبات اثرات مخربي روي پوست، مايعات بدن و سيستم ايمني بدن داشته و باعث بروز سرطان در پوست و ريه مي‌شوند.

بنزوپيرن يکي از شايع‌ترين و خطرناک‌ترين مواد شيميايي در بين ترکيبات هيدروکربني چند حلقه‌اي معطرمي‌باشد. دود ذغال و کباب دودي حاوي ppb 1 و روغن‌هاي نباتي خام ميزان بيشتري ماده بنزوپيرن مي‌باشند. روغن‌هاي تصفيه شده ميزان کمتري از اين ماده را دارند. سوسيس کباب شده بر روي حرارت مستقيم حاوي بيش از ppb 200 بنزوپيرن مي‌باشد.

 با توجه به اين‌که بيشتر اين مواد در اثر برخورد شعله مستقيم به گوشت و همچنين رسوب دود حاصل از سوختن روغن گوشت در طي کباب کردن به‌وجود مي‌آيند با اعمال تغييرات جزيي در شيوه کباب کردن مي‌توان ميزان اين مواد را در داخل گوشت کم کرد.

با جلوگيري از برخورد شعله مستقيم گاز به گوشت (ايجاد حرارت غيرمستقيم) و قرار دادن منبع حرارت در کنار و يا بالاي آن و در نتيجه حذف دود مي‌توان بهترين نوع کباب را تهيه کرد.

بنا براين به تمامي دست‌اندرکاران تهيه کباب هم توصيه مي شود که با ايجاد تغيير بسيار کوچک در دستگاه‌هاي کباب‌پزي مي‌توان توليد ترکيبات هيدروکربني چند حلقه‌اي معطر (PAHs) و از جمله بنزوپيرن که يک ماده سرطان‌زا است را کم کرد.

 اين کار کاملاً غيرمنطقي است که ما بهترين ماده غذايي (گوشت) را با دست خود آلوده به مواد سرطان‌زا کرده و بعد بخوريم و اين در حالي است که با کمي حوصله و با صرف هزينه بسيار کم مي‌توانيم  اين مواد خطرناک را تا حد بسيار زيادي از مواد غذايي کم کنيم.

مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریک اسید H۲SO۴ و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند.

در حلال های غیر قطبی ، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.

حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت کمتری دارند و درنتیجه معمولا" این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می کنند. چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند که مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد مایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند. هنگامی موادی که قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدوده مایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است:

۱) متانولCH۳OH که خواصی شبیه آب را دارد.

۲) اتانول CH۳-CH۲OH

۳) پروپانون CH۳-CH۲-HC=O

۴) پروپانول CH۳-CH۲-CH۲OH

۵) بوتانول CH۳-CH۲-CH۲-CH۲OH

۶) اتیل استات C۴H۸O۲

۷) اتوکسی اتان C۴H۱۰O

۸) تولوئن C۷H۸

۹) بنزن C۶H۶

۱۰) کربن تتراکلرید CCl۴

۱۱) سیکلوهگزان C۶H۱۲

۱۲) دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲ محدوده مایع بودن بین ۶۱- تا ۱۵۳ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۳) تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است. محدوده مایع بودن بین ۶۵- تا ۶۶ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۴) دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳)۲SO محدوده مایع بودن بین ۱۸ تا ۱۸۹ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۵) هگزا متیل فسفر آمید با نام اختصاری HMP و فرمول OP[N(CH۳)۲]

۱۶) استونیتریل CH۳CN محدوده مایع بودن بین ۴۵- تا ۸۲ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۷) نیترومتان CH۳NO۲ محدوده مایع بودن بین ۲۹- تا ۱۰۱ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۸) دی کلرومتان CH۲Cl۲ محدوده مایع بودن بین ۹۷- تا ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۹) سولفولان C۴H۸SO۲ (یک حلقه ی پنج ضلعی است که SO۲ یک گوشه و چهار CH۲ گوشه های دیگر را تشکیل داده اند. محدوده مایع بودن بین ۲۸ تا ۲۸۵ درجه سانتیگراد می باشد.

۲۰) پروپان-۱و۲-دیول کربنات C۴H۶O۳ . یک حلقه ی پنج ضلعی که C=O یک گوشه و دو تا o نیز دو گوشه ، CH۲ یک گوشه و H۳CH گوشه دیگر را تشکیل می دهند. این حلال از ۴۹- تا ۲۴۲ درجه سانتیگراد مایع می باشد.

طبق یک اصل کلی، مواد قطبی در حلال های قطبی و مواد غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند.

حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشکیل می دهند که در زندگی کاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادکلن ها، انواع اسپری ها، چسب ها و ... انواع الکلها و دیگر حلال های آلی را تشکیل می دهند. چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از:

دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲

تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است.

دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳۲SO )

بیان شد که الکلها دسته ی بسیار مهمی از حلال های صنعتی را تشکیل می دهند. میان ذرات حلال در الکلها، پیوند های هیدروزنی می باشد، اما یک سر الکلها، سر آلی و غیرقطبی آنها می باشد درنتیجه این حلالها می توانند هم مواد غیرقطبی را با سر غیرقطبی در خود حل کنند و هم مواد یکه می توانند با آن پیوند هیدروزنی برقرار نمایند، مانند آب.

میان ذرات حلال غیرقطبی، فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. میان ذرات ماده ی حل شده غیر قطبی نیز فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. بنابراین تمام ذرات موجود در محلول، فقط تحت تاثیر این نیرو هستند و امکان تشکیل محلول وجود دارد.

یک مثال حلال های غیر قطبی، هیدروکربنهای سیر شده خطی مانند هگزان است. موم که یک ماده ی غیرقطبی است در هگزان حل خواهد شد.

البته تمام اجسام غیرقطبی در یکدیگر حل نمی شوند. حال متداولترین نوع محلول یعنی، یک جامد حل شده در یک مایع را در نظر می گیریم. انحلال پذیری یک جامد غیرقطبی در یک مایع غیرقطبی به دو عامل بستگی دارد: دمای ذوب و آنتالپی ذوب آن. وقتی این جامد حل می شود، محلول مایع به دست می آید. جامد تغییر فاز می دهد. جامدهایی که دمای ذوب و انتالپی ذوبشان بالاست، انحلال پذیری بیشتری نشان می دهند. این تفاوت به علت نیروهای جاذبه قویتر در بلورهای اجسامی است که دمای ذوب بالا دارند. در جریان حل شدن باید بر این نیروها فایق آمد.

برخی از حلال ها مانند کربن تتراکلرید CCl۴ کلروفرم CHCl۳ به شدت سمی می باشد. همچنین کار با اسیدها مهارت و تدابیر خاص می طلبد.

اثرات زیان اور حلال های آلی در محیط های کوچک خود را نشان می دهد ، زیرا حلال های آلی به مراتب بسیار فرار بوده و درنتیجه به دیلی سمی بودن ، هم برای انسان و هم موجودات زنده دیگر زیان دارد.

یکی از مهارتهای کار با حلال ها این است که حلال های بی خطرتر پیدا کنیم: اغلب در آزمایشگاه ها، باید سعی کنیم که استفاده از حلال های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می شوند، را حذف نماییم.

بسیاری از حلال ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند. حلال هایی که به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفورم، و پرکلورواتیلین هستند.
 
  

تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به اکسیژن به فرمهای مختلف دارند. واکنشهای هوازی دارای اهمیت خاصی بوده زیرا به اکسیژن آزاد نیاز دارند. تمام گازخای موجود در هوا به مقدارهای مختلف در آب محلولند. نیتروژن و اکسیژن بعلت حلالیت کم در آب مورد توجه می‌باشند. زیرا با آب فعل و انفعال شیمیائی انجام نداده و حلالیت آنها مستقیماً به فشار جزئی آنها بستگی دارد. حلالیت اکسیژن دردرجه حرارتهای مختلف آب متفاوت است. مقدار حلالیت اکسیژن اتمفسر در آب نسبتاً خالص از ۶/۱۴ میلیگرم در لیتر در صفر درجه سانتیگراد تا ۷ میلیگرم در لیتر در ۳۵ درجه سانتیگراد تحت فشار ۱ اتمسفر متفاوت است. اکسیژن به مقدار کم در آب محلول بوده و حلالیت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغیر است. کمبود حلالیت اکسیژن در آب یکی از فاکتورهای اصلی است که ظرفیت تصفیه طبیعی آب را کاهش می‌دهد. لذا تصفیه فاضلابها قبل از ورود به رودخانه‌ها ضروری می‌گردد. اکسیژن محلول رودخانه‌ها نیز می‌توان آلودگی آنها را کنترل نمود. اکسیژن فاکتور مهمی در ایجاد خورندگی آهن و فولاد بخصوص در سیستمهای توزیع آب و بویلرها می‌باشد. لذا تعیین مقدار اکسیژن محلول برای کنترل خورندگی آب به کار می‌رود.

● اساس روش اندازه‌گیری:

معمولی‌ترین روش تعیین اکسیژن محلول بر اساس آزاد کردن ید توسط اکسیژن محلول می‌باشد. ید آزاد شده عموماً توسط یک محلول احیاءکننده مانند تیوسولفات سدیم اندازه‌گیری می‌شود. چسب نشاسته خاتمه عمل را نشان می‌دهد. نشاسته ید آزاد شده را جذب نموده و رنگ آبی ایجاد می‌کند و هنگامیکه تمامی ید احیاء گردید محلول بیرنگ می‌شود.

روش و نیکلر یا یدومتری روش استانداردی برای تعیین اکسیژن محلول می‌باشد. این روش بر اساس اکسیداسیون Mn۲+ به ظرفیت بالاتر (Mn۴+) در محیط قلیائی توسط اکسیژن می‌باشد. منگنز با ظرفیت چهار یون ید را در محیط اسیدی به ید آزاد اکسیده می‌کند و مقدار ید آزاد شده که برابر با اکسیژن محلول می‌باشد توسط تیتزاسیون با تیوسولفات استاندارد اندازه‌‌گیری می‌شود.

در این روش وجود بعضی از مواد مانند نیتویتها و آهن سه ظرفیتی قابلیت اکسیدکنندگی I- را به I۲ دارند. و نتیجه آزمایش را زیاد نشان می‌دهد. و بر عکس مواد احیاء کننده مانند S۲-, So۳۲-, Fe۲+ ید را احیاء کرده و به I- تبدیل می‌کنند و نتیجه آزمایش را کمتر از حد واقعی نشان می‌دهد. بنابراین روش تصحیح نشده چنانکه اکسیژن در محیط وجود نداشته باشد با افزایش سولفات منگنز و معرف یدور قلیائی (NaOH, KI) رسوب سفید رنگ ۲Mn(OH) تشکیل می‌گردد.

Mn۲+ + ۲OH- Mn(OH)۲

● رسوب سفید رنگ

اگر در محیط اکسیژن موجود باشد مقداری از Mn۲+ به ظرفیت بالاتر اکسیده شده و رسوب قهوه‌ای رنگ Mno۲ ظاهر می‌گردد.

Mn(OH)۲ + ½ O۲ Mno۲ + H۲O

● رسوب قهوه‌ای رنگ

اکسیداسیون Mn۲+ به Mno۲ به آهستگی انجام می‌گیرد بدین منظور محلول تکان داده می‌شود تا تمام اکسیژن محلول به صورت ترکیب درآید. حرکت دادن محلول برای مدت حداقل ۲۰ ثانیه لازم است در صورتیکه آب مورد آزمایش شور باشد. زمان تماس بایستی به مراتب طولانی‌تر باشد. پس از حرکت دادن، نمونه را برای ترکیب کامل اکسیژن در جائی ساکن گذاشته و پس از مدتی به آن اسید سولفوریک اضافه می‌کنند. در محیط اسیدی Mno۲ یون I- را اکسید کرده و ید آزاد می‌کند. برای انجام واکنش بطور کامل بایستی درب بطری را بست و برای حداقل ۱۰ ثانیه آن را حرکت داد تا ید به طور یکسان در تمام محلول پخش گردد. ید حاصله را با تیوسولفات سدیم استاندارد تیتر می‌کنند.

Mno۲ + ۲ I- + ۴H+ Mn۲+ + I۲ + ۲H۲O

I۲ + ۲ Na۲S۲o۳ Na۲S۴O۶ + ۲ NaI

همانطور که اشاره شد یون نیتریت یکی از مواد مزاحم در تعیین اکسیژن محلول مب‌باشد. یون نیتریت Mn۲+ را اکسیده نمی‌کند ولی ‌I- را در محیط اسیدی به I۲ اکسید می‌نماید. لذا اگر نیتریت در محیط وجود داشته باشد تشخیص نقطه پایانی مشکل خواهد بود. زیرا به محض اینکه رنگ آبی معرف نشاسته و ید محو می‌گردد نیتریتها مقداری از I- را به I۲ اکسید کرده و رنگ آبی دوباره ظاهر می‌گردد. برای حذف دخالت نیتریتها از آز ید سدیم (Nan۳) استفاده می‌شود.

NaN۳ + ۹H+ ۳NH۳ + Na+ + NH۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O

HN۳ + NO۲- + H+ N۲ + N۲O + H۲O

بدین طریق دخالت نیتریتها می‌گردد.

● معرفهای لازم:

محلول سولفات منگنز: مقدار ۴۸۰ گرمMnSO۴.۴H۲۰ یا ۴۰۰ گرم MnSO۴. ۲H۲O و یا ۳۶۴ گرم MnSO۴.H۲O را در آب مقطر حل کرده و حجم آن را به یک لیتر برسانید.

معرف یدور و آز ید قلیائی: مقدار ۵۰۰ گرم از NaOH را با ۱۵۰ گرم یدور پتاسیم در آب مقطر حل کرده و حجم آن را به یک لیتر برسانید. به آن مقدار ۱۰ گرم آز ید سدیم که در ۴۰ سی سی آب مقطر حل شده اضافه کنید.

- اسید سولفوریک غلیظ

- نشاسته: ۲ گرم نشاسته و ۲/۰ گرم اسید سالیسیلیک را در ۱۰۰ سی سی آب مقطر گرم حل کنید.

- سدیم تیوسولفات استاندارد M ۰۲۵/۰: ۲۰۵/۶ گرم از Na۲S۲O۳. ۵H۲O را در آب مقطر جوشیده سرد شده حل کرده به آن ۴/۰ گرم سود افزوده و در بالن ژوژه یک لیتری به حجم برسانید. این محلول را در مقابل محلول استاندارد ۰۲۵/۰ نرمال بیکرمات پتاسیم و یا بی یدات پتاسیم استاندارد کنید.

● روش کار:

به نمونه مورد آزمایش که در بطریهای ۲۵۰ سی‌سی یا ۳۰۰ سی‌ سی جمع‌آوری شده مقدار ۱ سی سی محلول سولفات منگنز و ۱ سی سی معرف یدور و آزید قلیائی اضافه کنید. سپس درب بطری را با دقت بسته چندین بار آن را تکان داده تا رسوب هیدروکسید منگنز ظاهر گردد. بعد از ته‌نشین شدن رسوب مقدار ۱ سی سی اسید سولفوریک غلیظ به آن افزوده و آن را مخلوط کنید تا رسوب بطور کامل حل شود، ۲۰۰ سی سی از محلول فوق را در یک ارلن ریخته و با تیوسولفات N ۰۲۵/۰ تا رنگ زرد کم رنگ تیتر کنید. سپس چند قطره چسب نشاسته به آن افزوده و تیتراسیون را تا بی رنگ شدن محلول ادامه دهید. حجم تیوسولفات مصرفی را یادداشت کنید. با استفاده از معادله‌های واکنش مقدار اکسیژن محلول نمونه را بر حسب میلیگرم در لیتر محاسبه کنید.
 

کروماتوگرافی (chromatoghraphy) ، در زبان یونانی chroma یعنی رنگ و grophein یعنی نوشتن است.

● اطلاعات اولیه

پر کاربردترین شیوه جداسازی مواد تجزیه‌ای کروماتوگرافی است که در تمام شاخه‌های علوم کاربردهایی دارد. کرماتوگرافی گروه گوناگون و مهمی از روش‌های جداسازی مواد را شامل می‌شود و امکان می‌دهد تا اجزای سازنده نزدیک به هم مخلوط‌های کمپلکس را جدا ، منزوی و شناسایی کند بسیاری از این جداسازی‌ها به روش‌های دیگر ناممکن است.

● سیر تحولی رشد

ـ اولین روش‌های کروماتوگرافی در سال ۱۹۰۳ بوسیله میخائیل سوئت ابداع و نامگذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد.

ـ مارتین و سینج در سال ۱۹۵۲ به پاس اکتشافاتشان در زمینه کروماتوگرافی جایزه نوبل دریافت کردند.

● توصیف کروماتوگرافی

کروماتوگرافی را به دلیل اینکه در برگیرنده سیستمها و تکنیکهای مختلفی است نمی‌توان به طور مشخص تعریف کرد. اغلب جداسازی‌ها بر مبنای کروماتوگرافی بر روی مخلوطهایی از مواد بی‌رنگ از جمله گازها صورت می‌گیرد. کروماتوگرافی متکی بر حرکت نسبی دو فاز است ولی در کروماتوگرافی یکی از فازها بدون حرکت است و فاز ساکن نامیده می‌شود و دیگری را فاز متحرک می‌نامند. اجزای یک مخلوط به وسیله جریانی از یک فاز متحرک از داخل فاز ساکن عبور داده می‌شود. جداسازی‌ها بر اساس اختلاف در سرعت مهاجرت اجزای مختلف نمونه استوارند.

● روش‌های کروماتوگرافی

روش‌های کروماتوگرافی را می‌توان ابتدا بر حسب ماهیت فاز متحرک و سپس بر حسب ماهیت فاز ساکن طبقه‌بندی کرد. فاز متحرک ممکن است گاز یا مایع و فاز ساکن ممکن است جامد یا مایع باشد. بدین ترتیب فرآیند کروماتوگرافی به چهار بخش اصلی تقسیم می شود. اگر فاز ساکن جامد باشد کروماتوگرافی را کروماتوگرافی جذب سطحی و اگر فاز ساکن ، مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می‌نامند.

● انواع کروماتوگرافی

هر یک از چهار نوع اصلی کروماتوگرافی انواع مختلف دارد:

۱) کروماتوگرافی مایع ـ جامد

ـ کروماتوگرافی جذب سطحی

ـ کروماتوگرافی لایه نازک

ـ کروماتوگرافی تبادل یونی

ـ کروماتوگرافی ژلی

۲) کروماتوگرافی گاز - جامد

۳) کروماتوگرافی مایع - مایع

ـ کروماتوگرافی تقسیمی

ـ کروماتوگرافی کاغذی

۴) کروماتوگرافی گاز- مایع

ـ کروماتوگرافی گاز - مایع

ـ کروماتوگرافی ستون مویین

● مزیت روشهای کروماتوگرافی

ـ با روشهای کروماتوگرافی می‌توان جداسازی‌هایی را که به روش‌های دیگر خیلی مشکل می‌باشند انجام داد. زیرا اختلافات جزئی موجود در رفتار جزئی اجسام در جریان عبور آنها از یک سیستم کروماتوگرافی چندین برابر می‌شود‌. هر قدر این اختلاف بیشتر شود قدرت جداسازی مواد بیشتر و برای انجام جداسازی مواد نیاز کمتری به وجود اختلافات دیگر خواهد بود.

ـ مزیت کروماتوگرافی نسبت به ستون تقطیر این است که نسبتا آسان می‌توان به آن دست یافت با وجود اینکه ممکن است چندین روز طول بکشد تا یک ستون تقطیر به حداکثر بازده خود برسد ولی یک جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌تواند در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام گیرد.

ـ یکی از مزایای برجسته روش‌های کروماتوگرافی این است که آنها آرام هستند. به این معنی که احتمال تجزیه مواد جداشونده به وسیله این روش‌ها در مقایسه با سایر روش‌ها کمتر است.

ـ مزیت دیگر روش‌های کروماتوگرافی در این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است به این دلیل روش‌های تجزیه‌ای مربوط به جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌توانند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرند.

ـ روش‌های کروماتوگرافی ساده سریع و وسایل مورد لزوم آنها ارزان هستند. مخلوط‌های پیچیده را می‌توان نسبتا به آسانی به وسیله این روش‌ها به دست آورد.

● انتخاب بهترین روش کروماتوگرافی

انتخاب نوع روش کروماتوگرافی بجز در موارد واضح (مانند کروماتوگرافی گازی در جداسازی مواد گازها) عموما تجربی است. زیرا هنوز هیچ راهی جهت پیش بینی بهترین روش برای جداسازی مواد اجسام مگر در چند مورد ساده وجود ندارد. در ابتدا روش‌های ساده‌تر مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می‌شوند. زیرا این روش‌ها در صورتی که مستقیما قادر به جداسازی مواد نباشند نوع سیستم کروماتوگرافی را که جداسازی مواد بوسیله آن باید صورت بگیرد، مشخص می‌کنند آنگاه در صورت لزوم از روش‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شود. از فهرست زیر می‌توان به عنوان یک راهنمای تقریبی استفاده کرد‌.

در جداسازی‌های مشکل وقتی که روش‌های ساده فاقد کارایی لازم هستند روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HELC) می تواند جوابگو باشد.

● ستون کروماتوگرافی جذب سطحی

برای جداسازی مواد یک مخلوط ‏‏‏‎، می‌توان از ستون استفاده کرد. داخل این ستون با جامد فعالی مانند آلومین (فاز ساکن) پر شده است و با حلالی مانند هگزان (فاز متحرک) پوشیده شده است. هرگاه نمونه کوچکی از مخلوط در بالای ستون قرار گیرد ، نواری از ماده جذب شده تشکیل می‌شود، حلال با عبور خود از میان ستون اجزای مخلوط را با خود حمل می‌کند.

▪ جداسازی کامل

سرعت حرکت هر جزء‏ ، به میزان جذب سطحی آن بر روی ماده داخل ستون بستگی دارد. به این ترتیب ، ماده‌ای که کم جذب شده است، سریع‌تر از ماده‌ای که زیاد جذب شده است، حرکت می‌کند. واضح است که اگر اختلاف بین جذب‌های سطحی به حد کافی زیاد باشد، جداسازی مواد کامل انجام خواهد گرفت. اجزایی که قابلیت جذب بالاتری دارند، در قسمت بالای ستون و اجسامی که کمتر جذب می‌شوند در قسمت‌های پایین ستون ، جذب خواهند شد.

● نیروهای بین اجزا

این نیروها ممکن است یا از نوع نیروهای واندروالسی ، مانند نیروهایی که در مورد آلومین است یا از نوع نیروهای الکترستاتیک باشند، مانند جداسازی یون‌ها بوسیله کروماتوگرافی تبادل یونی که در آن فاز ساکن یک ماده مبادله کننده یون است ، یا ممکن است از یک ستون که از ماده مناسب متخلخلی پر شده، برای جدا کردن مواد حل‌شده بر اساس اندازه مولکول آنها استفاده کرد، مانند کروماتوگرافی ژلی.

کروماتوگرافی لایه نازک نمونه ویژه‌ای از کروماتوگرافی جذب سطحی است که در این روش ، به جای اینکه جاذب را در یک ستون استوانه‌ای پر کنیم، آن را بصورت لایه نازک روی یک صفحه شیشه‌ای یا لایه پلاستیکی یا ورقه فلزی قرار می‌دهیم.

● مقایسه با کروماتوگرافی تقسیمی

روش‌های جذب سطحی ، برای جداسازی مواد انواع مختلف ترکیبات شیمیایی بهتر هستند. ظرفیت یک ستون جذب سطحی ، در واحد حجم ، غالبا بزرگتر از ظرفیت یک ستون تقسیمی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است.

کروماتوگرافی تبادل یونی در ستون‌ها ، بطور انحصاری ، کاربرد رزین‌های تبادل یونی محدود می‌شود زیرا این مواد به طور عمده خواص مطلوبی ، مانند پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه دانه‌ها ( ذرات ) دارند، پودر سلولز که آن گرده‌های تبادل یونی به طریق شیمیایی قرار داده شده باشند نیز برای جداسازی مواد در ستون‌ها به کار می‌رود. ورقه‌هایی از سلولز عمل شده فوق و ورقه‌های سلولز پر شده با رزین‌های تبادل یونی را در روش کروموتوگرافی کاغذی برای جداسازی‌هایی که شامل تبادل یونی هستند، می‌توان مورد استفاده قرار داد.

▪ توصیف

در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد از نوع کروماتوگرافی که در آنها رزین به جای جاذب در کروماتوگرافی جذبی قرار می‌گیرد، است. مقادیر زیادی از رزین‌های تبادل یونی برای جدا کردن کامل یون‌ها از محلول در آزمایشگاه و نیز در مقیاس صنعتی به کار می‌روند. یعنی از جداسازی‌های فوق العاده جالب عبارتند از جداسازی مواد لانتایندها، آکتینیدها و اسیدهای آمینه.

● رزین‌های متداول تبادل یونی

رزین‌های متداول تبادل یونی که به طور مصنوعی ساخته می‌شوند، بر پایه قالب غیر محلولی از یک بسپار بزرگ ، معمولا پلی استیرن ، استوار هستند. ولی بعضی از آنها متکی بر اسید متا اکریلیک هستند. نوع اول با بسپار کردن استیرن در حضور مقدار کمی از دی وینیل بنزن ساخته می‌شود. دی وینیل بنرن میزان اتصالات عرضی را که عامل مهمی در کروماتوگرافی است کنترل می‌کند. اتصالات عرضی ، بسپار را به حالت نامحلول در می‌آورد. اگر میزان اتصالات عرضی خیلی کم باشد رزین مستعد جذب مایع اضافی می‌شود و در نتیجه آماس زیادی می‌کند، در حالی که اتصالات عرضی زیاده از حد ، ظرفیت تبادل رزین را ، احتمالا به علت ممانعت فضایی کم می‌کند.

گرده‌های قطبی که باعث خواص تبادل یون در رزین می شوند به جز در مورد اسید پلی متا اکریلیک، بعد از عمل بسپار شدن به رزین اضافه می‌شوند. با بسپار شدن در یک امولسیون آبی می‌توان دانه‌هایی با اندازه‌های معین تهیه کرد و در این صورت است که رزین‌ها برای عمل یون زدایی و اهداف کروماتوگرافی به کار می‌روند. بعضی از رزین‌ها را به شکل ورقه می‌سازند که در این صورت غشاهای تبادل یونی به دست می‌آیند. این غشاها به این صورت کاربردی در کروماتوگرافی ندارند ولی می‌توان از آنها برای نمک‌زدایی محلول‌ها ، که ممکن است یک عمل مقدماتی ضروری برای یک جداسازی مواد کروماتوگرافی مورد نظر باشد، استفاده کرد.

ـ مواد مبادله کننده یون :

تبادل گرهای کاتیونی و آنیونی دو نوع عمده مواد مبادله کننده یون هستند که آنها را به نوبه خود می‌توان بر حسب قدرتشان به اسید و باز تقسیم‌بندی کرد.

ـ تبادل‌گر کاتیونی :

گروه‌های قطبی در تبادل‌گرهای کاتیونی، که یا و یا می‌باشند، خاصیت اسیدی دارند این گروه‌‌ها به مولکول‌های بسپار به طور قطعی متصل هستند و در معرض محلول‌ حاوی یون‌هایی که باید حذف یا جدا شوند، قرار می‌گیرند.

ـ گروه‌های قطبی در تبادل گرهای آنیونی گروه‌های آمونیوم نوع سوم یا چهارم هستند و مثل هم عمل می‌کنند. تبادل‌گر آنیونی بیشتر به شکل کلرید هستند تا به شکل هیدروکسید زیرا کلریدها پایدارتر هستند.

▪ خواص رزین‌ها

ـ باید دارای گروه‌های مبادله کننده تک عاملی باشد. برای رزین‌های جدید هیچ مشکلی در این مورد وجود ندارد ولی محصولات اولیه که از فنل ساخته می‌شدند چند عاملی بودند و خواص تبادل آنها بستگی به PH محلولی که در آن قرار می‌‌گرفتند، داشت. از این نقطه نظر این رزین‌ها برای کروماتوگرافی مناسب نبودند.

ـ باید درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشد. ۴ - ۸ % بهترین درجه برای کروماتوگرافی است.

ـ گستره اندازه ذرات باید تا آنجایی که ممکن است کوچک باشد.

ـ اندازه ذرات باید، تا آنجایی که عملی است کوچک باشد.

● مزیت اساسی کروماتوگرافی تبادل یونی

در کروماتوگرافی ، محلول‌های بکار رفته اکثرا رقیق هستند و در نتیجه روش شستشو بیشتر به کار می‌رود و اغلب جداسازی‌های بسیار رضایت بخشی به دست می‌آید. در مورد رزین‌ها تجزیه جانشینی و تجزیه مرحله‌ای و شستشوی تدریجی همگی به کار می‌روند. ولی از تجزیه جبهه‌ای استفاده نمی‌شود. روش دیگر شستشو ، تحت عنوان گزینش پذیری ، نیز کارآیی مفیدی دارد. این روش به تغییر فعالیت یون‌هایی بستگی دارد که باید بوسیله عامل شوینده‌ای که با یون‌ها تشکیل کمپلکس می‌دهد جدا شوند.

تشکیل کمپکس بدون شک عامل مهمی در سایر روش‌های کروماتوگرافی ، مخصوصا در جداسازی‌های معدنی روی کاغذ است، ولی در هیچ یک از سایر روش‌ها این موضوع به همان وسعت که در کروماتوگرافی تبادل یونی استفاده شده، مطالعه نشده است. یکی از قدیمیترین و جالب‌ترین موفقیت‌ها در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد لانتایندها در یک رزین اسید قوی و با استفاده از یک محلول سیترات تامپونی برای شستشو است.

● کروماتوگرافی نمک زنی

در روش کروماتوگرافی نمک‌زنی ، از رزین‌های تبادل یونی برای جداسازی مواد غیر الکترولیت‌ها ، با شستن آنها از ستون به وسیله محلول‌های آبی یک نمک ، استفاده می‌شود. اجسام جدا شده بوسیله این روش ، اترها ، آلدئیدها ، کتون‌ها و آمین‌ها هستند.

▪ تبادل‌گرهای یون معدنی

بعضی از نمک‌های معدنی برای پر کردن کاغذ و آماده سازی آن به منظور استفاده در جداسازی‌ها که بر اثر تبادل یون صورت می‌گیرند، بکار می‌روند. یکی از دلایل توجه به مواد معدنی این است که تبادل‌گرهای یونی رزینی بر اثر تابش مستعد خراب شدن هستند. بنابراین در حقیقت برای استفاده با محلول‌های خیلی فعال مناسب نیستند. اگر چه برای جداسازی مواد ، به عنوان مثال ، مخلوط‌های اکتیندها یا موفقیت به کاربرده شده‌اند. مواد معدنی دارای مزایای دیگری مانند گزینش پذیری خیلی زیاد برای بعضی از یون‌ها مانند روبیدیم و سزیم و توانایی در برابر محلو‌ل‌های با دمای بالا هستند.

به علاوه تبادل گرهای یونی معدنی وقتی که در آب قرار می‌گیرند به مقدار قابل توجهی آماس نمی‌کنند و حجم آنها با تغییر قدرت یونی محلول در تماس با آنها تغییر نمی‌کند. از طرف دیگر ، بعضی از مواد معدنی معایبی مانند انحلال پذیری یا والختی در بعضی از PHها که در آن معمولا رزین‌ها پایدارند، دارند یا ممکن است در محلول‌هایی که رزین‌ها غیر محلول هستند، حل شوند. همچنین تبادل‌گرهای یونی معدنی ممکن است به شکل بلورهای ریز باشند که به علت ممانعت از عبور فاز متحرک ، برای پر کردن در ستون‌ها مناسب نیستند. اگر چه راههایی برای فائق آمدن به این مشکل وجود دارد.

در مطالعات جذب سطحی بر روی سیلیکاژل و کربن فعال ، اثرات الک مولکولی با موادی که جرم مولکولی بالایی دارند، مشاهده شده است. جداسازی‌های مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار در جریان مهاجرت الکترو اسمزی از داخل ژل‌ها انجام داد. این اساس جداسازی‌هایی را که مبتنی بر اندازه‌های نسبی مولکول‌ها هستند، تشکیل می‌دهند و از اصطلاح صاف کردن بوسیله ژل استفاده می‌شود.

▪ سیر تحولی و رشد

در سال ۱۹۵۴ ، "مولد وسینچ" نشان دادند که جداسازی‌ها مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار از داخل ژل‌ها انجام داد. در سال ۱۹۵۹ "پورات" و "فلودین" ، اصل معینی را ارائه دادند و از اصطلاح ، صاف کردن بوسیله ژل برای شرح روش خودشان در مورد جداسازی مواد مولکول‌هایی با منشاء زیستی در سیستم‌های آبی بوسیله ژل‌های پلی‌ساکارید استفاده کردند.

ولی "دترمان" در سال ۱۹۶۴ پیشنهاد کرد که کروماتوگرافی ژلی ( Gel Cromatography ) ، عمومی‌ترین اسم برای این شیوه است.

▪ نکات قابل توجه این روش

در کروماتوگرافی ژلی ، فاز ساکن از یک قالب بسپار متخلخل تشکیل شده است که منفذهای آن بوسیله حلالی که به عنوان فاز متحرک بکار می‌رود، کاملا پر شده است. اندازه سوراخ بسیار مهم است چون اساس جدایی بر این است که مولکولی‌های بزرگتر از یک اندازه معین اصلا وارد سوراخ‌ها نشوند و تمام یا قسمتی از سوراخ‌ها برای ورود مولکول‌های کوچکتر آماده است. جریان فاز متحرک موجب می‌شود که مولکول‌های بزرگتر بدون برخورد با مانعی ، بدون نفوذ در قالب ژل از ستون عبور کنند، در حالی‌که مولکول‌های کوچک‌تر بر حسب شدت نفوذ آنها در ژل در ستون نگه داشته می‌شوند.

▪ خروج اجزای مخلوط

بدین ترتیب اجزای مخلوط به ترتیب جرم مولکولی نسبی از ستون خارج می‌شوند، ابتدا بزرگترین مولکول خارج می‌شود. ترکیباتی که اصلا وارد ژل نمی‌شوند از یکدیگر جدا نمی‌شوند و همچنین مولکول‌های کوچکی که کاملا در ژل نفوذ می‌کنند، از یکدیگر جدا نمی‌شوند. مولکول‌های کوچکی که کاملا در ژل نفوذ می‌کنند از یکدیگر جدا نمی‌شوند. مولکول‌های با اندازه متوسط بر حسب درجه نفوذ آنها در قالب در ستون نگه داشته می‌شوند. اگر مواد ترکیب شیمیایی مشابه داشته باشند، به ترتیب جرم مولکولی نسبی از ستون شسته می‌شوند.

▪ مقایسه با کروماتوگرافی تقسیمی

از اثرات جذب سطحی بر روی سطح ذرات ژل معمولا می‌توان صرف نظر کرد و در نتیجه کروماتوگرافی ژلی را می‌توان به‌عنوان نوعی کروماتوگرافی تقسیمی در نظر گرفت. مایع موجود در داخل قالب ژل ، فاز ساکن و شوینده سیالی که بقیه ستون را پر می‌کند، فاز متحرک را تشکیل می‌دهند. به‌عبارت دیگر ، یک ستون تقسیمی داریم که در آن دو فاز مایع ، متحرک و ساکن ، ترکیب یکسانی دارند.

● ماهیت ژل کروماتوگرافی

ژل باید تا حد ممکن از نظر شیمیایی بی‌اثر و از نظر مکانیکی تا حد امکان پایدار باشد. مواد ژلی بصورت دانه تهیه می‌شوند و لازم است همانند رزین‌های تبادل یونی ، اندازه ذرات نسبتا یکنواخت باشد و تخلخل یکنواختی داشته باشد.

▪ نمونه

گرانروی نمونه مهم است و نباید از دو برابر گرانروی شوینده بیشتر باشد. حجم نمونه نیز مهم است. هر قدر حجم نمونه کمتر باشد، کاهش غلظت هر جزء در محلول خارج شده بیشتر خواهد بود. این اثر رقیق شدن در تصمیم‌گیری در مورد اندازه‌های ستون و نمونه باید مد نظر قرار گیرد.

▪ کاربرد کروماتوگرافی ژلی

با اینکه این روش بیشتر برای جداسازی‌هایی در مقیاس کوچک در کارهای تحقیقاتی و تجزیه‌های روزمره بکار می‌رود، ولی کاربردهایی نیز در مقیاس بالاتر در تولیدات صنعتی دارد. کروماتوگرافی ژلی ابتدا برای جداسازی مواد مولکول‌های بزرگی که منشاء زیستی دارند، مانند پروتئین‌ها ، پلی‌ساکاریدها ، اسیدهای نوکلئیک و آنریم‌ها بکار رفت و هنوز هم بیشترین کاربرد این روش در همین زمینه‌ها است.

اخیرا جداسازی مواد و بررسی بسپارهای مصنوعی ، حدود کاربرد این روش را افزایش داده‌اند و این روش ، قسمت مهمی از تکنولوژی بسپارها شده است. نمک‌زدایی از محلول‌ها برای مثال از پروتئین‌ها، یکی از کاربردها‌ی مهم محیط‌های ژلی است.

کروماتوگرافی تقسیمی نمونه‌ای از کروماتوگرافی مایع-مایع است که فاز جامد یک لایه از محلول ( مثل آب ) است که روی سطح یک جامد ناصاف مثل سیلیکاژل و یا خاک سیلیسی قرار دارد و فاز متحرک مایعی است که غیر محلول در مایع اولی می‌باشد.

▪ اطلاعات اولیه

در جداسازی مواد بوسیله کروماتوگرافی تقسیمی در ستون ، شیوه کار بسیار شبیه به شیوه کروماتوگرافی جذب سطحی است. اختلاف اصلی دو روش در ماهیت ماده پر شده در ستون است.

● اساس کار کروماتوگرافی تقسیمی

سرعت حرکت یک جزء از مخلوط تابع انحلال پذیری آن در فاز ساکن است. به عبارت دیگر ، جدا شدن اجزا بر اساس تقسیم بین دو مایع است. اجسامی که بیشتر حل می‌شوند، کندتر از اجسامی که کمتر حل می‌شوند به طرف پایین ستون حرکت می‌کنند. در جریان عبور از ستون ، اجسام میان دو فاز تقسیم می‌شوند و جداسازی مواد بر اساس اختلاف میان ضرایب تقسیم آنها انجام می‌شوند.

▪ یک مورد خاص

کروماتوگرافی کاغذی مورد خاصی از کروماتوگرافی تقسیمی به شمار می‌رود که در آن صفحات کاغذی جای ستون پر شده را می‌گیرند.

▪ خصوصیات

یکی از خصوصیات اساسی کروماتوگرافی این است که مخلوط اجسام ابتدا به صورت یک نوار در ستون که در نتیجه جذب سطحی یا جذب به وسیله فاز ساکن به وجود می‌آید، ظاهر می‌شود. برای جداسازی مواد اجزای باید عمل دیگر روی نوار انجام گیرد. تجزیه به روش‌های گوناگونی انجام می‌گیرد.

▪ مقایسه با کروماتوگرافی جذب سطحی

می‌توان گفت که روش‌های تقسیمی برای جداسازی ترکیبات شیمیایی نزدیک به هم ، مانند اعضای سری‌های ترکیبات مشابه ، مناسب‌تر است. مزیت اصلی روش تقسیمی این است که نوارهای کروماتوگرافی حاصل ، به علت وجود دنباله ، نسبتا باریک و در نتیجه استفاده از ستون‌ها کارآمدتر است. ظرفیت یک ستون تقسیمی ، در واحد حجم ، غالبا کوچک‌تر از ظرفیت یک ستون جذب سطحی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است.

● کروماتوگرافی کاغذی (paper chromatoghraphy)

▪ اطلاعات اولیه

انواع جداسازی‌های مختلف و ساده بر روی کاغذ به عنوان پیشروان کروماتوگرافی کاغذی توصیف شده‌اند. این سیستم معمولا به عنوان نمونه بارزی از سیستم تقسیمی در نظر گرفته می‌شود که در آن فاز ساکن آب است و به وسیله جذب سطحی بر روی مولکول‌های سلولز قرار می‌گیرد و مولکول‌های سلولز نیز به نوبه خود به وسیله ساختار الیافی کاغذ در وضعیت‌های ثابت نگه داشته می‌شود. امروزه ، به هر حال ، مشخص شده است که جذب سطحی اجزای فاز متحرک و حل شونده‌ها و اثرات تبادل یون نیز نقش‌هایی را ایفا می‌کنند و کاغذ به هیچ عنوان تنها به صورت تکیه گاه بی اثر نیست.

▪ سیر تحولی رشد

روش پیشنهادی رانگ در سال ۱۸۵۰ و فرآیندی که آن را تجزیه موئینه‌ای می‌نامند، از جمله آنها می‌باشند. چنین روش‌هایی در واقع بیشتر شبیه کروماتوگرافی جذب سطحی بودند و کروماتوگرافی کاغذی به مفهوم فعلی ، گسترش سیستم تقسیمی است که به وسیله مارتین و سینج در سال ۱۹۴۱ ارائه شد. در سال ۱۹۴۴ کونسدن ، گوردن و مارتین اسیدهای آمینه و پپتیدهای موجود در محصول آبکافت ، پروتئین پشم را به وسیله روشی جدا کردند که در آن به جای ستون پودر از یک صفحه یا نوار کاغذی آویزان در داخل یک ظرف سرپوش‌دار استفاده شده بود.

▪ کاربرد

در ابتدا کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مخلوط‌های مواد آلی به کار رفت. ولی بعد از آن ، عمدتا به وسیله برستال و پولارد و همکاران آنها ، برای جداسازی یون‌های معدنی به سرعت به کار گرفته شد. هم آنیون‌ها و هم کاتیون‌ها را به وسیله این روش می‌توان جدا کرد.

▪ خصوصیت ویژه

یک خصوصیت ویژه روش کروماتوگرافی کاغذی این است که چیزی مربوط به محلول یا گاز خارج شده از ستون که در سیستم‌های معمول مایع یا گاز با آن برخورد می‌کنیم وجود ندارد. ترکیبات جدا شده روی کاغذ مکان‌یابی و شناسایی می‌شوند در نتیجه ، جداسازی به طور نسبتا دائم در روی کاغذ ثبت می‌شود. در این روش اجزای جدا شده جمع آوری نمی‌شوند و احتیاجی به وسایل پیچیده کنترل پیوسته نیست. اندازه گیری کمی ترکیبات جدا شده را می‌توان روی کاغذ انجام داد ولی اگر بخواهند اجرای را از کاغذ خارج کنند. تنها کار لازم این است که قسمت مربوط به هر یک از اجسام را از کاغذ ببرند و هر یک را به طور جداگانه بشویند.

▪ طرح کلی روش

قطره‌ای از محلولحاوی مخلوطی که باید جدا شود را روی یک صفحه یا نوار کاغذ صافی در محل علامت گذاری شده قرار می‌دهند. در این محل ، قطره به صورت یک لکه حلقوی پخش می‌شود. وقتی که لکه خشک شده کاغذ را در یک ظرف مناسب سربسته طوری قرار دهند که یک سر آن در حلال انتخاب شده به عنوان فاز متحرک فرو رود. حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند و نکته مهم این است که سطح کاغذ نباید کاملا به وسیله حلال پوشانده شود. زیرا در این صورت ، اصلا جدا سازی صورت نمی‌گیرد یا نواحی خیلی پخش می‌شوند.

وقتی که جبهه حلال مسافت مناسبی را طی کرد یا بعد از یک زمان از قبل تعیین شده ، کاغذ را از طرف بیرون آورده ، جبهه حلال را با علامتی مشخص می‌کنند و می‌گذارند تا صفحه خشک شود. وقتی که محل‌های مناطق جدا شده آشکار شدند لازم است که هر یک از اجسام به طور جداگانه شناسایی شوند. در موارد ایده‌آل ، هر جسم با واکنشگر مکان‌یاب ، رنگ مخصوصی می‌دهد که در مورد مواد معدنی بیشتر و درمورد مواد آلی کمتر مشاهده می‌شود. ساده‌ترین روش شناسایی بر اساس مقدار Rf یعنی نسبت فاصله طی شده به وسیله جبهه حلال است.

خارج کردن جسم از کاغذ

روش‌های ارائه شده مستلزم به کارگیری یک واکنشگر مکان یاب شیمیایی برای تعیین محل لکه هستند، و لکه‌های رنگی اساس ارزیابی را تشکیل می‌دهند. بعضی اوقات می‌توان کمپلکس را شستشو داد و به وسیله روش رنگ سنجی تخمین زد، ولی اگر تغییر شیمیایی قابل قبول نباشد ماده تغییر نیافته را باید شستشو داد. عمل شستشو را می‌توان با وارد کردن تکه کاغذ در یک حلال ، به وسیله استخراج در یک دستگاه سوکسیله ، یا با استفاده از آرایش خاصی ، که در کاغذ یک جریان نزولی کروماتوگرافی ایجاد می‌نماید، انجام داد. برای جداسازی‌های معدنی تکه‌های کاغذ را می‌توان به صورت خاکستر در آورده ، باقیمانده‌ها را در اسید حل کرد. نتایج این روش به اندازه روش شستشو خوب نیستند. از اینرو محلول‌های به دست آمده را می‌توان به وسیله هر روش مناسبی تجزیه کرد، روش‌هایی که اغلب به دنبال روش‌های کروماتوگرافی به کار می‌روند عبارتند از رنگ سنجی و قطبش نگاری.

پیدا کردن یک روش کروماتوگرافی ، که بتواند به طور کمی تمامی اجزای یک مخلوط را جدا کند، مطلقا ضروری نیست. ارزیابی کمی فلزات با قطبش نگاری و ارزیابی کمی مواد آلی مشکل‌تر از فلزات است زیرا ، برای مواد آلی ، روش‌های موجود برای آزمایش محلول حاصل از شستشو محدودتر هستند. ارزیابی مواد آلی معمولا بر روی کاغذ صورت می‌گیرند و بنابراین ، لازم است که هر جسمی از اجسام دیگر به طور کمی جدا شود.

▪ نقایص کروماتوگرافی کاغذی

ـ لکه‌های چند تایی :

در کروماتوگرافی یون‌ها فلزی ، اگر دارای آنیونی متفاوت از آنیون موجود در محلول اولیه باشد، ممکن است رقابتی بین آنیون‌ها برای یون فلزی وجود داشته باشد، که در نتیجه دو لکه به دست می‌آید که هر یک از آنها مربوط به یکی از نمکهای فلزی می‌باشد. ممکن است یون فلزی دو کمپلکس متفاوت با حلال ایجاد کند. در جدا سازی‌های آلی ، ممکن است جسم دو شکل متفاوت وجود داشته باشد. به عنوان مثال یک آمینو اسید می‌تواند به صورت کاتیون و یون دو قطبی باشد.

ـ دنباله دار شدن :

اگر مخلوط یه مقدار زیاد از حد روی کاغذ قرار داده شود، یا سرعت عبور حلال متفاوت باشد، جسم نمی‌تواند برای ایجاد یک لکه مجزا به تعادل برسد. در این صورت این لکه ، در سطح بزرگی از کاغذ پخش شده و از حلال در حال پیشروی عقب می‌ماند. دنباله‌دار شدن ممکن است به سبب اثرات جذبی سطحی تر ایجاد شود.

ـ اثرات لبه یا کناره :

لکه‌ها خیلی نزدیک به کنار نوار ، ممکن است در امتداد کنار کاغذ پخش شوند، عمل نفوذ ممکن است به علت بالا بودن غلظت موضعی فاز متحرک در آن ناحیه ، و یا به علت بالاتر بودن سرعت تبخیر حلال در کنار کاغذ ، که منجر به اثرات تقسیمی غیرعادی می‌شوند، باشد.

▪ روش کمی کروماتوگرافی کاغذی

کاربرد کمی این روش نه تنها احتیاج به یک جداسازی کمی ، بلکه مکان‌یابی و ارزیابی کمی اجسام موجود نیز دارد. یک جداسازی کیفی رضایت بخش ، الزاما برای کار کمی مفید نیست. اندازه گیری کمی را می‌توان یا با سنجش مقدار جسم موجود در لکه روی کاغذ ، یا با خارج کردن جسم از کاغذ و تجزیه اجزای جدا شده به وسیله روش‌های کمی متداول انجام داد. لکه اولیه از نمونه مناسب روی کاغذ قرار می‌دهند، خشک کردن لکه باید تحت شرایط استاندارد زمان و دما صورت گیرد.

در تهیه حلال باید دقت زیادی روی نسبت‌های اجزای صورت گیرد، برقرار ساختن تعادل باید به طور استاندارد انجام گیرد، طول عبور حلال در تمامی نوبت‌ها یکسان باشد، در طول آزمایش ، دما باید ثابت بماند، و خشک کردن ورقه باید در یک زمان و دمای استاندارد انجام گیرد. واکنشگر مکان‌یاب (در صورت استفاده از لکه‌های رنگی) باید به طریق کاملا تکرارپذیر افزوده شود. و هر عمل بعدی ، مانند خشک کردن یا قراردادن در معرض بخار آمونیاک ، باید در مدت استاندارد انجام گیرد. مقدار جسمی که در یک جداسازی کروماتوگرافی باید روی کاغذ قرار گیرد، متغیر است.

▪ موارد استعمال کروماتوگرافی کاغذی

ـ منابع علمی مربوط به روش‌های تجزیه‌ای و بررسی ترکیبات طبیعی نشان می‌دهد که کروماتوگرافی کاغذی در هر رشته‌ای کاربرد دارد. با این همه ، این روش هنوز هم در جداسازی‌های مواد با ماهیت زیستی وسیعترین کاربرد را دارد.

ـ کروماتوگرافی کاغذی اکثرا به عنوان یک وسیله تحقیقاتی به کار می‌رود، و به طور گسترده‌ای در تجزیه‌های روزمره مخصوصا در جداسازی‌های جدیدی که هیچ روش کلاسیک برای آنها وجود ندارد، نیز مورد استفاده قرار می گیرد. روش اخیر در مسائل کلینیکی و زیست شیمیایی ، جداسازی اسیدهای آمینه و پپتیدها در بررسی ساختارهای پروتئین کاربد دارد.

ـ آزمایش روزمره ادرار و سایر مایعات بدن برای اسید آمینه و قند ، جداسازی بازهای پورین و نوکلئوتیدها در آزمایش اسیدهای نوکلئیک ، جداسازی استرئیدها ، تجزیه عمومی ، تجزیه بسپارها ، تشخیص و ارزیابی فلزات در خاک ها و نمونه های زمین شناسی ، بررسی ترکیبات فنلی در عصاره های گیاهی ، جداسازی آلکالوئیدها ، جداسازی ترکیبات علامت دار به وسیله رادیو ایزوتوپ‌ها ، کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مواد فرار غیر فعال مانند هیدروکربن‌ها و دیگری جداسازی اسیدهای چرب با فراریت بیشتر مناسب نمی باشد.

● کروماتوگرافی ستون مویین (Capillary Column Chramatography)

▪ اطلاعات اولیه

گولای نظریه و موارد استعمال ستون‌های مویین را برای اولین بار ارائه داده به طور نظری ، برای ستونی که دارای یک لوله مویین طویل با جدار داخلی پوشانده شده از لایه نازکی از فاز ساکن است کارایی بسیار بالایی پیش‌بینی می‌شود و این پیش‌بینی در عمل به اثبات رسیده است.

برای انجام کروماتوگرافی ستون مویین ، تغییراتی باید انجام گیرد. این تغییرات شامل روش مخصوصی برای وارد کردن نمونه ، خود ستون مویین و استفاده از یک آشکارساز خیلی حساس با حجم کوچک و پاسخ سریع است.

▪ نمونه در ستون مویین

وقتی که از یک ستون مویین استفاده می‌شود، چون مقدار فاز ساکنی که می‌تواند در دیواره‌های ستون نگه داشته شود، کم است. بنابراین ، برای اندازه‌‌های نمونه باید خیلی کوچک باشد. برای اینکه مقدار نمونه وارد شده به ستون قابل تکرار باشد و در عین حال ، برای کارایی ستون ، به اندازه کافی کم باشد، ساده‌ترین راه ، استفاده از یک وسیله تقسیم کننده جریان است. تقسیم جریان باید خطی باشد. یعنی ، بدون در نظر گرفتن تغییرات دما ، سرعت عبور ، اندازه نمونه ، نسبت تقسیم و غیره ، قسمتی از هر جزء مخلوط که به ستون می‌رسد باید برابر با قسمتی از گاز حامل باشد که از ستون عبور می‌کند.

درصورت بهره‌برداری کامل ، ستون‌های مویین به خوبی می‌توانند حداکثر قدرت را در جداسازی مواد به روش‌های کروماتوگرافی نشان دهند. ستون‌های مویین می‌توانند مؤثرتر از ستون‌های پر معمولی باشند. قدرت جداسازی مواد ستون‌های مویین پنج برابر ستون‌های معمولی است و زمان جداسازی مواد کمتر است. ستون‌های مویین در دماهای پایین‌تر از آنچه که معمولا با یک ستون پر امکان دارد، به علت نیاز به مقادیر فوق‌العاده کمی از نمونه ، قادر به جداسازی مواد مخلوط‌ها هستند. استفاده از آشکارسازهای بسیار حساس ، ستون‌های معمولی را نیز قادر می‌سازد که در دماهای پایین‌تز از دمای نرمال عمل کنند، زیرا در این صورت هم نمونه‌های بسیار کم را می‌توان به کار برد.

▪ جداسازی مواد

شرایط لازم برای یک آشکارساز خوب ، حساسیت بالا ، حجم کوچک و پاسخ سریع است و این سه معیار در اغلب آشکارسازهای پوشش وجود دارند. زمان لازم برای بعضی از جداسازی‌ها آنقدر کوتاه است و اجزای جدا شده با چنان سرعتی از ستون خارج می‌شوند که ثبات‌های معمولی پتانسیل سنجی قادر به همگامی با علائم حاصل از آشکارساز نیستند. در چنین مواردی از دستگاه دیگری مانند یک نوسان کننده اشعه کاتد برای نمایش علائم می‌توان استفاده کرد. با اینکه چنین سرعت زیادی شاید اغراق‌ آمیز باشد ولی باز هم مصلحت است که از یک ثبات با سریع‌ترین سرعت پاسخ ممکن استفاده شود.

▪ معایب استفاده از ستون مویین

معایب استفاده از یک ستون مویین بیشتر مربوط به ریزه‌کاری هر روش است. یعنی احتیاط بیشتری در عمل لازم است. به عنوان مثال ، وارد کردن نمونه‌های خیلی کم به ستون بطور تکرار‌ پذیر مشکل است. و جمع‌آوری سطح مخصوص حداقل ۱ است. آکنه‌ای که بسیار در کروماتوگرافی استفاده می‌شود خاک دیاتومه‌ای است. با کاهش اندازه آکنه‌ها بازده ستون افزایش می‌یابد. اختلاف فشار مورد نیاز برای حفظ شدت جریان گاز حاصل با توان دوم اندازه ذرات نسبت عکس دارد.

▪ کاربرد

کروماتوگرافی مخصوصا در مطالعات آلودگی محیط زیست اهمیت دارد زیرا بسیاری از آلوده کننده‌ها مانند ترکیبات آلی فسفر و هیدروکربن‌های کروماتوگرافی گازی مخصوصا برای جداسازی ترکیبات آلی ، و تعداد کمی از مخلوط‌های معدنی به کار می‌رود، بنابراین پیشرفت‌های بیشتری در این رشته امکان پذیر است. امروزه کروماتوگرافی گازی بیشتر برای شناسایی اجسام پیچیده مانند بسپارها و مواد زیستی به کار می‌رود.

به این ترتیب که ابتدا این اجسام را در شرایط به دقت استاندارد شده گرما کافت می‌کنند و به دنبال آن محصولات گازی حاصل را در یک کروماتوگارف گازی جدا کرده، کروماتوگرام ویژه جسم را به دست می‌آورند. کاربردهای زیست پزشکی کروماتوگرافی گازی برای تشخیص طبی مطالعات بی‌نظمی‌های متابولیک و همچنین کاربرد آن در علوم جرم‌شناسی برای تشخیص داروهای تحریک کننده سیستم عصب مرکزی و الکل‌ها می‌باشد.

در هنگام کار با دستگاه K.U نکات ذیل را مدنظر داشته باشید:

ـ درجه حرارت خیلی دقیق تنظیم گردد.

ـ رنگ بایستی قبلاً کاملاً میکس شده باشد.

ـ رنگ بایستی عاری از حباب هوا و پوسته باشد.

ـ شفت میکسر بایستی تا حد علامت ، داخل رنگ قرار گیرد. نه بیشتر و نه کمتر.

ـ وزنه ها باید طوری گذاشته شوند که خطوط کاملاً ثابت به نظر آیند.

▪ پیگمانهای رنگی

معمولترین طبقه بندی پیگمانها بر مبناء نوع رنگ یا فام آنهاست اما می توان آنان را بر مبناء شیمیائی (آلی و غیر آلی) و طبیعی و مصنوعی و نهایتاً رنگ یا فام طبقه بندی نمود

اساساً دو نوع رنگدانه معدنی یعنی طبیعی و مصنوعی وجود دارد که رنگدانه های معدنی در معادن

موجود بوده و در قسمتهای مختلف دنیا از معادن استخراج می گردند و اکثراً همراه با ناخالصی هائی از قبیل آهن، منگنز و سیلیکاتها می باشند. رنگدانه های رنگی معدنی طبیعی در انواع قرمز، زرد، قهوه ای و سیاه با شدت فامهای گوناگون در طبیعت موجود می باشند، رنگدانه های رنگی معدنی مصنوعی اکثراً روشنتر، درخشانتر، ریزتر و گرانقیمت تر از انواع مشابه معدنی طبیعی می باشند.

▪ پیگمانهای رنگی معدنی (طبیعی و مصنوعی)

اوایل اکسیدهای آهن بطور طبیعی در فامهای مختلف از معادن تولید می گردیدند اما امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی هم به صورت معدنی با کیفیت بهتر و هم به صورت مصنوعی تولید می گردند. تمامی اکسیدهای آهن بطور اهم غیر سمی، نان بلیدینگ و ارزان قیمت بوده و وابسته به صنعت نفت نمی باشند اما در خواص دیگر با هم متفاوتند. مثلاً نوع قرمز مقاومت خوبی در برابر حرارت دارد در صورتی که نوع ئیدزات زرد آن در حرارت بالاتر از C ۱۸۰ دی ئیدراته گشته و تغییر رنگ میدهد. مجموعه خواص خوب فوق الذکر همراه با ارزانی قیمت مصارف آنان را در صنایع رنگسازی افزایش داده و در صورت امکان ایجاد کی فام مناسب دلخواه، اغلب دست اندرکاران صنایع رنگسازی ترجیح می دهند که از اکسید آهن استفاده نمایند.

▪ اکسید طبیعی سیاه آهن

از خرد و نرم کردن سنگ آهن معدن منگنیت به دست می آید و براساس خاصیت مغناطیسی طبقه بندی می شود و حدود ۹۲ الی ۹۵ درصد دارد.

این پیگمان همانند رنگدانه کربن سیاه فلوتینگ نمی کند و بیشتر در ساخت رنگهای فلزی بسیار ارزانقیمت و یا رنگهای عایق گرما و حرارت بکار می رود زیرا که هیچکدام از دیگر رنگدانه های مشکی مثل لمپ بلک و کربن جهت این کار مناسب نمی باشند و از آنجائیکه بسهولت با آب مرطوب می شود لذا در ساخت رنگهای پلاستیک مشکی بکار می رود و تا C ۱۵۰ نیز در مقابل حرارت پایدار می باشد.

▪ اکسید طبیعی قهوه ای آهن (آمبر خام سوخته و سینای سوخته)

آمبر خام از سنگ معدنی که حدود ۵۰ درصد اکسید منگنز و حدود ۲۰ الی ۳۵ درصد سیلیکات دارد بدست می آید و در حالت پودر نرم دارای رنگ قهوه ای متمایل به سبز سیر می باشد که همین فام در فیلم یک رنگ تقریباً سیاه بنظر می آید.

آمبر سوخته از اکسیده کردن یا سوزانیدن آمبر خام بدست می آید که در این عمل آب آمبر خام تبخیر شده و به آمبر سوخته قهوه ای سیر تبدیل می گردد. آمبر ها قدرت جذب روغن بیشتری از دیگر پیگمانهای طبیعی داشته و به سختی در یک وهیکل پخش می گردند. آمبرها ممکنست با وهیکلهای رزینی واکنش انجام داده و از اینرو می بایستی در مقدار مصرف آنان دقت کافی بعمل آید. در مقابل نور ثبات خوبی دارند اما نوع خام آن در دمای بالاتر از ۱۷۰ الی C ۱۸۰ قهوه ای تر می گردد. از آمبرها بطور وسیعی در ساخت انواع بی رنگ کننده ها و فیلرهای چوبی استفاده می گردد.

سینای سوخته نیز البته از کلسینه نمودن سینای خام بدست می آید و از آنجائیکه رنگ زرد آن دارای سایه قهوه ای تری از سینای خام است از اینرو جزء اکسید قهوه ای آهن طبقه بندی شده است و موارد مصرفش همانند سینای خام می باشد.
 
 
▪ پیگمانهای کرومی

پیگمانهای کرومی به طبقات ذیل تقسیم می شوند:

ـ پیگمانهای رنگی کرومات براساس کرومات سرب

ـ کروم سبز (کروم سبز، اکسید کروم سبز و اکسید کروم سبز آبدار)

ـ پیگمانهای کرومی ضد زنگ

ـ کروم سبز

رنگدانه کروم سبز از رسوب مخلوط با نسبتهای مختلف آهن آبی (فری سیانورفریک آمونیوم) و کروم زرد ( ) تولید می گردد که حدود تغییرات رنگ آن از سبز مایل به زرد تا سبز سیر می باشد و در بازار اغلب در رنگهای سبز روشن، سبز متوسط و سبز سیر در دسترس می باشد. هر چه درصد آهن آلی در مخلوط فوق بیشتر باشد (از ۱۲ الی %۶۵) فام کروم سبز حاصل تیره تر، قدرت جذب روغن آن بیشتر و درجه پخش آن در یک وهیکل مشکلتر می گردد.

توجه داشته باشید که کروم سبز را با اکسید کروم سبز اشتباه نگیرید. پیگمانهای کروم سبز دارای قدرت پوشش عالی و قدرت حفظ رنگ فوق العاده خوب می باشند و بیشتر از دیگر پیگمانهای سبز مصرف می گردند. تا حرارت C۱۸۰ مقاومت دارند و همانند کرومها نسبت به قلیائیها حتی کربنات کلسیم نیز حساس بوده و از اینرو نبایستی در ساخت رنگهای پلاستیک مصرف گردند. رنگ حاصل از کروم سبز وقتیکه در معرض نور و هوای آغشته به قرار گیرد سیاه می گردد و همانند آهن آبی نبایستی بهمراه مواد احتمالی اکسید کننده موجود در حمل کننده ها بکار رود. کروم سبز در حلالها، آب و روغنها بلیدینگ نمی کند و مقاومت نوری متوسط و مقاومت عالی ای دارد.

اخیراً کروم سبز با اکسید کروم سبز و فتالوسیانین سبز جانشین شده است زیار نه تنها کروم سبز روشنی فتالوسیاتین سبز را ندارد بلکه همچنین مقاومت خوبی نیز در مقابل اسیدها و بازها ندارد مضافاً به اینکه از کروم بعلت سمی بودن نمی توان در ساخت رنگهای مصرفی بر وسایل اسباب بازی بچه ها استفاده نمود . بعضی نیز از کروم سبز بهمراه کروم زرد پامچالی جهت ایجاد فام زیتونی رنگ استفاده می نمایند. از کروم سبز علاوه بر صنایع رنگسازی در صنایع مرکب، پلاستیک و کاغذ بعلت داشتن قدرت پوشش عالی هنوز هم به مقدار زیادی استفاده می گردد. در صورت استفاده از مخلوط فتالوسیانین سبز، زنگی با مقاومت شیمیائی، پایداری انبار و فام بهتری بدست خواهد آمد. یکی دیگر از عیوب اکسید سبز اینست که چه در ظرف و چه در فیلم تر ایجاد فلودینگ می نماید.

ـ آهن آبی

نام آهن آبی منوط به نام کلاسیک کمپلکسهای فری فروسیانید پتاسیم، سدیم و یا آمونیوم می باشد (توجه داشته باشید که نمک نمی باشد) و به نامهای دیگر آبی چینی، میلوری و آبی پروس نیز در صنعت مشهور است. آهن آبی در فامهای آبی بدون حالت برنزی، آبی سبز برنزی و آبی چینی که بهترین نوع فام آن است موجود می باشد. تا همین چند دهه اخیر در صنعت یک پیگمان آبی مناسبی بجز آهن آبی در دسترس نبود تا اینکه فتالوسیانین آبی به بازار آمد.

از آهن آبی معمولاً به نسبتهای مختلف با کروم زرد جهت ایجاد رنگهای سبز کرومی استفاده می گردد و آهن آبی وقتیکه به تنهائی بکار می رود پوشش خوبی ندارد اما وقتیکه با دیگر رنگدانه ها مخلوط گردد دارای قدرت پوشش و قدرت رنگدهندگی خوبی می گردد. آهن آبی مقاومت حرارتی و نوری خوبی نیز دارد و در صورت استفاده از آن در مجاورت مواد اکسید کننده، فری فروسیانید، احیاء شده و تبدیل به فروفروسیانید سفید رنگ می گردد.

مقاومت اسیدی آن بیشتر از مقاومت بازی بوده اما در مجموع ضعیف است و این بدان معنی است که آهن آبی نبایستی در ساخت رنگهای پلاستیک و یا آن رنگهائیکه در ساختشان کربنات کلسیم بکار رفته استفاده شود. بعلت داشتن ذرات فوق العاده کوچک تمایل زیاد به تراکم داشته که به پدیده فلوکیولیشن معروفست و این خود مشکلی از پخش آنان در یک وهیکل می باشد.

آهن آلی در حلالها و روغنها بلیدینگ نمی کند و میل به واکنش با وهیکل و پیگمانهای مصرفی بهمراه خود از عیوب آن به شمار می آید . آهن آبی در حرارتهای بالاتر از C ۱۷۵ در عرض حتی کمتر از چند دقیقه متلاشی می گردد.

ـ فسفات روی

فسفات روی یک پیگمان سفید، پوشش پائین و غیر سمی می باشد که ساساً در ساخت آستریهای ضد زنگ جهت پوشش سطوح استیلی به کار می رود. پوشش کم آن را می توان با استفاده از دیگر پیگمانهای پوشش دار افزایش داد. فسفات روی باوهیکل های کلرینیتدرابر، اپوکسی استر و ... آلکیدها با موفقیت فرموله می شود. یک تئوری، مکانیزم مناسب بودن آن به عنوان یک پیگمان ضد زنگ را ایجاد یک کمپلکس بین آهن و فسفات روی می داند.

بغیر از فسفات روی از فسفات کروم و متابورات باریم نیز میتوان بعنوان یک پیگمان ضد زنگ مناسب نام برد. از متابورات باریم اصلاح

شده علاوه بر خاصیت ضد زنگی آن بعنوان ضد کپک، استابلایزر، ضد آنزیم و مقاوم در مقابل گچ شوندگی نیز استفاده می نمایند.

پیگمانهای کادمیمی و یا کادمیم های رنگی

پیگمانهای کادمیمی در فامهای مختلف از زرد پامچالی نارنجی گرفته تا قرمز و مارون موجود می باشند رنگ کادمیم زرد بروشنی کروم زرد می باشد با این تفاوت که قدرت پوشش اش اندکی کمتر است و کادمیم قرمز دارای رنگ قرمز با سایه آلبالوئی می باشد که بسیار روشنتر از رنگ اکسید قرمز آهن است. سولفید کادمیم خالص (حدود ۱/۹۸ درصد) دارای رنگ زرد با سایه طلائی خوشرنگ می باشد. کادمیم ها اصولا برنگ روشن بوده و قدرت پوشش و مقاومت نوری خوبی دارند اما قدرت رنگدهندگی و قدرت جذب روغن پائینی دارند. از آنجائیکه در هنگام ساخت در درجه حرارتهای بالا اکسیده می شوند از اینرو در برابر حرارت نیز تابیش از C ۴۰۰ تحمل داشته که البته انواع جیوه ای مقاومت حرارتی شان کمتر از دیگر انواع است.

مقاومت اسیدی متوسطه داشته و اما در مقابل بازها مقاومت خوبی دارند و از اینرو در ساخت رنگهای پلاستیکی مصرف فراوانی دارند. بعکس مقاومت بازی خوب، مقاومت رطوبتی و چاکینگ ضعیفی دارند اما در عوض مقاومت بلدینگ عالی ای دارند. از عیوب آنان می توان حساسیت در برابر اکسیدها، مقاومت ضعیف در مقابل اسیدها و سمی بودن را نام برد که لذا نبایستی از آنان در ساخت پوششهای مصرفی بر سطوح ظروف خانگی و یا اسباب بازی کودکان استفاده نمود.

هر چند که کادمیم ها در نوع خالص نیز یافت می گردند اما عمدتاً در انواع لیتوپونی محتوی ۶۲ الی %۶۴ سولفات باریم تولید می گردند. از نقطه نظر خواص، لیتوپونهای کادمیمی قدرت پوشش خوب ولی قدرت رنگدهندگی ضعیفی دارند و مقاومت نوری آنان در صورت مصرف به عنوان یک پیگمان مستقیم، خوب اما بعنوان تینت ضعیف می باشد. جذب روغن آنان پائین و بی اثر بوده و بلدینگ نمیکنند و در مقابل حرارت و بازهای ضعیف نیز مقاومند. پیگمانهای کادمیمی گرانقیمت بوده و معمولاً جهت ارزانتر شدن قیمت از انواع لیتوپونی آنان استفاده می گردد. کادمیم ها در صنع بطرق ذیل تولید می گردند:

(۱) (نوع خالص)

(۲) (نوع لیتوپونی)

کادمیم حاصل از فرمول شماره (۱) نوع رسوب داده شده و خالص می باشد که سولفات سدیم آن از طریق شستشو جدا می گردد و اما کادمیم حاصل از فرمول شماره (۲) که کو رسوب کادمیم با اکستندر سولفات باریم است یک کادمیم لیتوپونی می باشد. کادمیم های خالص مقاومت حرارتی بیشتری از انواع لیتوپونی دارند و اندازه ذرات پیگمانهای کادمیمی معمولاً بین ۲/۰ الی mu ۸/۰ است.

ـ اکسید مس (CuO)

این پیگمان که به رنگ قرمز می باشد. بعضی از مواقع اشتباهاً به همراه اکستندرها و یا مواد اضافه شونده طبقه بندی می شود و در صورتی که در اصل یک پیگمان پوشش دار سمی می باشد. از آن بیشتر جهت ساخت رنگهای مصرفی بر بدنه ته کشتیهای دریائی به عنوان یک پیمان ضد رشد خزه و موجودات تک سلولی دریائی که بر بدنه ته کشتی می چسبند استفاده می گردد. مکانیزم عمل بدین صورت است که با ایجاد یونهای مسی که با سرعت خیلی کمی در آب آزاد می شوند سبب از بین رفتن موجودات تک سلولی می گردد. از اکسید مس علاوه بر ضد خزه بودنش به عنوان یک ماده رنگی در ساخت لعاب سرامیک و شیشه نیز استفاده می نمایند. اکسید مس را در صنعت از روش الکترونیکی بدست می آورند و همچنین می توان آن را از طریق اکسیداسیون فلز مس در حرارت ۹۲۷ الی ۱۰۳۸ درجه سانتیگراد و متلاشی نمودن مواد رسوب داده شده مسی تولید نمود.

▪ پیگمانهای متالیک

در بعضی از صنایع از جمله رنگسازی فلزات را به صورت ذرات بسیار ریز درآورده که از آنان به عنوان پیگمانهای فلزی پودر و خمیر آلومینیم، روی و برنز استفاده می نمایند که برنز مخلوط مس و روی می باشد که این مخلوط از %۱۰۰ مس تا %۷۰ مس و %۳۰ روی نوسان دارد. از پیگمانهای پودری آلومینیومی بجای خمیر آلومینیومی وقتی استفاده می نمایند که وهیکل بکار رفته با حلال همراه امتزاج پذیر نباشد، در غیر این صورت پیگمانهای آلومینیومی به صورت خمیر بفروش می رسند که مخلوطی است از حدود % ۶۵ وزنی پودر آلومینیوم و %۳۵ مابقی پلاستی سایزر و حلالها.

پیگمانهای فلزی از آنجائیکه نور طبیعی و ماوراء بنفش را از خود عبور نمی دهند دارای قدرت پوشش بسیار زیاد بوده و بعکس قدرت رنگدهندگی بسیار کمی دارند و در بعضی از مواقع بهمراه پیگمانهای رنگی دیگر جهت ایجاد فامهای رنگی مخصوص بکار می روند.

این پیگمانها در اثر مجاورت با رطوبت واکنش نموده و تولید گاز ئیدروژن را می نمایند که اگر درب مخازن آنان کاملاً بسته باشد انفجار صورت می گیرد و بنابراین این پیگمانها را بایستی در محیطهای دور از رطوبت انبار و نگهداری نمود و توجه داشته باشید که پیگمانهای آلومینیومی خاصیت ضد زنگی نداشته و از اینرو بدین منظور در آستریهای ضد زنگ بکار نمی روند مگر اینکه بهمراه پیگمانهای کروماتی از قبیل کرومات آسترونتیوم بکار روند.

▪ خمیرهای آلومینیومی

این خمیرها از فلز آلومینیوم خالص تهیه می شوند که نسبتاً سبک و نرم و برنگ سفید نقره ای می باشند و در دو نوع سوزنی شکل و برگچه ای موجود بوده که نوع سوزنی شکل آنان از تمایز کردن آلومینیوم مذاب با هوا از طریق یک نازل مخصوص برنگ خاکستری تولید می شود و از این رو مصرف آنچنانی در صنعت رنگسازی ندارد و بلکه بیشتر در صنایع متالوژی، شیمیائی و غیره بکار می رود نوع برگچه ای شکل آنان نیز خود در دو نوع متفاوت موجود می باشد که عبارتند از:

ـ نوع لیفینگ

ـ نوع نان - لیفینگ

طرز تهیه این دو نوع مشابه هم بوده و تحت یک پروسس مشابه انجام می گیرد با این تفاوت که اسید بکار رفته در پروسس ساختشان متفاوت است و تهیه آنان با استفاده از گلوله های گرد فولادی به عنوان واسطه هائی که عمل خرد کردن را بعهده دارند(بال میل) صورت می گیرد. فرق بین طرز کار بال میل صنایع رنگسازی با بال میل کاربرد در تولید پودر و خمیر آلومینیومی در این است که اولی باعث جدائی تراکم ذرات پیگمانها در یک وهیکل گشته در صورتی که دومی ضربه مکانیکی بر ذرات پودری آلومینیومی جهت خرد و نرم کردن آنان وارد می آورد.

فلز آلومینیوم بهمراه مقدار زیادی اسید چرب (پلاستی سایزر) و الکل معدنی وارد آسیاب می شود که در نوع لیفینگ از پلاستی سایزر اسید استئاریک بعنوان پلاستی سایزر استفاده می نمایند که تا از اتصال مکانیکی ذرات آلومینیومی بر اثر ضربه های وارده حاصل از ساچمه های بال میل جلوگیری بعمل آورد و همچنین باعث ایجاد ذرات برگچه ای شکل فلزی براق نیز گردد.

از اسید استئاریک معمولاً بعنوان یک پلاستی سایزر استفاده می نمایند هرچند که از اسیدها و یا روغنهای دیگری از قبیل روغن تالو و روغن زیتون نیز می توان استفاده نمود. بعد از خرد و آسیاب کردن که بمدت معینی ادامه می یابد و پوسته های آلومینیومی دلخواه تشکیل می گردند، بدان مقدار بیشتری از حلال ماینرال اسپریت اضافه کرده تا کاملاً نرم شود و سپس آسیاب را خالی نموده و براساس اندازه ذرات طبقه بندی کرده و بعد از صافیهای مخصوص عبور داده تا حلالهای اضافی آن گرفته شود و سپس در صورتی که پودر حاصل مورد دلخواه باشد خشک و بسته بندی می گردد.

علت اینکه چرا اگر انعکاس نور از سطح یک فیلم ماگزیمم باشد براقیت آن فیلم نیز ماگزیمم است اینست که انعکاس کامل نور تابش بر جسمی، تمامی زوایای آن جسم را بر چشم منعکس مینماید و از اینرو جسم کاملا براق به نظر میرسد. و اگر جسمی ناصاف باشد همانند فیلم حاصل از رنگی که پیگمان بکار رفته در ساخت آن کاملا پخش نشده باشد مقداری از شعاعهای انعکاس

را منکسر و از اینرو تمامی نور تابش شده به چشم نرسیده و لذا براقیت فیلم کاهش مییابد. انعکاس کامل نور تابع ضریب شکست، اندازه ذرات، فرم ذرات و درجه پخش پیگمان بکار رفته در ساخت رنگ فیمل حاصل از آن و همچنین خشک شدن کامل فیلم و زاویه تابش خود نور میباشد.

▪ قدرت پوشانندگی:

میزان مخفی نگهداشتن سطحی توسط پوشش با یک لایه از رنگ را قدرت پوشش آن رنگ گویند. جهت پوشش یک سطح عموماً یک لایه از رنگ کافی است و اگر به لایه های بیشتری نیاز باشد نبایستی ضخامت آن بیشتر از حدی باشد که عموماً جهت تشکیل یک فیلم صاف و دلپذیر مورد نیاز است. قدرت پوشانندگی تابعی است از ضریب انکسار و اندازه و فرم ذرات پیگمان در بایندر که هر چه ذرات ریزتر باشند تعداد آنان در واحد حجمی بیشتر و در نتیجه قدرت پوشش بیشتر میگردد و همچنین هرچه ضریب شکست پودر بیشتر باشد قدرت پوشانندگی آن نیز بیشتر خواهد بود.

قدرت پوشش یک رنگ عبارتست از متر مربع از سطحی که با یک لیتر از رنگ به ضخامت کافی پوشانیده گردد و قدرت پوشش یک پیگمان متر مربع از سطحی است که توسط یک کیلو گرم از پیگمان که در رنگ پخش شده است پوشانیده گردد.

البته توجه داشته باشید بدین صورت نیست که هر چه از درصد پیگمان بیشتری در ساخت رنگی استفاده نمائید پوشش آن بهتر است بلکه بعکس مقدار قابل استفاده دارای حدی است و جهت بهتر شدن آن به دیاگرام ذیل توجه نمائید.

به عنوان مثال پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم موقعی ماگزیمم پوشش را ایجاد مینماید که غلظت حجمی پیگمان آن (PVC) چیزی حدود ۱۰% باشد و قدرت پوشش یک پیگمان موقعی ماگزیمم است که قطر ذرات آن حدود نصف طول موج اشعه نور باشد که بر فیلم حاصل از آن میتابد. و بطور خلاصه درجه حائل پیگمانها نسبت به نور بستگی به شرایط ذیل دارد:

ـ تفاوت ضریب انکسار پیگمان و محیطی که در آن پخش میشود.

ـ اندازه و فرم ذرات

ـ فاصله ذرات پیگمان در حال تعلیق

▪ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی:

در اینمورد باید حالت بهم پیوستگی یا تجمعی پیگمانها را که ناشی از اثر نیروهای بین مولکولی و یا نیروهای جاذب موجود بین سایر موارد رنگ میباشد خاتمه داده و از بین برد. در این امر سه عامل رل اساسی را ایفا مینمایند که یکی خصلت مرطوب پذیری خود پیگمان و دیگری خصلت مرطوب کنندگی بایندر یا رزینی که پیگمان در آن پخش میشود و آخری کار لازم جهت تحقق بخشیدن به این امر است که توسط دستگاههائی از قبیل میکس، پرمیل، سند میل، بال میل، داینومیل و غیره انجام میگیرد. توجه داشته باشید که این دستگاهها باعث جداسازی تجمعی پیگمانها ازهم و پخش آنان در رزین میگردند نه اینک ساختمان مولکولی آنان را بشکنند. شرح مختصری از هر یک از آسیابهای فوق الذکر در پایان همین فصل آمده است. سطح رنگدانه ها نسبت به مایعات بسیار حساس میباشد بطوریکه بعضی آبدوست یا ئیدروفیلیک (Hydrophilic) بوده که بسهولت با آب مرطوب میشوند تا مایعات آلی، بعضی دیگر آبدوست نبوده و بسهولت با مایعات آلی مرطوب مشوند تا آب به آنها ئیدروفوبیک (Hydrophilic) گویند. بهترین حالت پخش رنگدانه ها حالتی است که هوای موجود فی مابین ذرات آنان کاملاً با حمل کننده ای پر گردد و تا عمل پخش رنگدانه در حمل کننده تسریع گردد. پخش خوب پیگمانها تاثیر بسیار زیادی بر براقیت، فام، قدرت پوشانندگی، روانی، سرعت ته نشین شدن و سایر خواص مقاومتی دیرگ رنگ دارد.

یکی از مقاصد مهم بکار گرفتن پیگمانها در ساخت یک رنگ بوجود آوردن فام یا رنگهای دلخواه است. اصولاً لازم است رنگ را به صورت علمی تعریف نموده تا بتوان به خاصیت فوق بیشتر و بهتر پی برد. رنگها اشعه های نورانی ای هستند که بعد از عبور از عدسیهای چشم و برخورد به نقطه زرد یا مرکز اعصاب دریافتی چشم حس میشوند و یا به بیان ساده تر دیده میشوند. این نور سفید که از خورشید و یا یک منبع نورانی دیگری تابش میشود متشکل از رنگهای مختلفی است که در اثر ترکیب با یکدیگر تشکیل نور سفید یا نور کامل را داده اند.

همین نور در اثر برخورد با یک محیط شفاف (منشور) بنورهای قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش (همانند قوس و قزح) تجزیه میگردند.

طول موج رنگ بنفش برابر است با ۴۶۵-۴۰۰ میکرون

طول موج رنگ آبی برابر است با ۵۱۰-۴۶۵ میکرون

طول موج رنگ سبز برابر است با ۵۸۰ -۵۱۰ میکرون

طول موج رنگ زرد برابر است با ۵۹۰-۵۸۰ میکرون

طول موج رنگ نارنجی برابر است با ۶۲۰-۵۹۰ میکرون

طول موج رنگ قرمز برابر است با ۷۰۰-۶۲۰ میکرون

رنگهای فوق را رنگهای اصلی مینامند که ترکیب آنها با یکدیگر رنگهای متنوع و متعددی را که در طبیعت دیده میشوند بوجود میآورند. دلیل علمی دیدن اشیاء بصورت رنگی بدین ترتیب است که وقتی شیئی در معرض نور سفید قرار میگیرد قسمتی از رنگهای نور سفید را جذب و قسمتی را منعکس مینماید، لذا فیمل برنگ شعاعهائی دیده میشود که منعکس شده اند. وقتیکه نوری به یک سطحی برخورد مینماید ممکنست کاملاً از سطح عبور نماید، منعکس گردد، منکسر شود جذب و یا پخش گردد .

▪ قدرت رنگ دهندگی:

در ساخت اکثر رنگهای رنگی پیگمان سفید نیز بکار رفته که جهت تبدیل آنان به فام رنگی دلخواه از خمیرهای پیگمانی که اصطلاحاً به آنها پیست میگویند (توسط عمل تینت نمودن و یا استفاده از پیگمانهای رنگی بطور مستقیم) استفاده مینمایند. اگر به مقدار زیادی از یک پیست پیگمان رنگی، جهت رساندن یک رنگ سفید به فام دلخواه نیاز باشد اصطلاحاً میگویند که قدرت رنگدهندگی آن پیگمان رنگی کم است. قدرت رنگدهندگی یک پیگمان تناسبی با قدرت پوشش ندارد و نسبتاً پیگمانهائیکه از قدرت پوشش کمتری برخوردارند قدرت رنگدهندگی بیشتری دارند همانند پیگمانهای رنگی آلی ترانسپارنت.

▪ وزن مخصوص:

وزن حجمی یک پودر که عبارتست از وزن یک گالن از آن پودر بر حسب کیلوگرم یا پاند بر گالن را وزن مخصوص آن پودر گویند که وزن مخصوص پودرها با هم متفاوت بوده و این تفاوت میتواند بمقدار بسیار زیادی باشد. اصولاً پودرها بصورت وزنی خریداری میشوند و در حالیکه رنگ حاصل از آنان بصورت حجمی فروخته میشود و بدین ترتیب جهت محاسبه قدرت تمام شده یک رنگ لازم است که حتماً وزن مخصوص پودرها معلوم و مشخص باشد. دانستن وزن مخصوص که علاوه بر محاسبه قدرت در موارد متعدد دیگری هم مورد استفاده قرار میگیرد.

▪ وزن مخصوص ظاهری:

وزن مخصوص ظاهی یک پودر عبارتست از تعداد گالنی که توسط ۱۰۰ پاند از پیگمانی و یا تعداد لیتری که توسط ۹۸۴/۱۱ کیلوگرم از آن پیگمان اشغال میگردد. آگاهی از وزن مخصوص ظاهری امری است لازم و ضروری زیرا که دو پیگمان ممکن است بر حسب وزنی دارای قیمت یکسانی باشند اما آن پیگمانی که وزن مخصوص ظاهری بیشتری دارد، بوضوح حجم بیشتری از رنگ را تولید خواهد نمود و در نتیجه (از آنجائیکه رنگها بصورت حجمی فروخته میشوند تا وزنی) مقورن به صرفه تر خواهد بود.

● طبقه بندی پیگمانها:

۱) پیگمانهای معدنی

۲) پیگمانهای آلی

۳) پیگمانهای غیر پوششی یا اکستندرها

۱-۱) پیگمانهای سفید معدنی (طبیعی) که عبارتند از:

کربنات بازی سرب سفید، سولفات بازی سرب سفید، سیلیکات بازی سرب سفید، اکسید روی، سولفید روی، لیتپون، آکسید آنتی مونی و دی اکسید تیتانیم (البته بعضی نیز دی اکسید تیتانیم را جزء پیگمان سفید نوع معدنی مصنوعی قرار داده اند)

۲-۱) پیگمانهای رنگی معدنی طبیعی:

اکسید زرد آهن، اکسید قرمز آهن، اکسید قهوه ای آهنف اکسید سیاه آهن، سینای خام، سینای سوخته، آمبر خام، آمبر سوخته و غیره

۳-۱) پیگمانهای رنگی معدنی مصنوعی:

اکسید های مصنوعی آهن، کرم زرد و نارنجی، کرم سبز، آهن آبی، مولیبدات نارنجی، سرب قرمز، روی زرد، اکسید کرم سبز، اکسید آبدار کرم، آلترامارین آبی، کرمات روی، اکسید مس، رنگهای کادمیمی و غیره.

۴-۱) پیگمانهای فلزی معدنی مصنوعی:

پودر وپیست آلومینیومی، پودر نرم برنز، پودر فلزی روی

۲) پیگمانهای آلی

عوامل آزوی نامحلول، آزواسیدها، آنترا کوئینون ها، اندیکو، فتالوسیانین ها، و پیگمانهای سیاه کربن بلک و لمپ بلک (بعضی پیگمانهای سیاه را با وجود اینکه کربن در ساخت آنها بکار رفته است جزء پیگمانهای معدنی مصنوعی طبقه بندی نموده اند).

۳) اکستندرها:

کربنات کلسیم، سولفات باریم (باریت)، سیلیکات منزیم (تالک)، سیلیکات آلومینیوم (کائولن)، سیلیکات مضاعف آلومینیوم و پتاسیم (میکا)، سیلیسها، پنبه نسوزها، پشم شیشه ها و غیره.

تفاوت پیگمانهای طبیعی و مصنوعی:

ـ پیگمانهای طبیعی به فرم طبیعی یا کریستالی موجود میباشند و در صورتیکه پیگمانهای مصنوعی را میتوان به فرمهای دلخواه تولید نمود.

ـ پیگمانهای طبیعی ممکن است ناخالصی هائی از قبیل سیلیکا داشته باشند که جدا کردن آنان از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد و اما پیگمانهای مصنوعی یا کاملاً خالص اند و یا ناخالصی بسیار ناچیزی دارند.

ـ اندازه ذرات انواع معدنی ممکن است درشت بوده و یکدست نباشند در صورتیکه تولید انواع مصنوعی را میتوان در اندازه ذرات یکنواخت کنترل نمود.

و تفاوت پیگمانهای معدنی و آلی در خواص ذیل است:

۱) یک فیلم براق و جذاب و در فامهای گوناگون را میتوان با پیگمانهای آلی بدست آورد تا پیگمانهای معدنی.

۲) خالص ترین پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم و سیاه ترین پیگمان سیاه کربن بلک است که هر دو را جزء پیگمانهای معدنی بحساب می آورند و بدین ترتیب هیچ پیگمان آلی ای به صورت سیاه و سفید موجود نمیباشد.

۳) بندهای غیر اشباع پیگمانهای معدنی کمتر از پیگمانهای آلی بوده و لذا در مقابل نور خصوصاً ماوراء بنفش از خود مقاومت بیشتری نشان میدهند.

۴) تعداد بسیار کمی از پیگمانهای آلی در بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد پایدار میباشند که ممکن است متلاشی یا ذوب گردند و در حالیکه پیگمانهای معدنی بعکس حتی در درجه حرارتهای بسیار بالاتر نیز مقاومند.

یک شخص ممکن است از این مقایسه چنان تجسم نماید که بنابراین از مصرف پیگمانهای آلی میبایستی صرفنظر نمود ولی ناگفته نماند که بند ۱ در ساخت بسیاری از رنگها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و از اینرو پیگمانهای آلی مصرف فراوانی در صنایع رنگسازی دارند.

▪ انواع وسائل بکار رونده در تعیین و تنظیم غلظت یا ویسکوزیته رنگها:

اندازه گیری ویسکوزیته رنگها معمولا بوسیله سه دستگاه فوردکاپ، امیلاء و K.U ویسکومتر انجام میپذیرد.

ـ فورد کاپ ویسکومتر: (FORD CUP)

از این دستگاه اغلب برای اندازه گیری ویسکوزیته تینرها، کلرها، وارنیش ها و رنگهای رقیق استفاده میگردد. برای کار کردن با فورد کاپ ترمومترو کرونومتر حتماً مورد نیاز است.

برای استفاده از این دستگاه بایستی درجه حرارت رنگ را تا حد استاندارد تنظیم کرد و حتی درجه حرارت خود فورد کاپ نیز نبایستی با درجه حرارت رنگ زیاد تفاوت داشته باشد. رنگ با درجه حرارت استاندارد را بداخل فورد کاپ به حجم صد سانتیمتر مکعب در حالیکه با انگشت محکم سوراخ ته آنرا

گرفته ایم ریخته و سپس ویسکوزیته بر حسب مدت زمان خالی شدن رنگ به ثانیه که به وسیله کرونومتر اندازه گیری میشود گزارش میگردد. کرنومتر با برداشتن انگشت از روی سوراخ کاپ شروع به اندازه گیری زمان مینماید و با مشاهده ریزش رنگ بصورت قطره قطره متوقف میگردد.

ـ امیلاء EMELA

از این دستگاه عموماً جهت اندازه گیری ویسکوزیته رنگها با ویسکوزیته متوسط استفاده میگردد. ویسکوزیته رنگهای خیلی رقیق و خیلی غلیظ را نمیتوان با این دستگاه اندازه گرفت.

دستگاه امیلاء تشکیل شده از یک موتور که باعث چرخیدن دیسکهای اندازه گیری می شود. مقاومت رنگ در مقابل دیسک بوسیله عقربه روی صفحه مدرج منعکس میشود که غلظت رنگ را نشان میدهد. برای اندازه گیری غلظت یکی از دیسکهای استاندارد شده با شماره های ۱و۲و۴و۸ را نسبت به نوع رنگ انتخاب و سیم را به لبه آن وصل و سپس توسط سیم به دستگاه متصل نمائید. اندازه دیسکها طوری است که اگر رنگی با دیسک شماره ۱ غلظتی مساوی با ۴۰ را نشان دهد با امیلاء شماره ۴ غلظت آن ۱۰ خواهد بود. کلید روشن کردن دستگاه در پشت آن قرار دارد و در دست چپ امیلاء پیچی وجود دارد که برای مطابقت کردن صفر دستگاه بکار میرود. اگر چنانچه قسمتی از دستگاه که رنگ در زیر آن قرار میگیرد آغشته به رنگ خشک باشد میتوان آنرا جدا کرده و شستشو داد.

جهت کار با دستگاه امیلاء ابتدا آنرا توسط سوئیچ مخصوص روشن و سپس توسط پیچ صفر، دستگاه را تنظیم نمائید و بعد آنرا خاموش و دیسک مورد نظر را به آن وصل کنید بطوریکه با سیم اتصال امیلاء مجموعه ای شبیه به ۵ فارسی را تشکیل دهد. رنگ را در داخل استکان شیشه ای تا حد یک سانتیمتر پائین تر از خط زیری (لبه پائینی) بریزید و سپس درجه حرارت آنرا تنظیم نمائید. بعد از تنظیم درجه حرارت بلافاصله غلظت رنگ بایستی اندازه گیری شود و از اینرو استکان را فوراً به محل اتصال متصل نمائید بطوریکه دیسک مورد نظر در درون آن قرار گیرد. در این زمان دستگاه را روشن نمائید و بعد از گذشت ۱۰ ثانیه و چند نوسان عقربه اندازه گیری دستگاه امیلاء، عدد مقابل عقربه را بخوانید. اگر دیسک در حال دوران بیش از ۱۰ ثانیه در داخل رنگ قرار بگیرد، باعث ایجاد حرارت گردیده و از اینرو ویسکوزیته واقعی بدست نخواهد آمد.

ویسکوزیته رنگ حاصل بر حسب عدد خوانده شده و با توجه به نوع شماره دیسک بکار رفته گزارش میگردد، مثلاً اگر حلقه آویز بکار رفته شماره ۱ و عدد خوانده شده ۳۸ باشد، ویسکوزیته رنگ بصورت ذیل گزارش میشود:

در موقع اندازه گیری ویسکوزیته یک رنگ با امیلاء به موارد ذیل بایستی توجه کامل بشود

ـ صفر دستگاه تنظیم باشد.

ـ درجه حرارت تنظیم باشد.

ـ استکان بمیزان یک سانت پایین تر از خط زیری مندرج بر خود، از رنگ پر شود.

ـ رنگ باید قبلاً کاملاً میکس شده باشد.

ـ هنگام اندازه گیری، دیسک باید کاملاً وسط استکان قرار گیرد.

ـ رنگ بایستی فاقد هرگونه پوسته، حباب هوا و تکه های رنگ باشد.

ـ مقدار غلظت بایستی خیلی سریع خوانده شود زیرا چرخش دیسک در داخل مایع ایجاد حرارتی تقریباً معادل یک درجه سانتیگراد در هر دقیقه میکند.

▪ K.U ویسکومتر یا کربز استورمر:

از این دستگاه جهت اندازه گیری ویسکوزیته رنگها با ویسکوزیته زیاد استفاده میگردد. این دستگاه از یک پروانه کوچک تشکیل شده که تا یک حد معینی در داخل رنگ قرار میگیرد و هنگام روشن کردن دستگاه این پروانه به چرخش درمیآید. مقاومت رنگ در برابر چرخش پروانه مقدار غلظت رنگ را مشخص میکند. دکمه ای که دستگاه ار برای چرخیدن آزاد میکند نمیتواند وزنه های ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ گرمی را تحمل کند بنابراین وزنه ها باید درست در هنگام اندازه گیری گذاشته شوند و دستگاه بعد از استفاده بلافاصله تمیز گردد.

روش کاربرد دستگاه بدین صورت است که بعد از تنظیم دستگاه بطور عمودی، رنگ را به درجه حرارت استاندارد لازم رسانیده و آنرا در داخل یک قوطی یک لیتری ریخته و چنان در زیر دستگاه قرار داده که میکسر دستگاه تا علامت مشخصه در رنگ درون آن قرار گیرد. سپس وزنه ها را بر روی شاخص پنجاه گرمی چنان کم و زیاد نموده که با حرکت شاخص بسوی پائین، حرکت خطوط رنگی داخل حباب، عمودی یا ثابت بنظر آید (نه به چپ و نه به راست بچرخند). در این حالت وزن کل وزنه ها را به گرم بدست آورده و از روی جدول مربوطه، ویسکوزیته رنگ را برحسب K.U محاسبه و گزارش نمائید.

▪ پودر برنزی طلائی:

این پیگمانها خاصیت لیفینگ داشته و از مخلوط مس و روی توسط بال میل تقریباً همانند روش پیگمانهای آلومینیومی ساخته می شوند و با تغییر نسبت درصد آلیاژ می توان رنگهائی با سایه های مختلفی بوجود آورد. مثلا افزایش مقدار مس در آلیاژ رنگ طلائی برنز را متمایل به قرمز و در صورت افزایش نسبت روی رنگ برنز را متمایل به سبز می نماید:

پودر برنزی نیز همانند پیگمانهای آلومینیومی بدو صورت پودری و خیمری تهیه می شود و ذرات آنان به سه صورت فوق العاده ریز، ریز متوسط، و درشت می باشد که پودرهای درشت در رویه های براق بکار رفته و درحالی که پودرهای نرمتر و ریزتر جهت رویه های نسبتاً مات بکار می روند. در بیشتر مواقع رنگهای برنزی را بصورت دوقلوئی می سازند و درست آنان را قبل از مصرف با هم مخلوط می نمایند و از خواص برنزها می توان موارد زیر را نام برد:

ـ رنگ طلائی دارند.

ـ قدرت پوشانندگی زیاد دارند.

ـ وزن مخصوص ظاهری کمتری از پیگمانهای آلومینیومی داشته ولی ذراتشان در مقایسه بزرگتر است.

ـ بسهولت پخش می شوند.

ـ مقاومتشان در برابر نور ماوراء بنفش خورشید خوب است.

ـ مقاومتشان در برابر اسیدها و قلیائیها ضعیف است.

ـ مقاومت آنان در مقابل آب و رطوبت ضعیف است و می بایستی چه در حال ساخت و چه در حال انبار از تماس آنان با رطوبت جلوگیری بعمل آید.

▪ پیگمان روی

به این پیگمان گردروی هم گفته می شود که بصورت پودر معمولاً حدود ۵/۹۷ درجه خلوص تهیه می گردد و بیشتر در ساخت آستریهای ضد زنگ و جهت ارائه چسبندگی به آستریهای مصرفی بر سطوح گالواینزه بکار می رود و اما در ساخت رنگهای رویه از آن استفاده نمی گردد. این پیگمان دارای رنگ خاکستری با سایه آبی بوده و عموماً به رنگهای حاصل از آن «زینگ ریچ» می گویند یعنی به عبارت دیگر رنگهائی که از نظر پیگمان روی بسیار غنی هستند.

از گرد روی بهمراه اکسید روی نیز استفاده می نمایند، علت استفاده از اکسید روی بهمراه آن بدین منظور است که چون گردروی بعلت سنگینی وزن در دراز مدت در یک رنگ ته نشین می گردد از این رو استفاده از مقداری از اکسید روی عمل ته نشینی را کاهش می دهد، گردروی نیز همانند آلومینیوم در تماس با رطوبت و آب تولید ئیدروژن را می نماید و از اینرو می بایستی از تماس آن با رطوبت جلوگیری بعمل آید. رنگهای حاصل از گرد روی نیز معمولا دوقلو ساخته می شوند بدین ترتیب که وهیکل و اکسید روی را در یک ظرف و گردروی را در ظرف جداگانه دیگری حمل مینمایند و درست قبل از مصرف بهم افزوده و کاملا میکس می کنند.

آستری گردروی با سیستم کاتدیک از زنگ زدگی استیل و آهن جلوگیری بعمل می آورد: بدینصورت که از آنجائیکه گرد روی الکتروموتیوتر از آهن می باشد لذا بعنوان قطب کاتد و آهن بعنوان قطب آند نقش ایفاء می نمایند و در چنین واکنش شیمیائی ای گرد روی (آند) قربانی آهن (کاتد) می گردد و یا باصطلاح آهن توسط روی حفاظت می گردد و بدین ترتیب از زنگ زدگی سطوح آهنی بروش مکانیزم کاتدیک جلوگیری بعمل میآید.

البته توجه دارید که این مکانیزم نیازمند به محلول شیمیائی الکترونیکی نیز می باشد و از آنجائی که اکثر وهیکلها از قبیل روغن بذرک و رزینهای آلکیدی عایق هستند ازاین رو بهتر است که از درصد کمتری وهیکل استفاده گردد، یعنی از ۹۰ الی %۹۵ گردروی و ۵ الی %۱۰ وهیکل استفاده گردد که بهترین وهیکلها از برای این منظور پلی مرهای سنگین انعطاف پذیر با پلاستی سایزر، از قبیل پلی استایرین، پلی وینل استات، کلرنیتدرابر، اپوکسی استر، پلی اورتان و پلی استر می باشند که جهت ایجاد یک فیلم محکم با چسبندگی زیاد و انعطاف پذیری خوب مناسب میباشند. البته از وهیکلهای غیر آلی مثل الکیل سیلیکاتها و یا سیلیکاتهای فلزی نیز می توان استفاده نمود.

گردروی قدرت پوشش زیادی دارد و اما قدرت رنگدهندگی آن کم است و بهتر است که بهمراه گردروی در صورت کند بودن زمان خشک شدن فیلم یکرنگی از مقداری خشک کن استفاده شود زیرا که گردروی طبعاً زمان خشک شدن فیلم یکرنگ را طولانی میسازد.

▪ پیگمانهای سیاه رنگ

پیگمانهای سیاه اساساً از کربن تشکیل میابند و ذرات این پیگمانها فوق العاده کوچک بوده و در نتیجه با توجه بمقدار موجود در واحد حجم، سطح تماس این ذرات با حمل کننده زیاد بوده و بهمان نسبت جذب روغن آنان نیز بیشتر است و از طرفی زمان خشک شدن رنگهای سیاه محتوی درایر در دراز مدت بعلت جذب درایر توسط ذرات کربن کاهش می یابد و این جذب ناشی از انرژی آزاد سطحی نسبت بوزن معینی از پیگمان سیاه و طبیعت خود پیگمان می باشد و پیگمانهای سیاه همچنین بعلت ریزی ذرات سختر از دیگر پیگمانها پخش می شوند و بعلت طریقه تهیه بسیار سخت از قیمت بسیار گرانی نز برخوردارند. برای بدست آوردن حداکثر سیاهی ممکن، قدرت پوشانندگی و رنگدهندگی مطلوب می بایستی پخش این پیگمان در وهیکل تا حداکثر ممکن صورت گیرد و همچنین سیاهی فام پیگمانهای سیاه را می توان با افزایش حدود %۲۵ آهن آبی افزایش داد. انواع معمولی پیگمانهای سیاه همراه با مواد اولیه مصرفی در تهیه ساخت آنان و درصد تقریبی ترکیباتشان در جدول (۵/۴) آمده است.

در صنایع رنگسازی بغیر از پیگمانهای سیاه فوق الذکر در جدول فوق از قیر نیز که سیاهرنگ است استفاده می نمایند که در اصل یک پیگمان نبوده و بلکه یک بایندر است و از این رو در اینجا مورد بحث قرار نمیگیرد.

▪ کربن بلک:

کربن بلک دارای سه نوع دودکشی، کوره ای و حرارتی می باشد که از طریق پروسه های متفاوتی تولید می گردند و رنگ آنها از سیاه سیر (طریق دودکشی) تا سیاه خاکستری (طریق کوره ای و حرارتی) متغیر است. توجه نمائید که هرچه اندازه ذرات ریزتر باشد رنگ سیاهتر و هر چه درشتر رنگ متمایل به خاکستری می گردد.

کربن بلک نوعی است که بیشترین مصرف را در صنایع رنگسازی و مرکب دارد البته حدود %۹۰ از کربن سیاه تولیدی در صنایع لاستیک سازی مصرف می گردد که در صنایع لاستیک سازی از کربن بلک بعنوان یک ماده سخت کننده و پر کننده استفاده می گردد تا بعنوان یک پیگمان از کربن علاوه بر موارد مصرف فوق در ساخت کاغذ و باطری نیز بعنوان عایق تا C ۳۰۰۰ استفاده می گردد.

▪ گرافیت

در صنایع رنگسازی از گرافیت طبیعی و مصنوعی که برنگ سیاه خاکستری است استفاده فراوانی میگردد زیرا که بعلت برگچه ای شکل بودن مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و گازها داشته و جهت ایجاد مقاومت مواد زنگ زا در ساخت آستریهای استیلی بکار میرود که البته خود بتنهائی خاصیت ضد زنگی نداشته و از این رو همراه سرب قرمز، کرومات روی و غیره استفاده میگردد و بعضی را عقیده بر این است که استفاده از گرافیت خاصیت برس خوری و سمباده خوری آستری را نیز افزایش می دهد.

▪ کربن استخوانی

از مشتقات خاکی ذغال سنگ و سیلیکاتها با مقادیر متغیری از کربن بدست میآید که باقیمانده آن سیلیس یا سیلیکات میباشد رنگ آن فوق العاده پائین بوده و اندازه ذراتش نسبتاً درشت و قدرت پوشش و رنگدهندگی اش پائین و بیشتر در ساخت آستریها مصرف میگردد.

▪ کربن فعال یا اکتیو

کربن فعال دارای سطح جانبی بسیار زیاد (حدود ۲۵۰۰ متر مربع/گرم) با منافذ فراوان جهت جذب گاز، ناخالصی و یا حل و پخش مواد در منابع بکار میرود و اغلب از آن بعنوان رنگبر و یا به اصطلاح عامل جدائی ناخالصیها از مایعات یا گاز استفاده میگردد. کربن فعال جدا از پیگمانهای مشکی کربنی بوده و در اینجا فقط بخاطر اینکه تقریباً هم اسم است ذکری از آن بمیان آمده است.

▪ حالت فلوکیولیشن یا حالت تجمعی ناشی از پخش پیگمانهای سیاه:

وقتیکه پیگمانهای سیاه بطور کامل در یک وهیکل پخش میشوند سطح ذرات آنان بخوبی با اتصال دهنده (وهیکل) پوشیده میشود و حال اگر حلالی بطور ناگهانی به این حالت از پخش پیگمانها اضافه شود این حلال باعث شسته شدن رزین اطراف پیگمانها شده و در نتیجه پیگمانها از وهیکل جدا خواهند شد. در چنین وضعی پیگمانهای جدا شده همدیگر را جذب کرده و با ایجاد پیوندهای ضعیف و شل مجموعه متراکم و بهم چسبیده ای از پیگمانها را بوجود میآورند که اصطلاحاً به این پدیده فلو کیو لیشن میگویند.

▪ پیگمانهای آلی رنگی:

پیگمانهای رنگی آلی برخلاف پیگمانهای رنگی معدنی که قسم اعظم آنان را اتم فلزات مختلف تشکیل میدهد از بهم پیوستن اتمهای کربن بوجود میآیند. بعضی از رنگدانه های آلی محلول نبوده که بدانها رنگدانه های تونری (TONER) و بعضی دیگر محلول بوده و یا با افزایش ترکیباتی از مواد معدنی بحالت محلول در میآیند که بدانها رنگدانه های لیکی (LADE) میگویند.

پیگمانهای رنگی طبیعی از زمانهای قدیم شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته اند بطوریکه رنگ آلی را از درخت نیل و رنگ سبز را از کلروفیل و رنگ قرمز را از ریشه روناس بدست میآورند. اختلاف بین یک پیگمان رنگی با یک ماده رنگینه یا به اصطلاح «دای» (DYE) علاوه بر مصارف متفاوت آنان در نسبت انحلال پذیری نسبی آنان نیز میباشد. دایها در محیطی که پخش میشوند حل میگردند و عموماً توسط موادیکه بایستی باعث رنگی کردن آنان گردند جذب میگردند، و در صورتیکه پیگمانها اساساً در آب و رزینها و بطور کلی در محیطی که در آن پخش میگردند نامحلول میباشند و بر خلاف دایها به یک بایندر جهت پخش شدن نیازمندند.

مواد اولیه ایکه در ساخت پیگمانهای رنگی آلی بکار میروند عبارتند از ئیدروکربتهای معطر بنزن، تولوئن، زایلن، نفتالین و غیره که این ئیدروکربنها در هیدروکسیداسیون و کربوکسیداسیون، سولفاناسیون، هالوژناسیون، هیدروکسید اسیون و کربوکسیداسیون مواد واسطه ای دیگر به پیگمانهای رنگی آلی تبدیل میگردند. فام رنگی پیگمانهای مذکور ناشی از وجود بندهای دوگانه در ساختمان مولکولی آنان میباشد که به تناسب جذب نور از خود فام مورد نظر را منعکس مینمایند.

● حلالهای مصرفی در صنایع رنگسازی

▪ نقش حلالها

نقش حلالها که مایعات فراری میباشند در سهولت کار و استفاده از رزینها و رنگهای حاصل از آنان بر همگان روشن است زیرا که استفاده از رزینهای صددرصد غیر فرار در هنگام مصرف: کاری بسیار مشکل بوده و شکی نیست که جهت جاری ساختن و امکان برداشت مقدار مورد نیاز از مخازن نقل و انتقال آنان از قبیل بشکه، تانکر و غیره نیاز به حرارت داشته که این خود مستلزم وقت و هزینه سنگینی است . لذا از همین روست که آنان را به کمک حلالها از صددرصد به ۳۰ الی ۸۰ درصد غیر فرار تبدیل می نمایند تا بدین ترتیب حلال اضافی نه تنها رزین یا رنگ مورد نظر را در خود حل نماید و بلکه همچنین وسیکوزیته را کاهش و در نتیجه قدرت جاری شدن را نیز افزایش و خلاصه امر اینکه کار با آنانرا بسیار ساده تر نمایند. کاربرد حلال و کاهش درصد غیر فرار در صنایع رنگسازی بسیار مهمتر از دیگر صنایع بوده زیرا که برس زدن، اسپری کردن، تشکیل فیلم یکنواخت، براقیت، زمان خشک شدن و سخت شدن همگی تابع درصد غیر فرار رنگ مورد نظر بوده و این حلال است که با قدرت انحلال کنندگی خود رنگ را به درصد مورد نیاز، دلخواه و قابل مصرف میرساند. انتخاب درست یک حلال از عوامل مهم بوده و بر خواص ویسکوزیته، برس خوری، زمان خشک شدن و غیره اثر مستقیم داشته و از اثرات جانبی آن نیز میتوان بلیدینگ، جوش زدن، فلوئینیگ ضعیف و امثالهم را نام برد. یک حلال در پایان عمل در فیلم یک رنگ باقی نمیماند اما اثرات کارهائی که انجام میدهد باقی میمانند.

یک پلی مر ممکن است به تناسب انتخاب نوع حلال بطور مولکولی در آن پخش شود (Dispersion) و یا اینکه حالت تراکمی و یا تجمعی بخود بگیرد (Aggregation) و درجه پخش پلی مر در یک حلال برویسکوزیته، شفافیت، انعطاف پذیری، سختی و مقاومت فیلم خشک حاصل از آن اثر میگذارد.

▪ خواص فیزیکی حلالها :

از جمله خواصیکه یک حلال بر مبناء آن انتخاب میگردد میتوان قدرت حلالیت، فراریت یا سرعت تبخیر، نقطه جوش، نقظه اشتعال، نقطه آتش سوزی، قیمت، رنگ، بو، وزن مخصوص، مقاومتی ضد خوردگی، طبیعت شیمیائی، عدد هپتان و غیره را نام برد.

۱) نیتروپارافینها

از این حلالها میتوان جهت انحلال پذیری رزینهای وینیلی، آکرلیکی، اپوکسی، نیتروسلولزی، استات سلولز، بیوتایرات، روغنها، چربیها، واکسها و دایها استفاده نمود. نیتروپارافینها در چهار نوع تجارتی در دسترس بوده که نوع ۲- نیتروپرویان با درجه تبخیری برابر با نرمال بیوتیل استات و سمیت کمتر مصرف بیشتری در صنایع رنگسازی دارد. علاوه بر این از نیتروپریان بعلت حلالیت قوی و بوی کم میتوان در رزینهای وینیلی بجای کیتونها در مواقع ایکه بو مسئله مهمی باشد استفاده نمود. حلالهای نیتروپارافینی گرانقیمت و اندکی نیز سمی هستند.

● نام و ساختار کربوهیدراتها

ساده‌ترین کربوهیدراتها ، قندها یا ساکاریدها هستند. با افزایش طول زنجیر ، تعداد کربنهای با مراکز فضایی افزایش می‌یابند و بدین ترتیب تعداد زیادی دیاسترومر امکانپذیر می‌شوند. خوشبختانه برای شیمیدانها عمدتا یکی از چند انانیتومر امکانپذیر ، اهمیت دارد. قندها ترکیبات پلی هیدروکسی کربونیل‌اند، از این رو می‌توانند همی استالهای حلقوی پایداری ایجاد کنند ، بدین ترتیب ساختارهای اضافی و تنوع شیمیایی برای این ترکیبات پدید می‌آید.

● طبقه بندی قندها

کربوهیدراتها نام عمومی قندهای منومری (منوساکاریدها) ، دی‌مری (دی‌ساکاریدها) ، تریمری (تری‌ساکاریدها) ، الیگومری (الیگوساکاریدها) و پلیمری )پلی‌ساکاریدها) بدست آمده از قند (ساکاروم ، لاتین قند) می‌باشند. یک منوساکارید یا قند ساده ، یک آلدئید یا کتونی با حداقل دو گروه هیدروکسیل است. بدین ترتیب دو عضو ساده این طبقه از ترکیبات ، ۲ و-۳ دی هیدروکسی پروپانال (گلیسرآلدئید) ، ۱ و -۳ دی هیدروکسی پروپانون (۱ و ۳ - دی هیدروکسی استون) می‌باشند.

قندهای پیچیده از اتصال قندهای ساده همراه با حذف آب بدست می‌آیند. قندهای آلدئیدی بصورت آلدوزها طبقه بندی می‌شوند. آنهایی که عامل کتونی دارند، کتوز خوانده می‌شوند. بر اساس طول زنجیر ، قندها ، تریوز ۳) کربنی( ، تتروز ۴) کربنی( ، پنتوز ۵) کربنی( ، هگزوز ۶) کربنی) و غیره نامیده می‌شوند. از اینرو ، ۲ و -۳ دی هیدروکسی پروپانول (گلیسرآلدئید) یک آلدوتریوز است. در حالی که ۱ و -۳ دی هیدروکسی پروپانون یک کتوتریوز می‌باشد.

▪ گلوکز

گلوکز ، قند خون یا قند انگور (گلایکیس ، در فرهنگ یونانی به معنی شیرین) که به دکستروز موسوم است، یک پنتاهیدروکسی هگزانال بوده ، از اینرو در خانواده آلدوزهگزوزها جای دارد. گلوکز بصورت طبیعی در بسیاری از میوه‌ها و گیاهان با غلظتی در گستره ۰.۰۸ % تا ۰.۱ %در خون انسان وجود دارد.

▪ فروکتوز

ایزومر کتوهگزوزی گلوکز ، فروکتوز است. فروکتوز شیرین‌ترین قند طبیعی است (برخی از قندهای سنتزی شیرین‌ترند). فروکتوز نیز در بسیاری از میوه‌ها (فروکتوز در فرهنگ لاتین به معنی میوه) و در عسل وجود دارد.

▪ ریبوز

قند طبیعی مهم دیگر آلدوپنتزو ریبوز است. این قند واحد ساختاری ریبونوکلئیک اسیدها می‌باشد. فرمول ساده یا تجربی برای همه قندها Cn(H۲O)n می‌باشد. این فرمول ، هم ارز فرمول هیدرات کربن است. این یکی از دلایلی است که به این دسته از ترکیبات کربوهیدرات گفته می‌شود.

▪ دی‌ساکاریدها و پلی‌ساکاریدها

دی‌ساکارید از تشکیل دو مونوساکارید از طریق تشکیل یک پل اتری (معمول استال) بدست می‌آید. هیدرولیز دی‌ساکاریدها ، منوساکاریدها را دوباره بدست می‌دهد. تشکیل اتر بین یک منو و یک دی‌ساکارید یک تری‌ساکارید ایجاد می‌کند و تکرار این فرآیند نهایتا به تولید یک پلیمر طبیعی (پلی‌ساکارید) منجر می‌شود. چنین کربوهیدراتهای پلیمری ، تشکیل‌دهنده اسکلت اصلی سلولز و نشاسته هستند.

● فعالیت نوری قندها

به استثنا ۱ و -۳ دی‌هیدروکسی- پروپانون ، همه قندهایی که تاکنون ذکر شده‌اند، حداقل حاوی یک مرکز فضایی‌اند. ساده‌ترین قند کایرال ، ۳ و -۲ دی‌هیدروکسی پروپانون (گلیسرآلدئید) با یک کربن نامتقارن است. فرم راست‌بر آن R است، به صورتی که در طرحهای فیشر مولکول نشان داده می‌شود، انانتیومر چپ‌بر آن ، S می‌باشد.

گر چه نامگذاری S و R برای نامیدن قندها کاملا رضایت بخش است، اما سیستم نامگذاری قدیمی هنوز بکار گرفته می‌شود. این سیستم نامگذاری ، قبل از تدوین پیکربندی مطلق قندها متداول بوده ، همه قندها را به ۲ و -۳ دی‌هیدروکسی پروپانال (گلیسرآلدئید) مرتبط می‌سازد. در این روش بجای استفاده از S و R از پیشوند D برای انانتیومر (+) وL برای انانتیومر (-) گلیسرآلدئید استفاده می‌شود.

● قندها ، تشکیل‌دهنده همی‌استالهای درون مولکولی

قندها ترکیبات هیدروکسی کربونیل‌اند و بایستی قادر به تشکیل درون مولکولی همی استال باشند. در واقع گلوکز و سایر هگزوزها و پنتوزها به صورت مخلوط در حال تعادل با ایزومرهای حلقوی همی‌استال خود هستند. در این مخلوط در حال تعادل ، ایزومر حلقوی همی‌استال برتر است. در اصل هر یک از پنج گروه هیدروکسی می‌توانند به گروه کربونیل آلدئید افزوده شوند. اما گرچه حلقه‌های پنج ضلعی نیز شناخته شده هستند، حلقه‌های شش ضلعی معمولا محصول برتر می‌باشند.

● گسستگی اکسایشی قندها

واکنشگری که باعث شکستن پیوند C-C می‌شود، پریدیک اسید (HIO۴) است. این ترکیب دی‌الهای مجاور را اکسایش کرده ، ترکیبات کربونیل ایجاد می‌شوند. از آنجا که اغلب قندها چندین دی‌ال مجاور دارند، اکسایش با HIO۴ مخلوط پیچیده‌ای ایجاد می‌کند. مقدار کافی از اکسنده ، زنجیر قند را بطور کامل به ترکیبات یک کربنی تبدیل می‌کند.

از این روش برای شناسایی ساختار قندها استفاده می‌شود. مثلا از مجاورت گلوکز با ۵ اکی والان HIO۴، پنج اکی والان فرمی اسید و ۱ اکی والان فرمالدئید بدست می‌آیند. در اکسایش فروکتوز ایزومری نیز همان مقدار عامل اکسنده مصرف شده، اما محصولات ، ۳ اکی والان اسید ، ۲ اکی والان آلدئید و یک اکی والان دی‌اکسید هستند.

 

امروزه استفاده از آب چه بصورت تنها یا مخلوطی از الکل و اترالکلها بعنوان یک حلال بدلایل بهداشتی و عدم خطر آتش سوزی و سمی نبودن مصرف فراوانی پیدا کرده خصوصاً جهت انحلال رنگهای پلاستیکی، رزینهای محلول در آب و رزینهای امولسیونی و کلوئیدی؛ بنابراین از مهمترین دلائلی که امروزه آب را بعنوان یک جانشین خوب برای حلالهای آلی توصیه مینمایند میتوان فراوانی، ارزانی، بی بوئی، غیر سمی و اشتعال ناپذیر بودن آنرا نام برد. البته آب یک حلال ایده آلی نمیباشد زیرا که با تمامی دیگر حلالهای آلی امتزاج پذیر نبوده و فیلم حاصل از رنگ محلول در آب براقیت عالی ای نداشته و همیشه نسبت به آب نیز حساس میباشد.

▪ رزینهای سلولزی

۱) رزینهای نیترو سلولزی:

پلی مرهای سلولزی که در رنگهای فوری یا لاکها، پلاستیک، مواد منفجره، فیلم عکاسی، الیاف مصنوعی، هواپیما، شیشه اتومبیل و چسب بکار میروند اصولا از نوع استر یا اتر سلولزی بوده که استرها از قبیل نیترو سلولزو استات سلولز واترها از قبیل اتیل سلولز، بنزیل سلولز و غیره می باشند. لازم به توضیح است که رزین نیترو سلولز در حقیقت نیترات سلولز می باشد که امروزه به غلط و برحسب عادت به همان نیتروسلولز معروف است. پلی مرهای نیترو سلولزی بعلت داشتن خواص ویژه از قبیل سریع خشک بودن، مقاومت خوب فیلم حاصل و سختی مناسب مصرف فراوانی در صنایع رنگ سازی دارند هرچند که انعطاف پذیری و چسبندگی آنان در مقایسه با دیگر رزینها نسبتاً خوب نمی باشد. هرچه وزن مولکولی رزینهای نیترو سلولزی افزایش یابد قدرت فیلم حاصل نیز افزایش و بعکس انحلال پذیری کاهش می یابد و لذا از آنجائیکه وزن مولکولی پلی مرهای سلولزی بالاست چسبندگی آنان بر روی سطوح کم بوده و از اینرو جهت افزایش چسبندگی آنان معمولا از پلاستی سایزرهای رزینی با روغنهای خشک نشونده و یا پلاستی سایزرهای شیمیائی استفاده می نمایند. البته ناگفته نماند که نقش پلاستی سایزرها علاوه بر افزایش چسبندگی و براقیت بیشتر، ایجاد یک محلول قابل اسپری نیز می باشد.

ـ طرز تهیه

رزین نیترو سلولز مصرفی در صنایع رنگسازی که شامل عوامل نیترات می باشد و نه نیترو در اصل همان نیترات سلولز می باشد که به غلط به نیترو سلولز مشهور است و از واکنش سلولز خالص با اسید نیتریک در حضور اسید سولفوریک تهیه میگردد که حضور اسید بدان خاطر است که بتواند آب حاصل از واکنش را از محیط خارج تا عمل نیتراسیون بدلخواه صورت پذیرد.

مکانیزم عمل بدین صورت است که اسید نیتریک با عمل ئیدرو گسیل موجود بر مولکول سلولز واکنش نموده و تشکیل یک استر را می دهد. در صنعت، نیترات سلولز را میتوان با درصد نیتروژنهای متفاوت از قبیل ۵/۱۰ تا ۸/۱۳ درصد تولید نمود و نوعیکه در صنایع رنگسازی مصرف بیشتری دارد نوع با حدود ۷/۱۰ الی ۲/۱۲ درصد نیتروژن می باشد.

در صنعت رزینهای نیترو سلولزی در سه نوع استاندارد RS، AS، SS و در انواع ویسکوزیته یافت میشوند که در صنایع رنگسازی از نوع RS بیشتر از دو نوع دیگر استفاده میگردد و هر سه نوع دارای حدود % ۳ الکل اتانل، ایزوپروپانل و یا نرمال بیوتانل می باشند. با توجه به اینکه حدود % ۳ الکل (الکل اتیلیک) همراه رزینهای نیترو سلولزی می باشد اما از آنجائیکه جامد و پودری می باشند ظاهراً % ۱۰۰ بنظر می آیند. بنابراین بایستی توجه داشت که رزینهای نیترو سلولزی موجود در بازار % ۱۰۰ جامد نمی باشند و لذا می بایستی این مهم را در هنگام فرمولیزاسیون مد نظر داشت.

ـ حلالهای مصرفی در رنگهای نیتروسلولزی

از آنجائیکه مکانیزم سخت شوندگی فیلم حاصل از رنگهای نیتروسلولزی بر اثر تبخیر حلال می باشد لذا یکی از پارامترهای مهم در ارائه فرمول یک رنگ یا کلر فوری همانا انتخاب و تعیین دقیق حلالهای مصرفی می باشد که نیاز به شناخت و تجربه کافی فرمولیست در این زمینه دارد. حلالها اثرات زیادی در یکنواخت شدن فیلم و کیفیت نهائی آن داشته و معمولا یک حلال فوری به خاطر تکنیک پیچیده و قیمت از سه نوع حلال اصلی، کمکی و رقیق کننده تشکیل میشود که حلال رقیق کننده نه تنها باعث کاهش قیمت نهائی میگردد و بلکه انحلال پذیری بهتری نیز به نیتروسلولز در حلال اصلی خود میبخشد. حلالیت نیترو سلولز نسبت عکس با مقدار ازت موجود در آن دارد بطوریکه هرچه مقدار ازت بیشتر باشد حلالیت آن در حلالهای معمولی تجارتی کمتر است.

۱) حلالهای اصلی یا فعال

ـ استرها (اتیل استات، بوتیل استات و ...)

ـ کیتونها (استن، متیل اتیل کیتون و متیل ایزو بوتیل کیتون)

نیترو سلولز نه تنها در استرها و بلکهدر کیتونها نیز به خوبی حل می گردد. کیتونها معمولا با قدرت حل کنندگی زیاد ارزانقیمت تر بوده و از طرفی نسبت رقیق شوندگی شان نیز با حلالهای غیر واقعی بطور قابل ملاحظه ای بالاست بطوریکه اگر محلولهائی با دیسکوزیته مساوی از کیتونها و استرها تهیه شوند محلول حاصل از کیتونها قابلیت بیشتری در ایجاد فیلم خواهد داشت. کیتونها براحتی در تهیه محلول نیترو سلولزی با درصد جامد زیاد و با ویسکوزیته پائین بکار میروند و استرها در تهیه محلولهائی با درصد جامد کم یا متوسط و با ویسکوزیته بالا بکار میروند. معمولا استفاده از کیتونها با وزنهای مولکولی کمتر بیشتر ترجیح داده می شود تا استرهای مشابه زیرا که کیتونها امکان استفاده بیشتر از حلالهای غیر واقعی که ارزانتر ند را داده بدون آنکه بر قابلیت حل کنندگی محلول حاصل اثرات محسوسی بگذارند. کیتونها در مواردیکه احتیاج به حداکثر مواد جامد با حداقل ویسکوزیته باشد بکار میروند در صورتیکه از استرها در مواردی استفاده میگردد که احتیاج به حداکثر ویسکوزیته با حداقل و یا حد متوسط درصد جامد باشد.

۲) حلالهای کمکی یا الکلها

رزینهای نیترو سلولزی در الکلها به از متانل قابل حل نیستند و اما افزایش مقدار کمی الکل به حلالهای اصلی افزایش مقدار کمی الکل به حلالهای اصلی افزایش چشمگیری بر قدرت حلالیت حلالهای اصلی خواهد داشت. استفاده مستقیم (یا تنها) از الکل بعنوان یک حلال نیترو سلولزی بنا بدلائل ذیل امکان پذیر نمی باشد:

ـ الکلها به تنهائی نمی توانند محلول روشنی از نیتروسلولز ایجاد نمایند.

ـ الکلها به تنهائی نمی توانند نیترو سلولز را در خود حل نمایند.

ـ تبخیر الکلها به تنهائی نمی تواند در ایجاد فیلم یکنواخت و رضایت بخش نقشی داشته باشد.

۳) حلالهای رقیق کننده یا غیر فعال

- ئیدرو کربنهای آلفتیک یا غیر فعال

از عمده حلالهای رقیق کننده میتوان حلالهای ئیدرو کربنی آلفتیک و آروماتیک مثل تولوئن، زایلن و نفتا با نقطه اشتغال بالا را نام برد که به هیچ وجه به تنهائی قادر به انحلال رزینهای نیتروسلولزی در خود نمی باشند و اما از آنجائیکه استفاده از حلالهای فعال و نیمه فعال جهت انحلال رزینهای فوق باعث افزایش قیمت نهائی تولید حاصل خواهد گشت از اینرو جهت کاهش قیمت نهایی از حلالهای غیر فعال نیز جهت رقیق کردن محلول حاصل از انحلال رزینهای نیترو سلولزی در مخلوط حلالهای فعال و نیمه فعال استفاده می نمایند. معمولا حلالهای رقیق کننده را بر مبناء نسبت رقیق کنندگی آنان انتخاب می کنند. نسبت رقیق کنندگی دو حلال بهم عبارتست از نسبت آن مقدار مینیمم یک حلال رقیق کننده به مقدار حلال واقعی که ایجاد یک محلول کدری را نماید.

▪ رزینهای اپوکسی

رزینهای اپوکسی از همان اوایل پیدایش جای پای خود را در میان دیگر موارد گوناگون صنایع رنگسازی به عنوان یکی از مواد مهم این صنعت باز نمودند که این موفقیت بیشتر به خاطر خصائص فراوان و متنوع این رزینها می باشد. در حقیقت دست یک فرمولیست را در ارائه فرمولهای مختلف رنگ از قبیل انواع رنگهای سخت شونده با آمین و کراس لینک شونده براثر حرارت که مقاومت بسیار خوبی در مقابل حلالها و مواد شیمیائی دارند باز میگذارد. از مصارف مهم رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای اپوکسی، چسبها، دوغاب و مواد درزگیر آب می باشد.

ـ طرز تهیه رزینهای اپوکسی:

دو نوع مهم و پر مصرف رزینهای اپوکسی عبارتند از رزینهای اپوکسی اترگلسیدی و رزینهای اپوکسی اولیفینی که چگونگی روش تهیه هر یک متفاوت بوده و به شرح ذیل می باشد.

۱) رزینهای اپوکسی اتر - گلسیدی

رزینهای اپوکسی ایکه از واکنش بیسفنل A (دی فنل پروپان) و اپی کلروئیدرین تهیه میگردند از مرغوبترین نوع رزینهای اتر-گلسیدی می باشند که از واکنش کندانسیونی بسیفنل A واپی کلروئیدرین در حضور یا قلیا بدست می آیند. البته بیسفنل دیگری بنام بیسفنل F نیز در صنع یافت میشود که ویسکوزیته کمتری از بیسفنل A دارد.

عامل فنلی که در رزینهای فنلیک باعث افزایش رنگ میگردد بعکس در رزینهای اپوکسی به خاطر تبدیل به عامل اتری باعث کاهش رنگ رزینهای اپوکسی میگردد. وجود حلقه های بنزنی در رزینهای اپوکسی باعث سختی بیشتر و در نتیجه شکنندگی پلی مر حاصل گشته و می بایستی آنان را جهت رسیدن به خواص لازم با رزینهای دیگری اصلاح و یا کراس - لینک نمود. عمل کراس - لینک از طریق عوامل اپوکسی و یا ئیدروگسیل صورت می پذیرد و از آنجائیکه این عوامل به فواصل زیادی ازهم قرار دارند لذا پلی مر حاصل فیلمی با انعطاف پذیری مناسبی را تشکیل خواهد داد. بعلت وجود حلقه های آروماتیک جاذب نور ماوراء بنفش خورشید در رزینهای اپوکسی و در نتیجه مقاومت ضعیف فیلم آنان در مقال چاکینگ یا گچ شوندگی نبایستی از رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای مصرفی بر سطوح بیرونی استفاده نمود.

رزینهای اپوکسی از مایع غلیظ گرفته تا جامد در دسترس می باشند و اگر چنانچه در فرمول تهیه آنان مقدار بیفنل A از مقدار اپی کلروئیدین کمتر باشد رزین حاصل مایع و در صورتیکه برابر و یا زیادتر باشد جامد است. در انواع مایع آن ۰ = n و وزن مولکولی تقریبی ۳۴۰ می باشد و در انواع جامد ۲۶ تا = n و وزن مولکولی ۷۰۰ الی ۸۰۰ می باشد. رزینهای اپوکسی جامد سخت، شکننده و زرد کمرنگ می باشند.

۲) رزینهای اپوکسی - اولیفینی:

این نوع رزینها از طریق اپوکسی نمودن بندهای دوگانه کربن به کربن اولیفینها ساخته می شوند که در پروسس ساخت آنان از اسید پراستیک به عنوان عامل اپوکسی کننده استفاده می شود. بعنوان مثال رزین گلسدیل متا کریلات یک رزین اپوکسی متا کریلات می باشد:

فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی - اولیفینی مقاومت بهتر و بیشتری از فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی - اتر گلسیدی در مقابل آب و هوا دارد و اما بعکس مقاومت ضعیف تری در مقابل مواد شیمیائی از خود نشان میدهد و به همین مناسبت هم کمتر از رزینهای اثر گلسیدی در ساخت رنگهای حفاظتی استفاده میگردد. اختلاف دیگر آنان در اینست که رزینهای اپوکسی - اولیفینی با مواد سخت کننده اسیدی سریعتر از مواد سخت کنده آمینی وارد واکنش میگردند.

▪ نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین:

نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین را بطور کلی میتوان بدو قسمت تقسیم نمود. یکی به عنوان یک پلی الکل و دیگری به عنوان یک رزین تشکیل دهنده فیلم .

▪ رزین های فنلیک

رزینهای فنلیک از زمره رزینهای سخت می باشند که امروزه بطور وسیعی خصوصاً در صنایع رنگسازی بکار میروند. پروسس ساخت رزینهای فنلیک کندانسیونی بوده و عموماً از واکنش فنل و آلدئید با تولید آب به عنوان یک تولید جانبی بدست می آیند که نوع رزین فنلیک حاصله شدیداً تابع PH محیط می باشد. رزینهای فنلیک در برابر اسیدهای رقیق مقاومت زیادی دارند و بعلاوه مقاومت قابل ملاحظه ای نیز در برابر آب از خود نشان میدهند و اما از عیوب آنان اینست که در معرض نور تمایل به زرد گرائی یا یلوئینگ شدید دارند.

ـ مشخصات مواد اولیه مصرفی در ساخت رزینهای فنلیک مختلف

۱) آلدئیدها

از نقطه نظر تئوری از آلدئیدهای بسیاری میتوان در تهیه رزینهای فنلیک آلدئیدی استفاده نمود، اما در عمل تقریباً تمامی رزینهای فنلیک - آلدئیدی مصرفی در صنایع رنگسازی از فرم آلدئید بصورت یکی از فرمهای موجود در بازار تهیه میگردند. فرم آلدئید خودش بتنهائی بصورت گاز می باشد و از اینرو در بازار بصورت محلول آبی ۳۷، ۴۴ و یا % ۵۰ وزنی یافت میگردد. ناگفته نماند که جهت تهیه محلول آلی فرم آلدئید از پلی مر جامد فرم آلدئید بنام پارافرم آلدئید نیز میتوان استفاده نمود.

از هگزامتیلن تترا آمین که جسم جامد حاصل از واکنش فرم آلدئید با آمونیاک می باشد نیز میتوان بعنوان یک منبع آلدئیدی استفاده نمود البته مشروط به اینکه حضور و یا وجود نیتروژن در رزین تولیدی حاصل مجاز باشد. معمولا در ساخت رزینهای فنلیک - آلدئیدی مصرفی در صنایع رنگسازی از پارا فرم آلدئید که یک پلی مر استآلدئید می باشد استفاده می نمایند.

۲) فنلها

تنها فنلی که در اوایل بطور تجارتی در بازار در دسترس بود فنلی بود که از تقطیر کول تار یا قطران ذغال سنگ بدست می آمد و از آنجائیکه انواع فنل موجود درکول تار تقریباً نقطه جوش مشابه ای داشتند لذا در عمل جدائی و یا تهیه یک فنل بخصوص بکمک روش تقطیر مشکل و یا غیر ممکن به نظر میرسید تا اینکه بعدها بموازات افزایش تولید رزینهای فنلیک، فنلهای مصنوعی با درجه خلوص بیشتر به بازار آمدند: پارا - فنیل فنل تولید جانبی روش تهیه فنل مصنوعی می باشد و بیسفنل A از کندانس فنل با استن در حضور یک کاتالیزور اسیدی بدست می آید. سه نوع دیگر از کندانس فنل با مقدار مناسبی از یک ئیدروکربن غیر اشباع با استفاده از کاتالیزور اسید سولفوریک یا برون فلوراید بدست می آیند بعنوان مثال پارا - ترشیری بیوتیل فنل از کندانس با ایزوبیوتیلن بدست می آید. تمامی فنل های مصنوعی فوق الذکر خواص مشترکی دارند مثلا همه آنان در گروه قسمت پارای خود کربن نوع سوم دارند.

از جمله موارد استعمال رزینهای فنلیک میتوان سیستمهای ذیل را نام برد. وارنیشهای رزینی روغنی هوا خشک و کوره ای.

۱) وارنیشهای مربوط به عایقهای الکتریکی.

۲) ترکیب با اپوکسی رزینها جهت ساخت پوششهای مربوط به قسمتهای داخلی و خارجی صفحات فلزی، قوطی های صنعتی و ظروف غذائی در صنایع بسته بندی و مواد غذائی.

۳) اصلاح رزینهای آلکیدی جهت پوشش سطوح ماشین آلات کارخانجات، تانکرها، خطوط لوله و غیره.

▪ رزینهای آمینو:

لغت آمینو فقط به رزینهای یوریا و ملامین - فرم آلدئید و مشتقات آنان اطلاق میگردد که حاصل واکنش محلول فرم آلدئید و یک ترکیبی مثل اوره و یا ملامین با گروه می باشند و یا به عبارت دیگر آمینو به کوپلی مرهای منومری اوره، ملامین، آکریلامیدومتاکریلامید با فرم آلدئید گفته می شود. رزینهای آمینو مایع، بیرنگ، بودار، شفاف و زلال می باشند که در ساخت رنگهای ترموست، بعضی از رنگهای هوا خشک، چسب کاغذ، پارچه و قالب های پلاستیکی بکار میروند.

وقتیکه در ساخت یک رنگ فقط از رزینهای آمینویوریا و ملامین فرم آلدئید بعنوان تنها بایندر بکار رونده استفاده شود فیلم حاصل بسیار شکننده بوده و چسبندگی کمی بر روی یک سطح فلزی خواهد داشت و لذا رزینهای آمینو به تنهائی برای ساخت یک رنگ کوره ای مناسب نمی باشند. و اما از آنجائیکه خوشبختانه بارزینهای آلکیدی، آکرلیک ترموست، و اپوکسی محتوی گروه های فعال کربو کسیل و ئیدرو کسیل امتزاج پذیری خوبی دارند لذا مخلوط آنان به نسبتهای مختلف فیلی با خواص عالی ایجاد خواهد نمود.

معمولا از رزینهای آلکیدی کوتاه روغن خشک نشونده بهمراه رزینهای آمینو بعنوان پلاستی سایزر بمقدار ۱۵ الی ۳۰ درصد وزن جامد کل رزین فرمول بکار گرفته می شود که البته این مقدار در رنگهای اتومبیلی از ۵ الی ۱۰ درصد و در رنگهای مصرفی بر سطوح در تماس با محلولهای دترجنی ۳۵ الی ۴۰ درصد و در کلرهای چوبی کاتالیزوری تا ۵۰ درصد در نوسان می باشد.

▪ رزینهای آلکیلیتدیوریا - فرم آلدئید

رزینهای آلکیلیتدیوریا - فرم آلدئید به سال ۱۹۳۶ به بازار عرضه گردیدند و همانطوریکه از اسمشان پیداست حاصل واکنش اوره، فرم آلدئید و یک الکل می باشند که اوره و فرم آلدئید هر دو در آب قابل حل هستند اوره با وزن مولکولی ۶۰، یک کریستال سفید رنگ با نقطه ذوب می باشد و به نسبت در آب قابل حل است. فرم آلدئید معمولا بصورت محلول ۳۷ درصد در آب تحت عنوان فرمالین و یا بصورت پودر تحت عنوان پارا - فرم آلدئید در بازار بفروش می رسد.

یک مول اوره ممکنست با یک یا دو مول فرم آلدئید وارد واکنش گردد و نوع تولیدات حاصل تابع محیط واکنش می باشد بطوریکه تولیدات محیط بازی کاملا با هم متفاوت می باشند. در محیط اسیدی یک جسم انحلال ناپذیر در آب تولید میشود که بدرد صنایع رنگ سازی نمی خورد و اما در محیط بازی یک جسم انحلال پذیر در آب حلالهای آلی بایستی از قطبیت آن بکمک حلالهائی از قبیل بیوتانل کاست.

جهت تهیه دی متیلول اوره مقادیر دقیقی از اوره و فرمالین را در PH (۷) الی (۵/۸) و درجه حرارت یا بیشتر در حضور یک کاتالیزو بازی مثل ئیدروکسید سدیم حرارت میدهند و وقتیکه واکنش تکمیل شد جسم حاصل را در خلاء غلیظ و بعد بطرق مختلف خشک می نمایند.

▪ رزینهای آلکیلیتد ملامین - فرم آلدئید

رزینهای آلکلیلیتد ملامین - فرم آلدئید به سال ۱۹۴۰ به بازار عرضه گردیدند و همانطوریکه از اسمشان پیداست حاصل واکنش ملامین، فرم آلدئید و یک الکل می باشند. ملامین با وزن مولکولی ۱۲۶ یک پودر کریستال سفید رنگ با نقطه ذوب در آب بسیار اندک انحلال پذیر بوده است.

▪ حلالهای مصرفی

حلال مخصوص رزینهای آمینو مخلوطی از نسبتهای مساوی بیوتانل و زایلن می باشد که البته برای تعدادی از رزینهای آمینو نسبت بیوتانل به زایلن افزایش می یابد. در بعضی از مواقع در ساخت بعضی از رنگهای ملامینی از نفتا با نقطه اشتعال بالا که سرعت تبخیر کندتری از مخلوط بیوتانل و زایلن دارد استفاده می نمایند زیرا که باعث جریان بهتر رنگهای مخصوص رولر کوتینگ میگردد. در بعضی از موارد مثل مواقعیکه نمیتوان بعلت بوی زیاد بیوتانل از مخلوط بیوتانل - زایلن استفاده نمود و یا جهت انحلال پذیری بهتر رزینهای آلکیدی مصرفی بهمراه رزینهای ملامینی از نفتا و یا مخلوط بیوتیل سلوسلووماینرال اسپریت استفاده می نمایند. البته خود رزینهای آمینو نیز بو دارند که احتمالا بوی آنان علاوه بر حضور بیوتانل از بیوتیل فرمال موجود در آنان ناشی میگردد.

ـ موارد مصرف

در رنگهای کوره ای از رزینهای آمینو بهمراه رزینهای آلکیدی جهت کاهش سخت شدن و افزایش سختی فیلم استفاده می نمایند. در ضمن ذکر تمامی موارد مصرف رزینهای آمینو از حوصله این کتاب خارج است و در اینجا فیلم به ذکر تعدادی که بیشتر از همه مصرف دارند پرداخته میشود.

مصرف رزینهای آمینو در ساخت رنگهای سفید که خود نیز به چهار دسته تقسیم میشوند:

- رنگ سفید عمومی

- رنگ سفید یخچالی

- رنگ سفید ماشینهای شستشو

- رنگ سفید مقاوم در مقابل گرما

هر گروه شرائط و قیمت مخصوص بخود را دارد مثلا اولین گروه شامل رنگ کابینت، آشپزخانه و غیره می باشد که بایستی از قیمتی ارزانتر و قابل رقابت تر برخوردار باشد. در دومین گروه علاوه بر اینکه فام سفید و بقاء آن در فیلم رنگ حاصله جهت پوشش یخچالها بسیار مهم می باشد همچنین می بایستی مقاومت خوبی در مقابل آب صابون، سایش و خراشهای عمومی نیز داشته باشد. از اینروست که در رنگهای یخچالی از درصد بیشتری از ملامین رزین استفاده می نمایند تا نه تنها ثبات فام رنگی فیلم حاصل خوب شود و بلکه مقاومت شیمیائی آن نیز افزایش یابد. و در گروه سوم همانند گروه دوم نه تنها فام سفید و پایداری آن مهم می باشد و بلکه فیلم حاصل می بایستی مقاومت بسیار عالی ای در مقابل آب ولرم و گرم صابونی (دترجنی) داشته باشد.

▪ رزینهای آکرلیک

انواع رزینهای آکرلیک در سیستم حلالی

رزینهای آکریلیک بدو گروه عمده ترموپلاست و ترموست تقسیم میگردند:

۱) رزینهای آکریلیک ترموست

رزینهای آکریلیک ترموست همو - پلی مریا کو - پلی مر استرهای اسید آکریلیک و یا اسید متا آکریلیک می باشند که با خود و یا با یک کو - پلی مر دیگری که داریا عامل فعال ئیدرو گسیل (-OH) کربوکسیل (-CooH)، متیلول آمید و یا اپوکسی می باشد تحت حرارت کراس لینک نموده و تشکیل یک سختی را میدهند.

اصولا کاربرد رزینهای در ساخت رنگها معمولا بمنظور تامین حد متوسط خواص مطلوب و ایجاد غلظت مناسب از نقطه نظر مصرف عملی می باشد. از اینرو محققین کوششهائی زیادی بعمل آورده اند تا رزینهائی با مواد جامد زیاد توام با کاربرد عملی بهتر تهیه نمایند لذا براساس همین طرز تفکر، پلی مرهائی با زنجیره های نسبتاً کوتاه تهیه گردیده اند که قادرند با دیگر رزینهای فعال تحت شرائط و حرارت معین ترکیب شوند. تهیه اینگونه رزینها با طول زنجیر کوتاه منجر به تامین درصد جامد زیاد و کاربرد عملی مناسب تر رزین میگردد و از طرفی ایجاد گروههای فعال لازم هم به کمک واکنشهای شیمیائی روی این زنجیرها منجر به تشکیل فیلمی با خواص بسیار عالی خواهد شد که بطور مطلوب و دلخواه سخت میشود. و براساس همین اصول بود که رزینهای آکریلیک ترموست ساخته شدند.

رزینهای آکریلیک ترموست پلی مرهائی با زنجیر نسبتاً کوتاه (وزن مولکولی کم) و گروههای فعال متنوعی می باشند که تحت شرائط و حرارت معین با دیگر رزینهای فعال (کو - رئاکتنتها) که دارای عوامل و گروههای فعال می باشند وارد واکنش میگردند.

لازم به توضیح است که کمی وزن مولکول متناسب با کوتاهی زنجیر پلی مر می باشد که در نتیجه مقدار درصد جامد بیشتر و لذا کاربرد عملی بهترخواهد شد. در ساختمان رزینهای آکریلیک معمولا گروههای فعال ذیل وجود دارند:

۱) گروه فعال کربو کسیل

جهت ایجاد چنین گروه فعالی بر مولکول یک رزین آکرلیک از اسید آکریلیک و یا متا آکریلیک بهمراه استرهای آکریلیک و یا متا آکریلیک و اصلاح کننده ای از قبیل استایرین استفاده میگردد.

۲) گروه فعال ئیدروگسیل

۳) گروه فعال آمیدی

آکریلامید در کنار مونومرهای دیگر از قبیل اتیل آکریلات استایرین با فرم آلدئید و یک الکل مانند بیوتانل واکنش می نماید تا یک پلی مر تولید شود.

۴) گروه فعال اپوکسی

در آکریلیکها گروه فعال اپوکسی را میتوان با استفاده از گلسدیل متا آکریلات بوجود آورد.

۵) گروه فعال آلکیلی با بند دو گانه

استفاده از این گروه فعال هنوز در ساخت پوششهای سطحی معمول نگردیده است.

البته به غیر از مونومرهائی که در فوق ذکر گردید، مونومرهای دیگر نیز در ترکیب با مونومرهای آکریلیکی جهت ایجاد خواص متفاوت دیگر بکار میروند که از آن میان میتوان استات وینیل، استایرین، وینیل تولوئن، متا آکریلامید و غیره را نام برد. تمامی گروه های مذکور میتوانند با هم دیگر وارد واکنش بگردند که در اینصورت میگویند واکنش همو-پلی مریاسلف رئاکنتت می باشد و هم میتوانند با گروههای فعال رزینهای دیگری از قبیل یوریا-فرم آلدئید، ملامین فرم آلدئید و یا اپوکسی وارد واکنش بگردند که در اینصورت واکنش کو-پلی مریا کورئاکتنت نامیده میشود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال کربوکسیل می توان از رزینهای اپوکسی استفاده نمود.

ـ بهمراه رزیتهای آکریلیک با گروه فعال ئیدروگسیل میتوان از رزینهای یوریا و یا ملامین - فرم آلدئید و اپوکسی استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال متیلول آمید میتوان از خودش یا رزینهای اپوکسی، آلکید و وینیل استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال اپوکسی میتوان از اسیدهای دو ظرفیتی، انیدریدها و پلی آمین استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال عامل آلکیلی با بند دوگانه میتوان از کاتالیزورهای پراکسیدی استفاده نمود.

رزینهای آکریلیک ترموست با رزنیهای آمینو، اپوکسی و وینیلی امتزاج پذیر بوده اما با آلکید رزین بلند روغن امتزاج پذیر نمی باشد. با آلکید رزین کوتاه روغن و نیترو سلولز اندگی خاصیت امتزاج پذیری دارند. رزینهای آکریلیک ترموست در ماینرال اسپریتها قابل حل نیستند ولی در ئیدرو کربنهای آروماتیک، استرها و کیتونها بطور کامل قابل حل بوده و کمی نیز در الکلها انحلال پذیرند.

رنگهای آکریلیکی ترموست نه تنها براقیت و حفظ براقیت خوبی دارند و بلکه ر محلول قابل اسپری از درصد جامع مناسبی برخوردار بوده و مقاومت شیمیائی بیشتری نیز از آکریلیکهای ترموپلاست دارند هرچند که مقاومت بیرونی آنان ممکنست که بخوبی رزینهای ترموپلاست نباشد. رزینهای آکریلیکی ترموست در بازار معمولا بصورت محلولهای % ۵۰ در مخلوط حلالهای زایلن، بیوتانل و سلوسلو استات ارائه میگردند.

از رزینهای آکریلیکی با عامل فعال کربو کسیل معمولا بهمراه رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهائیکه انتظار میرود فیلم آنان محکمی و انعطاف پذیری، سختی و مقاومت شیمیائی خوبی داشته باشد از قبیل رنگهای وسایل آشپزخانه و وسایل تزئینی فلزی استفاده میشود. از این نوع پوشش معمولا جهت پوشش ورقهای استیلی نیز استفاده می شود بدین ترتیب که ورق استیلی را ابتدا رنگ آمیزی و سپس به شکل دلخواه در می آورند.

رزینهای آکریلیک با عامل فعال ئیدروگسیل معمولا بهمراه رزینهای یوریا و یا ملامین - فرم آلدئید و اپوکسی مصرف میگردد تا فیلمی سخت، براق و محکمی را بوجود بیاورند. از آنان معمولا بیشتر جهت ساخت رنگهای اتومبیلی استفاده می گردد. و از دیگر موارد مصرف آنان میتوان یخچالها، وسایل آزمایشگاهی، مبلهای فلزی و کلر جهت پوشش ورقهای مسی و برنجی را نام برد. ناگفته نماند که این قبیل پوشش ها بهترین مقاومت در هوای آزاد را بهمراه مقاومت یلوئینگ خوب در میان دیگر انواع پلی مرهان آکریلیکی ترموست دارند.

رنگهائیکه از رزینهای آکرییکی با گروههای فعال آکریلامید ساخته میگردند وقتیکه در درجه حرارت بمدت ۳۰ دقیقه حرارت ببینند براقیت، انعطاف پذیری و مقاومت شیمیائی خوبی دارند. این قبیل پوششها بیشتر جهت ماشینهای شستشو، خشک کن ها، کولرها و غیره استفاده میگردد. خواصیکه رنگهای کوره ای آکریلیکی در بر دارند عبارتند از؛

ـ ایجاد پوشش با فیلمی سخت و محکم.

ـ حفظ و بقاء رنگ خوب.

ـ مقاومت خوب در برابر ایجاد لکه و آلودگی.

ـ چسبندگی خوب بر روی فلزات در معرض واکنش شیمیائی.

ـ قابل استعمال بصورت یک لایه یعنی عدم نیاز به آستری.

ـ سهولت کاربرد روی پارچه همراه با سختی مطلوب.

ـ قابل استعمال در حرارتهای بالا.

▪ رزینهای آکریلیک ترموپلاست

این رزینها همو-پلی مراسترهای اسید آکریلیک و یا اسید متا آکریلیک می باشند و از آنجائیکه مونومرهای آکریلیک و متا آکریلیک امتزاج پذیری خوبی با هم دارند از اینرو میتوان آنانرا به هر نسبتی کو-پلی مرایز نمود. رزینهای آکریلیک ترموپلاست ساختمانی مشابه رزینهای ترموست دارند با این تفاوت که برخلاف آنان فاقد هرگونه گروه فعال بوده بو بعلاوه دارای وزن مولکولی نسبتاً زیادی حدود ۱۰۰،۰۰۰ می باشند و در ضمن بوسیله مکانیزم تبخیر حلال خشک و سخت میگردند. با استفاده از این رزینها میتوان پوششهای رنگی برای فلزات، پلاستیکها، وسایل ساختمانی، کاغذ، پارچه و دیگر سطوح تهیه نمود، و هم اینکه بعنوان ماده اولیه ساخت رنگهای فوری جهت لکه گیری اتومبیلی، لاکهای روشن و لاکهای پیگمانته شده فوری بکار برد. این رزینها دارای رنگ روشنی مثل آب بوده، ترانسپارنتی عالی داشته و مقاومت زادی در مقابل یلوئینگ و میل به و واکنش بسیار کمی با پیگمانها دارند. در برابر مواد شیمیائی مقاوم بوده و چسبندگی و دوام بیرونی خوبی نیز در مقابل آب، باز و غیره دارند.

با توجه به ساختمان مونومر بکار رفته، پلی مریزاسیون استرهای آکریلیکی تولید رزینهائی را می نماید که از حالت چسبناکی و نرمی به حالت سفتی و الاستیکی و بالاخره بحالت سخت و شکنندگی تبدیل میشوند. یادآور میشود که پلی متاآکریلاتها فیلم هائی سخت تر از آکریلاتها ایجاد می کنندد و هرچه طول زنجیر کربنی حاصل از استریفکاسیون الکلی بیشتر باشد رزین مربوطه نیز نرمتر میگردد. بنابراین پلی متا آکریلات سخت ترین نوع بوده و در حالیکه پلی ۲- اتیل هگزیل متا آکریلات فیلمی چسبناک را ایجاد مینماید. علاوه بر طبیعت ساختمان شیمیائی مونومر بکار رفته، وزن مولکولی نیز تاثیر قابل ملاحظه ای برخواص مکانیکی و شیمیائی رزین حاصله دارد. با تغییرات نسبی نسبت اسیدهای آکریلیک و متا آکریلیک در آغاز (قبل از واکنش) و با تغییر طول و درجه شاخه زنجیر کربنی رادیکال الکل، رزینهائی تولید میشوند که سختی و قابلیت انحلالشان در حلالهای زنجیری به نحو دلخواه قابل تنظیم است.

حلالهای مصرفی بهمراه رزینهای آکریلیک ترموپلاست تقریباً مشابه با حلالهای رزینهای آکریلیک ترموست می باشند. رزینهای آکریلیک ترموپلاست با رزینهای نیترو سلولزی، وینیلی و اپوکسی امتزاج پذیرند ولی با رزینهای آلکیدی بلند روغن، آمینو و کلر رینیتد را بر امتزاج پذیر نمی باشد و امتزاج پذیری آنان با آلکید رزین کوتاه روغن اندک می باشد.

همانطوریکه قبلا نیز ذکر شد در صنایع رنگسازی پلی مرهای آکریلیکی چه بصورت محلول و یا جامد چه بعنوان محلول کلرهای روشن و یا رنگهای پیکماندار مصرف فراوانی دارند. تعدادی از موارد مصرف آنان عبارتست از:

ـ رنگهای آلومینیومی

ـ رنگهای اتومبیلی

ـ رنگهای هواپیما

ـ رنگهای رویه

ـ رنگهای فلورسنت

ـ رنگهای استریپ شونده

ـ کلر جهت پنجره های آلومینیوم

ـ رنگ جهت وسایل برقی

ـ لاک جهت کاغذ

ـ کلر چوبی

ـ مرکب چاپ

فرمولیزاسیون کلرهای آکریلیکی ترموپلاست بسیار ساده می باشد. رزین جامد در صورتیکه بصورت محلول نباشد در یک حلال حل میگردد و ممکنست که از پلی مرهای سنگین دیگری از قبیل نیترو سلولز، وینیل یا استات بوتیرات سلولز و پلاستی سایزر جهت اصلاح خواص سختی و چسبندگی بهمراه رزینهای آکریلیکی استفاده گردد.

در ساخت رنگی با فام سفید یا فام رنگی ابتدا پیگمان را در رزین آکریلیک و یا پلاستی سایزر بکار رفته بهمراه آن پخش می نمایند و یا اینکه مستقیماً از چیپس رنگی که حاصل پخش پیگمانها در یک بایندر امتزاج پذیر با رزین آکریلیک می باشد استفاده می نمایند. سپس دیگر مواد مورد نیاز را به مخلوط اضافه می کنند. از آنجائیکه رزینهای آکریلیکی قدرت مرطوب کنندگی خوبی ندارند از اینرو می بایستی از آسیابهائی با راندمان کار خوب استفاده گردد.

اشکالات احتمالی در رسیدن به یک رنگ فوری آکریلیکی براق ممکنست که ناشی از آسیاب و یا استفاده بیش از حد پیگمان باشد. جهت پوششهای آکریلیکی برای ماگزیمم نسبت پیگمان به بایندر میتواند باشد.

● سیستم امولسیونی

▪ انواع رزینهای آکریلیک در سیستم امولسیونی

۱) آکریلیکهای امولسیونی ترموپلاست

پلی مرهای امولسیونی ویسکوزیته پائینی دارند اما وزن مولکولی آنان حتی به یک ملیون نیز برسد. همانند دیگر سیستمهای امولسیونی دارای خواص سهولت استفاده با برس و رولر بوده و خطر آتش سوزی نیز ندارند و از مزایای استفاده از آنان میتوان زمان خشک شدن سریع بطوریکه بتوان در عرض ۳۰ الی ۶۰ دقیقه لایه دوم را بر روی آنان زد، مقاومت قلیائی بهتر، چسبندگی عالیتر، سختی و انعطاف پذیری بهتر را نام برد. با توجه به خواص مذکور آکریلیکهای امولسیونی ترموپلاست جهت پوشش سطح خارجی از قبیل سطوح گچی و سیمانی واقع در آب و هوا بسیار بد مناسب می باشند.

در مقایسه با رنگهای آکریلیکی ترموپلاست روغنی (حلالی) مقاومت خوبی در مقابل جوش زند، گچ شوندگیف رنگ تینت و مقاومت بهتری نیز در مقابل ترک و چسبندگی بر روی فیلم قدیمی حاصل از زنگهای روغنی در شرائط آب و هوای رطوبتی از خود نشان میدهند و در عوض مقاومت ضعیفی در مقابل یلوئینگ دارند. از سال ۱۹۶۱ ببعد از این رنگها به جای رنگهای روغنی جهت پوشش سطوح چوبی استفاده گردیده است. تا کنون اصطلاحاتی بر روی پلی مر های آکریلیکی با استایرین و استات وینیل جهت ارزانتر نمودن قیمت صورت گرفته که متاسفانه این عمل اغلب اثرات منفی ای بر بعضی از خواص داشته است.

معمولا جهت ساخت یک رنگ آکریلیکی ترموپلاست امولسیونی مراحل ذیل انجام می پذیرد:

ـ پخش پیگمان در آب

ـ اختلاط رزین امولسیونی و اضافه شونده ها بدان

ـ تینت

ـ آزمایش خواص و تنظیم آن مطابق استاندارد در صورت نیاز

موادیکه در ساخت رنگهای امولسیونی آکریلیکی بکار میروند شبیه به همان مواید هستند که در سیستمهای امولسیونی دیگر بکار میروند. پیگمانها می بایستی نسبتاً در آب حل نشود و تا PH برابر با ۵/۹ مقاومت داشته باشند. دی اکسید تیتانیم پیگمان سفیدی است که معمولا بیشتر از همه استفاده میگردد. فنالوسیانیتها، اکسید آهن، پیگمانهای سیاه آلی نیز جهت استفاده در این سیستم مناسبند.

در ارائه فرمول رنگهای آکریلیکی از مواد ضد کف و ضخیم کننده از قبیل ئیدروکسی اتیل سلولز جهت بالا بردن ویسکوزیته و جلوگیری از ته نشینی پیگان استفاده نمائید. جهت رنگهای امولسیونی مات درصد جامد را حدود ۴۰ الی %۴۲ در نظر بگیرید.

از آنجائیکه رنگهای امولسیونی در درجه حرارتهای پائین مصرف میگردند لذا به مواد کئولسنس کننده از قبیل تری بیوتیل فسفات، روغن کاج و اتیلن گلیگول منو بیوتیل اتر (بیوتیل سلوسلو) مورد نیاز است. PH فرمول را با ئیدرو کسید آمونیوم حدود ۵/۹ تنظیم نمائید. از یک ماده ضد فاسد شوندگی مثل نمک فنیل جیوه ینز جهت جلوگیری از رشد قارچ و باکتری استفاده شود.

جهت ساخت رنگهای امولسیونی آکریلیکی مصرفی بر سطوح خارجی معمولا بهمراه رزینهای اکریلیکی امولسیونی حدود ۳۵ الی ۴۰% از رزین پلی وینیل کلراید (PVC) استفاده نمائید و برای سطوح چوبی مقدار PVC کمتری یعنی حدود ۳۰ الی %۳۵ جهت افزایش مقاومت در مقابل آب پیشنهاد میگردد. در ساخت رنگهای سفید از پیگمان دی اکسید تیتانیم نوع روتایل و حدود ۵ تا%۱۰ از نوع آناتاز جهت کنترل و مقاومت بهتر در قبال گچ شوندیگ استفاده شود و از اکستندرهای مصرفی بهمراه آنان میتوان طوری ارائه نمود که پرس، رولرو یا اسپری قابل مصرف باشند.

رنگهای آکریلیکی امولسیونی ترموپلاست بعلت سریع خشک شدن و ایجاد یک فیلم سخت با مقاومت بهتر در مقابل آب قادر به رقابت با رنگهای حاصل از پلی وینل استات و بوتا دائین استایرین ارزانقیمت می باشند و از آنجائیکه رنگهای مصرفی بر سطوح داخلی نیازی به مقاومت زیاد در مقابل آب و هوا همانند رنگهای مصرفی بر سطوح خارجی ندارند از اینرو میتوان درصد PVC آنانرا تا %۵۵ افزایش داد.

پیچمان سفید آنان نیز دی اکسید تیتانیم واکستندرشان کربنات کلسیم و یا تالک می باشد. همانند رنگهای مصرفی بر سطوح خارجی در ساختشان از مواد ضد کف، ضخیم شونده و ضد فاسد شوندگی نیز استفاده می شود.

آکریلیکهای انحلال پذیر در آب که بصورت پلی مرهای آکریلیکی در فرم اسیدی، یا بصورت نمکهای سدیم یا آمونیاک در آب انحلال پذیرند بعنوان مواد ضخیم کننده رنگهای امولسیونی و لاتکس بکار میروند و از آنجائیکه اسید و نمک هر دو در آب انحلال پذیر است لذا همیشه در فیلم باقی خواهد ماند. بنابراین جهت ایجاد فیلمی که می بایستی مقاومت خوبی در مقابل آب داشته باشد بایستی از حداقل مقدار ضخیم کننده استفاده شود. نوع پر مصرف آن نمک سدیم اسید پلی آکریلیک می باشد که به نسبت % ۵ آب ویسکوزیته ای برابر با ۱۱۰۰ الی ۱۲۰۰ سانتی پو آز ایجاد می نماید.

۲- آکریلیکهای امولسیونی ترموست

پلی مرهای آکریلیکی امولسیونی که ذکرشان به میان آمد از نوع ترموپلاست بوده که نوع ترموست آنان با اضافه شدن مونومرهای آکریلیک و متا آکریلیک کراس- لینک کننده که شامل گروههای فعال ئیدروگسیل، کربو کسیل، آمید و یا اپوکسی می باشند بدست می آید.

در ساخت آکریلیکهای امولسیونی ترموست درصد PVC حدود % ۱۵ بدون استفاده از اکستندر جهت ایجاد براقیت زیاد می باشد. رنگ حاصل یک فیلم سخت و براقی را وقتیکه در ۱۰۰ الی حرارت بیند ایجاد می نماید. آستریها و رنگهای رویه فلزاتی که با پلی مرهای آکریلیکی امولسیونی ترموست تهیه میگردند فیلمی با چسبندگی، مقاومت شیمیائی و بیرونی عالی ایجاد می نمایند و سمیت و خطر آتش سوزی کمتری دارند.

 
 
 
 
▪ رزینهای وینیلی

پلی مرها و کو-پلی مرهای وینیلی از زمره بایندرهای مهم مصرفی در صنایع رنگسازی می باشند که در انواع مختلف جهت مصارف گوناگون در دسترس می باشند. علاوه بر مصرف زیاد در صنایع رنگسازی در صنایع پلاستیک، پارچه، مرکب، نقاشی، چسب، بسته بندی و غیره نیز مصرف فراوانی دارند. رزینهای وینیلی از نقطه نظر شیمیائی شامل تمامی پلی مرهائی میشوند که

 ▪ تفکیک مخلوط تر کیبات آلی:

 در شناسایی ترکیبات آلی شیمیدان کمتر به یک جسم خالص برخورد می کند بلکه اکثرا جسم با محصولات فرعی و مواد اولیه مخلوط است.گرچه با وجود روش های جدید تفکیک بخصوص روشهای کروماتوگرافی جدا کردن ترکیب خالص از گذشته آسانتر است با این حال نباید اهمیت روشهای کلاسیک را نادیده گرفت.

 اساس کلی روشهای که اغلب برای جدا کردن مخلوط های آلی به کارمی رود استفاده از قطبیتی است که در اجزای یک مخلوط وجود دارد یا در آن ایجاد می شود.این اختلاف تقریبا در تمام روشهای تفکیک از جمله تقطیر -تبلور مجدد-استخراج و کروماتوگرافی به کار می آید.بزرگترین قطبیتی که تفکیک را ساده تر می کند اختلافی است که در قطیبت نمکها و مواد آلی غیر قطبی وجود دارد.هر گاه یک یا چند جزاز یک مخلوط قابل تفکیک به نمکهای مربوط باشند به سهولت می توان آن اجزا را به کمک استخراج یا تقطیر به طور کامل از اجزای غیر قطبی جدا کرد.

 تجزیه کیفی آلی به روش کلاسیک:

 این تجزیه شامل ۶ مرحله ی اساسی است که در زیر آرده شده است:

 ۱) آزمایش مقدماتی خواص فیزیکی و شیمیایی

 ۲) اندازه گیری ثابت های فیزیکی

 ۳) تجزیه عنصری

 ۴) آزمایشهای مربوط به حلالیت

 ۵) آزمایشهای مربوط به گروه بندی(فعالیت عوامل مختلف غیر از واکنشهای اسیدو باز)

 ۶) تهیه مشتق ها

 
این روش بسیار با ارزش است.با این روش معمولا می توان یک ترکیب آلی شناخته شده را نسبت به یک ترکیب معدنی با اطمینان بیشتری تشخیص داد.

 در ادامه به شرح مورد سوم(تجزیه عنصری) می پردازیم.

  ● تجزیه عنصری

 عناصر متداول موجوددرترکیبات آلی کر بن هیدروژن واکسیژن می باشد گاهی عناصر دیگری نظیر نیتروژن- گوگرد-اکسیژن و هالوژن هاهم درآنها یافت می شوند .

 برای اکسیژن آزمایش ساده ای وجود نداردو عناصر دیگر با پیوند کوالانسی در اتصال هستندو بنابراین با آزمایش های یونی معمولی مستقیما جواب نمی دهند.ولی اگر جسم آلی مجهول با سدیم مذاب ذوب شود در اگثر موارد طوری ترکیب می شود که NوSوXآن به یونهای CNوSوCNSوXتبدیل می شود.پس از آنکه سدیم اضافی دقیقا از بین برده شد محلول آبی را که محتوی این یونهاست به روش معمولی معدنی تجزیه می کنند.توضیح کامل تری در این مورد وجود دارد که در زیر به آن می پردازیم.

 ● کربن هیدروژن واکسیژن

 برای اثبات وجود کربن و هیدروژن نمونه رابا پودر خشک مس(II) اکسید حرارت داده که منجر به ایجاد کربن دی اکسید وآب می شود . حضور کربن در نمونه با عبور دادن گاز های ایجاد شده از درون محلول با ریم یا کلسیم هیدروکسید مشخص نمی شود که دراین صورت رسوب کربنات مربوطه حاصل می شود . هیدروژن را می توان با ایجاد قطره های آب متراکم شده روی قسمت بالایی لوله تشخیص داد . هیچ آزمایش کیفی برای اثبات وجود اکسیژن در ترکیبات آلی وجود ندارد برای تعیین اکسیژن باید تجزیه کمی صورت بگیرد .دراین روش اگر اگر مجموع درصد تمام عناصر تشکیل دهنده ترکیب کمتر آن تا ۱۰۰ مربوط به در صداکسیژن است .

 ● نیتروژن گوگرد و هالوژن ها

 تشخیص کیفی این عناصر در ترکیبات آلی مشکل تراز آنها در ترکیبات معدنی است . زیرا اکثر ترکیبات آلی در حالت محلول درآب به مقدار قابل ملاحظه ای یونیزه نمی گردند.از آنجا که آزمایشهای تجزیه کیفی براساس واکنش های یونی می باشند انها را نمی توان مستقیما برای ترکیبات آلی به کار گرفت.به عنوان مثال سدیم کلرید یا سدیم برمید با محلول آبی نقره نیترات به مقدار قابل توجهی رسوب هالید های نقره را ایجاد می نمایند در حالیکه کربن تترا کلرید -برومو بنزن و اغلب هالیدهای آلی در هنگام واکنش با محلول آبی نقره نیرات رسوب هالید نقره را ایجاد نمی نمایند زیرا در آنها به میزان یون هالید در محلول تولید نمی شود.

 در این حالت برای تشخیص کیفی لازم است که ابتدا عناصر نیتروژن-گوگرد-و هالوژن ها را به ترکیبات یونیزه شونده تبدیل نمود.یکی از متداول ترین این روش هاجهت انجام این تبدیل ذوب کردن نمونه با فلز سدیم است که با انجام آن عناصر ذکر شده به ترکیبات سدیم سیانید-سدیم سولفیدو سدیم هالید تبدیل می شوند.سپس آنیون های حاصل را می توان توسط آزمایش های معمول معدنی شناسایی نمود.واکنش ذوب با سدیم به صورت زیر می باشد:

 در مواردی که سدیم به مقدار کافی به کار برده نشود و ماده مورد نظر دارای گوگرد ونیتروژن (هردو)باشد گاهی تفکیک به خوبی صورت نمی گیرد واین دو عنصر به صورت ترکیب NaSCN ظاهر می گردند.برای شناسایی این ترکیب از کلرو فرمیک۱۰درصد استفاده می شود.

 ● تجزیه کیفی مواد آلی به روش ذوب قلیایی جهت تشخیص نیتروژن، گوگرد و هالوژنها

 برای تشخیص این عناصر در ترکیبات آلی ابتدا باید آنها را به ترکیبات معدنی یونیزه تبدیل کرد سپس شناسایی نمود. این تبدیل ممکن است به روشهای مختلف صورت گیرد ولی بهترین روش ذوب ترکیبات با فلز سدیم است. در این روش سیانید سدیم (NaCN)، سولفید سدیم (Na۲S) و هالید سدیم (NaX) تشکیل میشود که به آسانی قابل تشخیص هستند.

 معمولا سدیم به مقدار اضافی به کار برده میشود. در غیر اینصورت اگر گوگرد و نیتروژن هردو وجود داشته باشند. احتمالا تیوسیانات سدیم (NaSCN) تشکیل میشود. در این صورت در تشخیص نیتروژن به جای آبی پروس رنگ قرمز مشاهده میشود زیرا بجای یون (CN-)، یون (SCN-) خواهیم داشت. اما با سدیم اضافی تیوسیانات تشکیل شده تجزیه میشود و جواب درست به دست می آید.

 مخلوط حاصل آب اضافه کرده مخلوط قلیایی را صاف نموده و سپس به آن (FeSO۴) اضافه کنید در این صورت فروسیانید سدیم تشکیل میشود.

 وقتی محلولهای قلیایی نمکهای فروی بالا جوشانده میشود بر اثر اکسیژن هوا کمی یون فریک تشکیل میشود. (بر اثر سولفوریک اسید رقیق هیدروکسیدهای فرو و فریک تشکیل شده حل میشوند) فروسیانیدها با نمک فریک تشکیل فروسیانید فریک (آبی پروس) میدهند.

 برای اسیدی کردن محیط نباید از (HCl) استفاده کرد زیرا به علت تشکیل (FeCl۶) رنگ زرد در محیط ایجاد میشود و به جای آبی پروس رنگ سبز ظاهر میشود. به همین دلیل کلرید فریک نیز نباید اضافه شود. همانطوری که قبلا ذکر شده است بر اثر اکسیداسیون به وسیله هوا در محیطهای قلیایی گرم به مقدار کافی یونهای فریک تشکیل میشود بنابراین نیازی به افزایش یون فریک نیست، افزایش مقدار کمی محلول رقیق فلوئورید پتاسیم ممکن است به تشکیل آبی پروس در محلول که به آسانی قابل صاف شدن است کمک نماید (Fe۳+ با F- تولید FeF۶۳- میکند که پایدار است و باعث خارج شدن Fe۳+ از محیط عمل میشود).

 گوگرد به صورت یون سولفید را میتوان به وسیله استات سرب و استیک اسید و یا به وسیله پلمبیت سدیم (محلول قلیایی استات سرب) به صورت رسوب سولفید سرب (PbS) سیاه رنگ تشخیص داد.

 برای تشخیص یونهای هالوژن (Cl, Br, I) از اثر محلول نیترات نقره در محیط اسید نیتریکی استفاده میشود در این صورت هالید نقره به صورت رسوب حاصل میشود.

 ● بخش عملی (ذوب قلیایی)

 احتیاط: (به هنگام کار عینک محافظ فراموش نشود) در یک لوله آزمایش کاملا خشک (حدود ۱۵۰ در ۱۲ میلیمتر غیر پیرکس) یک تکه سدیم کوچک تمیز به ابعاد تقریبی ۴ میلیمتر بیندازید (سدیم را به وسیله کاردک تمیز و خشک بردارید) و لوله را با گیره بگیرید و ته لوله را با شعله کوتاه به ملایمت حرارت دهید تا سدیم در داخل لوله ذوب شده و به صورت دود سفید در آید و بخارات تا ارتفاع حدود ۲ سانتی متر بالا رود، سپس لوله را از شعله دور کرده و به آن چند ذره جسم جامد (حدود ۲۰ میلی گرم) یا حدود سه قطره مایع مورد آزمایش (ترجیحا طی چند نوبت) طوری اضافه کنید که مستقیما در ته لوله و بر روی دود سفید سدیم ریخته شود (دقت کنید ممکن است انفجار کوچکی رخ دهد بنابر این این آزمایش را حتما زیر هود و تحت نظر مربی آزمایشگاه انجام دهید) و بعد بتدریج لوله را تا سرخ شدن گرم کنید (احتیاط: موقع حرارت دادن، دهانه لوله را به طرف خود یا فرد دیگری نگیرید) سپس لوله داغ را داخل یک بشر کوچک حاوی ۱۰ میلی لیتر آب مقطر وارد کنید تا بشکند. مخلوط را تا جوش حرارت داده و سپس صاف کنید محلول صاف شده باید زلال و قلیایی باشد. در صورتیکه تیره باشد، احتمالا تجزیه ناقص بوده و ذوب قلیایی باید دوباره تکرار شود.

 روش دیگر استفاده از لوله آزمایش پیرکس است. در این روش مطابق بالا عمل کنید اما پس از ذوب قلیایی اجازه دهید لوله سرد شود و سپس ۳ الی ۴ میلی لیتر متانول به آن اضافه کنید تا سدیم اضافی را تجزیه کند سپس بر روی آن آب مقطر بریزید تا نصف لوله پر شود و برای چند دقیقه به ملایمت بجوشانید. سپس مخلوط را صاف نموده و بر روی محلول آزمایشات زیر را انجام دهید.

 ● شناسایی نیتروژن

 حدود ۱ میلی لیتر محلول صاف شده را در یک لوله آزمایش ریخته و به آن کمی سولفات فرو اضافه کنید و محلول را به آرامی و همراه با تکان دادن تا نقطه جوش حرارت دهید و سپس بدون سرد نمودن محلول را با اسید سولفوریک رقیق اسیدی کنید(PH=۱۳) رسوب یا رنگ آبی پروس دلیل بر وجود نیتروژن است. افزودن ۱ میلی لیتر محلول ۵% فلوئورید پتاسیم برای تشکیل آبی پروس مفید است.

 ● شناسایی گوگرد

 الف) استفاده از استات سرب: در حدود ۱ میلی لیتر محلول زیر صافی را در یک لوله آزمایش ریخته و با استیک اسید اسیدی کنید. حال به محلول حاصل چند قطره استات سرب اضافه کنید. ایجاد رسوب سیاه رنگ سولفید سرب دلیل بر وجود گوگرد در ماده آلی است.

 ب) استفاده از پلمبیت سدیم: ابتدا محلول پلمبیت سدیم را به این صورت تهیه کنید. به چند قطره محلول استات یا نیترات سرب قطره قطره محلول سود ۱۰% اضافه کنید تا ابتدا رسوب سفید تشکیل شده سپس در زیادی سود حل شود و محلول زلالی به دست آید. در حدود ۱ میلی لیتر محلول زیر صافی را در یک لوله آزمایش ریخته و حدود یک میلی لیتر محلول پلمبیت سدیم به آن اضافه کنید. تشکیل رسوب سیاه رنگ PbS نشانه وجود گوگرد در جسم مورد آزمایش است.

 
● شناسایی هالوژنها

 ▪ آزمایش نیترات نقره

 اگر در ساختمان ماده آلی نیتروژن یا گوگرد حضور داشته باشد با افزایش نیترات نقره به محلول اسیدی تهیه شده از ذوب قلیایی علاوه بر هالید نقره، رسوب سفید AgCN یا رسوب Ag۲S نیز تشکیل میشود که مزاحم عمل تشخیص هالوژنها هستند بنابراین قبل از رسوب دادن AgX باید گوگرد و نیتروژن را از محیط عمل خارج سازید، بدین طریق که به آن اسید نیتریک غلیظ افزوده و محلول حاصل را بجوشانید تا بر اثر تبخیر حجم آن به نصف تقلیل داده شود، سپس آنرا سرد کرده و با حجم مساوی آب مقطر رقیق کنید. سپس بر روی آن آزمایشات زیر را انجام دهید، اگر گوگرد و ازت وجود نداشته باشد نیازی به عمل فوق نیست.

 الف) اگر در جسم آلی یک نوع هالوژن وجود داشته باشد حدود ۲ میلی لیتر از محلول زیر صافی را در یک لوله آزمایش بریزید و با اسید نیتریک رقیق آنرا اسیدی کرده مقداری محلول نیترات نقره اضافه کنید، رسوب تشکیل شده مشخص کننده نوع هالوژن خواهد بود، مایع رویی را بر اثر سرازیر کردن جدا کنید و به رسوب محلول رقیق آمونیاک اضافه نمائید اگر رسوب سفید بوده و به خوبی محلول در آمونیاک رقیق باشد نشانه کلر، و اگر زرد کمرنگ و به سختی محلول در آمونیاک باشد (کم محلول باشد) نشانه برم، اگر زرد پر رنگ و تقریبا نا محلول در آمونیاک باشد نشانه وجود ید در جسم آلی است.

 ب) اگر مخلوط چند هالوژن وجود داشته باشد:

 ▪ شناسایی ید

 ۲ میلی لیتر از محلول زیر صافی را در یک لوله آزماش بریزید و با مقداری استیک اسید خالص (گلاسیال)، آنرا اسیدی کنید و سپس به آن حدود یک میلی لیتر تتراکلرید کربن بیفزائید و قطره قطره محلول نیتریت سدیم ضمن تکان دادن شدید لوله آزمایش اضافه کنید رنگ بنفش یا ارغوانی که در لایه آلی (CCl۴) تشکیل میشود نشانه حضور ید است.

 پس از تشخیص ید از محلول همین لوله آزمایش برای تشخیص برم استفاده کنید. بدین طریق که مجددا مقداری محلول نیتریت سدیم افزوده و مقدار جزئی گرم کنید. بعد شدیدا تکان دهید و صبر کنید تا دو لایه از هم جدا شوند، لایه رویی را در لوله آزمایش تمیز دیگری بریزید و لایه بنفش رنگ تتراکلرید کربن را دور بریزید. به لایه رویی که در لوله آزمایش تمیز ریخته بودید یک میلی لیتر تترا کلرید کربن اضافه کنید و قطره قطره محلول ۲۰% نیتریت سدیم بیفزائید و در ضمن افزایش لوله را تکان دهید اگر باز هم لایه زیری رنگی شد محلول سدیم نیتریت بیشتری ریخته و پس از تکان دادن و سپس جدا شدن دو لایه لایه رویی را به لوله آزمایش دیگری منتقل کنید و لایه زیری را دور بریزید و بر روی لایه رویی این عمل را آنقدر تکرار کنید تا دیگر لایه رنگی ایجاد نشود، در این صورت دیگر در محلول شما ید وجود ندارد. حال بر روی این محلول آزمایش تشخیص برم انجام دهید. (توجه کنید که اگر در ابتدای آزمایش رنگ بنفش ظاهر نشود نشانه عدم حضور ید در محلول است و بنابر این نیازی به استخراج ید نیست و از همان ابتدا میتوان برای تشخیص برم عمل کرد).

▪ شناسایی برم

 محلول اسیدی فوق را زیر هود حرارت دهید تا دیگر بخارات NO خارج نشود، سپس سرد کنید. محلول را با استیک اسید گلاسیال به شدت اسیدی کرده و مقدار کمی از دی اکسید سرب PbO۲ اضافه نمائید. یک تکه کاغذ صافی آغشته به محلول فلورسئین را در بالای دهانه لوله آزمایش به دور دهانه چسبانده و حرارت دهید (کاغذ آغشته به فلورسئین به رنگ زرد لیمویی است) دی اکسید سرب در محلول استیک اسید تولید استات سرب میکند که HBr و HI را اکسید میکند ولی عملا تحت شرایط فوق بر HCl اثری ندارد.

 ۱) ائوسین (قرمز رنگ)

 ۲) فلوئورسئین (زردرنگ)

چون در داخل لوله آزمایش ید وجود ندارد اگر کاغذ آزمایش فلورسئین به رنگ صورتی در آید نشانه وجود برم در جسم آلی است (البته باید توجه داشت که ید نیز چنین جوابی میدهد بنابر این باید ابتدا ید را کاملا از محیط عمل خارج ساخت و سپس آزمایش مربوط به برم را انجام داد) برای تشخیص کلر از محتویات همین لوله استفاده میکنیم.

 ▪ شناسایی کلر

 اگر در آزمایش بالا کاغذ آزمایش فلورسئین به رنگ صورتی در نیاید دلیل آن است که در جسم مورد نظر برم شرکت ندارد در این صورت لوله آزمایش را با کمی آب مقطر بشوئید و محلول حاصل را صاف کنید و به محلول زیر صافی محلول رقیق اسید نیتریک و نیترات نقره اضافه کنید تشکیل رسوب سفید کلوئیدی نشانه وجود کلر است اما اگر در آزمایش قبل کاغذ آزمایش فلورسئین به رنگ صورتی در آید، عمل حرارت دادن را آنقدر ادامه دهید تا دیگر کاغذ آزمایش فلورسئین را به رنگ صورتی در نیاورد (در صورت لزوم مجددا کمی PbO و CH۳COOH اضافه کنید) البته این آزمایش را میتوان بر محلول اولیه حاصل شده از ذوب قلیایی نیز انجام داد که در این صورت برم و ید هردو از محیط عمل خارج میشوند در این حالت حرارت را قطع کنید. پس از سرد شدن محلول محتویات آنرا با کمی آب مقطر بشوئید و صاف کنید و به محلول زیر صافی محلول رقیق اسید نیتریک و نیترات نقره اضافه کنید تشکیل رسوب سفید نشانه وجود کلر در جسم آلی است در اینجا برای انحلال این رسوب سفید نمیتوان از آمونیاک استفاده کرد، و اگر به محلول کلوئیدی فوق آمونیاک اضافه کنید مقدار رسوب سفید زیادتر خواهد شد. چرا؟ (یاد آوری: اگر ید و برم قبلا بطور کامل خارج نشده باشند، مقدار جزئی آنها نیز رسوب تقریبا سفید ایجاد خواهد کرد که با رسوب سفید کلرید نقره قابل اشتباه خواهد بود)

 ● روش تشخیص هالوژنها با استفاده از آب کلر

 اگر مخلوطی از هالوژنها داشته باشید برای تشخیص هر یک از آنها با آب کلر مطابق زیر عمل کنید:

 مقدار ۲-۱ میلی لیتر از محلول زیر صافی حاصل از ذوب قلیایی را به وسیله اسید کلریدریک رقیق اسیدی کنید و یک میلی لیتر تتراکلرید کربن و سپس یک قطره آب کلر رقیق اضافه کنید (به وسیله اسیدی کردن محلول ۱۰% NaCl با ۲/۰ حجمش HCl رقیق محلول آب کلر تهیه کنید) این محلول را به شدت تکان دهید اگر ید وجود داشته باشد فاز تتراکلرید کربن (فاز زیری) برنگ ارغوانی در می آید اگر افزایش آب کلر ادامه یابد رنگ ارغوانی ابتدا شدید تر شده و سپس رو به کاهش می گذارد و بالاخره ناپدید میگردد (اکسید شدن ید رنگی به یدات بی رنگ).

 اگر در این آزمایش برم وجود داشته باشد لایه زیری به رنگ قهوه ای یا قرمز ظاهر میشود که با افزایش کلر این رنگ ناپدید نخواهد گشت. بروش فوق نمیتوان کلررا در جسم آلی تشخیص داد.

ـ مونومرهای مصرفی در ساخت رزینهای وینیلی

۱) مونومر وینیل کلراید

وینیل کلراید یا مونومر مونو کلر واتیلن که یک گاز بی رنگ و آتش زا در حرارت و فشار معمولی می باشد دارای نقطه جوش ۹/۱۳- سانتی گراد است در صنعت تحت فشار بصورت مایع در آمده و سپس حمل میگردد. مونومر وینیل کلراید یکی از پر مصرف ترین مونومرهای تجارتی می باشد و در صنعت آنرا به چند طریق تهیه می نمایند.

۲) مونومر وینیل استات

وینیل استات یک مایع آتش زا، بیرنگ با بوی زیاد می باشد که در صنعت بعد از وینیل کلراید مصرف فراوانی دارد و در صنعت روشهای گوناگونی جهت تهیه وینیل استات وجود دارد که در ذیل به یکی از آنان اشاره می گردد.

۳) وینیل آیدین کلراید

وینیل آیدین کلراید یا ۱ و ۱- دی کلرو اتیلن یک مایع فرار، آتش زا، روشن و سمی با طعم شیرین می باشد که نقطه جوش آن ، نقطه اشتعال آن ، وزن مخصوص آن ۲۱۳/۱ و انحلال پذیری آن در آب کم می باشد.

▪ رزینهای پلی وینیل استات

شیمیستهای رنگ به خوبی به خواص پلی وینیل استات و کو-پلی مر وینیل استات به خاطر موارد مصرف فراوان آنان در ساخت رنگهای لاتکس یا امولسیونی مصرفی بر سطوح درونی و بیرونی آگاهند بطوریکه ارزان قیمت بودن، قابلیت اصلاح و خواص عالی دیگر باعث مصرف زیاد آنان شده است. و همچنین بدلائل مشابه مصرف فراوانی نیز در ساخت چسب های لاتکس، پوشش های کاغذی و غیره پیدا نموده اند.

تفاوت زرین پلی وینیل استات و رزین پلی وینیل کلراید در این است که گروه استات آن خواص متفاوتی را بر روی زنجیر مولکولی کربن به کربن ایجاد می نماید. مولکول رزینهای وینیل استات منشعب تر از بسیاری از مولکولهای رزینهای وینیل کلراید میب اشد و همانند وینیلها ترموپلاست بوده مگر آن دسته که گروه های فعال کراس - لیکن کننده دارند و از این عوامل از همان ابتدا در ساختشان بکار گرفته شده است . رزینهای پلی وینیل استات بی رنگ، بی بو و غیر سمی می باشند و چسبندگی خوبی دارند و مقاومت فیلم حاصل از آنان بستگی به میانگین وزن مولکولی و نوع خواص کومونومرهای مصرفی دارد.

خود پلی وینیل استات همانند پلی متیل آکریلات یک پلی مر شکننده است که جهت تشکیل یک فیلم سخت می بایستی بهمراه آن از یک پلاستی سایزری مثل دی بیوتیل فتالات استفاده نمود و یا از کو-پلی مریزاسیون وینیل استات با مونومرهائی مثل اتیل آکریلات، ۲- ایتل هگزیل آکریلات و غیره استفاده شود.

۱) رزین پلی وینیل استات مصرفی در پوششهای لاتکس

دو نوع همو و کو-پلی مر موجود است که نوع آخری خواص بهتری را در رنگ ایجاد می نماید. از مهمترین مونومرهای اصلاح کننده میتوان وینیل استات، دی بیوتیل مالئیت، بیوتیل ۲- اتیل هگزیل و ایزودسیل آکریلات و غیره را نام برد. کو-پلی مرها ممکنست ۲۵ الی ۳۰% دی بیوتیل فرمارات و ۱۲ الی ۱۵% ۲- اتیل هگزیل آکریلات داشته باشند. لاتکس های موجود در بازار ممکنست در ویسکوزیته، درصد جامد، وزن مولکولی، اندازه ذرات، سهولت تشکیل فیلم و دیگر خواص متفاوت باشند. از دیگر مواردی که در ساخت رنگهای پلاستیک با لاتکس بکار میروند میتوان پیگمان، اکستندر، مواد مرطوب کننده، مواد پخش کننده، ضخیم کننده، ضد کف، پلاستی سایزر، مواد کئولسنس کننده، ضد باکتری، فریزتااستابلیتی (ضد یخ)، مواد مرطوب کننده کناره ها، با فرها و ضد زنگ را نام برد. مصرف بیش از حد مواد مرطوب کننده و یا پخش کننده باعث ایجاد کف بیشتر و کاهش مقاومت فیلم در مقابل آب میگردد.

۲) رزین پلی وینیل الکل

رزین پلی وینیل الکل از ئیدرولیز رزینهای استری پلی وینل خصوصاً پلی وینیل استات بدست می آید که بیشتر در صنایع پارچه، کاغذ و چسب مصرف میگردد تا صنایع رنگ سازی. آب تنها حلال آن می باشد و چسبندگی بسیار قوی بر روی بسیاری از سطوح دارد و یک بایندر خوبی برای بسیاری از سیلرها می باشد.

۳) رزینهای پلی وینیل آلدئیدی

در تجارت سه نوع رزین پلی وینیل آلدئیدی وجود دارد که از کندانسه شدن فرم آلدئید، استا آلدئید و یا بوتیر آلدئید با پلی وینیل الکل حاصل میشوند.

این مطلب را بصورت دیگری نیز بیان میدارند مثلا استالیزه کردن پلی وینیل الکل (ترکیب یک آلدئید با یک پلی وینیل الکل را که منجر به ایجاد پلی وینیل استال گردد را اصطلاحاً استالیزه کردن گویند).

در نهایت پلی وینیل استال یا پلی وینیل آلدئید حاصل را خنثی و بعد از شستشو با آب خشک میکنند.

ـ اگر : H=R باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل فرمال میگویند.

ـ اگر : باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل استال میگویند.

ـ اگر : باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل بوتیرال میگویند.

با توجه به تغییر بنیانهای R خواص رزینها نیز با همدیگر فرق خواهد کرد. طول زنجیر و وزن مولکولی پلی وینیل استات اولیه مصرفی در ساخت پلی وینیل الکل میتواند در ویسکوزیته پلی وینیل آلدئید موثر باشد. با زیاد شدن نسبت پلی وینیل استات در ساخت پلی وینیل الکل قابلیت انحلال پذیری پلی وینیل آلدئید زیاد میشود و درصورتیکه با زیاد شدن گروههای ئیدروگسیل قابلیت انحلال پذیری آن در حلالها کم میشود.

▪ پلی وینیل فرمال

پلی وینیل فرمال بمقدار زیادی در ساخت رنگهای مربوط به روپوش سیمها بکار میرود. پوششیکه در اینمورد بکار میرود مخلوطی از پلی وینیل فرمال با ویسکوزیته زیاد و رزینهای فنلیک آلکیل میباشد. فیلم حاصل فاقد هدایت الکتریکی بوده و در برابر سایش و بیشتر حلالها مقاومت خوبی دارد. حلال مصرفی در این زمینه معمولا فورفورال می باشد. اصلاح رزین پلی وینیل فرمال با اپوکسی ایزوسیانات خواص بهتری را از اصلاح آن با پلی وینیل فرمال - فنلیک آلکیل میدهد. پلی وینیل فرمال گرانقیمت بوده و از اینرو در صنایع موارد مصرفش کم بوده و فقط در موارد مخصوصی بکار میرود.

▪ پلی وینیل استال

پلی وینیل استال که از آلدئید استیک مشتق میگیرد دارای حلالهای انحلال کننده بیشتری از پلی وینیل فرمال و پلی وینیل بوتیرال می باشد. استفاده از این رزین با لاکهای انحلال پذیر در الکل یک فیلم محکم و سخت با مقاومت خوب در مقابل سایش و هدایت الکتریکی ایجاد می نماید.

این رزین قابلیت امتزاج پذیری خوبی با رزین نیتروسلولز دارد و در حلالهائی نظیر الکل، بنزین، تولوئن، استن و ئیدرو کربنهای کلرینه شده حل میشود و وقتی با نیترو سلولز مخلوط میشود، ثبات شیمیائی و مقاومتش در برابر نور و هوا بیشتر میگردد.

▪ پلی وینیل بوتیرال

فیلمهای پلی وینیل بوتیران نمونه ای از رزینهای وینیلی آلدئیدی هستند که وقتی در حرارتهای مابین ۱۴۰ الی برای مدت یک ساعت حرارت ببینند حاصبت ترموستینگی نشان میدهند. مخلوط پلی وینیل بوتیرال با رزینهای فنلیک، یوریا و ملامین فرم آلدئید در ساختمان بسیاری از پوششهای رنگی بکار میرود. این پوششها مقاومت خوبی در مقابل سائیدگی و حلالهای آلی داشته و بیشتر بمصرف پوشاندن قوطیهای حلبی بکار میروند. بعلاوه رزینهای پلی بوتیرال بمقادیر زیادی در ساخت واش - پرایمرها حاصله از کرومات روی، اسید فسفریک و یک حلال الکلی استفاده میگردند. واش پرایمرها دارای خاصیت ضد خوردگی بوده و قدرت چسبندگی بسیار زیادی دارند، و وقتیکه فیلم بسیار نازک آنان به ضخامت ۲/۰ الی ۳/۰ میکرون تشکیل گردد علاوه بر خاصیت ضد زنگی، چسبندگی بسیار قوی نیز بر روی بسیاری از فلزات از جمله استیل، آهن گالوانیزه، آلومینیوم، منیزیم، قلع، کادمیم، استین لس استیل و حتی شیشه ایجاد خواهد نمود. واش پرایمرها دوقلو بوده به صورتی که اسید فسفریک در ظرف جداگانه ای حمل میگردد و اخیراً نوع یک قلوی واش پرایمر نیز تولید شده است.

البته تمامی آستریها و رنگهای رویه بطور عالی بر فیلم واش پرایمرها نمی چسبند مگر فیلم رزین آلکید و رزین فنلیک که چسبندگی بسیار خوبی دارند. در میان وینیل ها فقط تر- پلی مر در بردارنده گروه ئیدروگسیل چسبندگی خوبی بر واش برایمرها دارد. فیلم حاصل از یک رنگ رویه آلکیدی بر آستریهای زینک ریچ چسبندگی خوبی ندارد و از اینرو از واش پرایمر جهت تحقق این امر کمک گرفته میشود. در صنعت رنگسازی ساخت واش پرایمر به سال ۱۹۴۰ یعنی زمانیکه نیاز به چسبندگی بهتر و بیشتر فیلم رنگهای دریائی ضرورت پیدا کرد توسعه یافت.

پلی وینیل بوتیرال نرمی و انحلال پذیری بیشتری از پلی وینیل فرمال دارد و بعلت قیمت بالا معمولا مصرف کمتری دارد و بیشتر در موارد مخصوص بکار برده میشود. پلی وینیل بوتیرال بسادگی در الکل خصوصاً اگر مقدار کمی آب وجود داشته باشد حل میگردد. امتزاج پذیری پلی وینیل بوتیرال با اکثر رزینها خوب نمی باشد اما با این وجود در موارد لزوم جهت ایجاد بعضی از خواص مخصوص بهمراه آن رزینها بکار برده میشود. برای مثال، بمقدار بسیار کمی بهمراه رزینهای فنلیک جهت جلوگیری از حالت کریترینگ (Crate ring) در هنگام مصرف محلول فنلیک و هم افزایش انعطاف پذیری فیلم بکار میرود. استفاده از آن بهمراه شلاک یا نیترو سلولز محلول حاصله را یک بایندر مناسبی برای ساخت سیلر چوبی می سازد و فیلم حاصل سختی و مقاومت سایش بسیار خوبی خواهد داشت.

▪ رزینهای پلی اورتان

اگرچه رزینهای پلی اورتانی عملا در خلال جنگ دوم جهانی بوسیله اتوبایر آلمانی و همکارانش تولید و جهت رنگ کردن هواپیما بکار برده شدند اما در اوایل سال ۱۹۵۰ به ایالات متحده آمریکا معرفی شدند. با وجود این هنوز هم یک رزین نسبتاً جدید و عالی جهت پوششهای سطحی محسوب میشوند. خواص ویژه آنان از قبیل سختی، انعطاف پذیری، مقاوت شیمیائی و حلالی باعث شده است که روز به روز مصرفشان فزونی یابد و نقش مهمی را در صنایع رنگسازی ایفا نمایند. تنها عیب و ضعفی که این رزینها دارند وجود بخارات نسبتاً زیاد ایزوسیانات است که برای اعضاء تنفسی بدن انسان بسیار خطرناک می باشند. در این اواخر در روش تهیه این رزینها پیشرفتهای زیادی حاصل شده است بطوریکه مقدار بسیار کم و ناچیزی از این بخارات در تهیه رزینهای پلی اورتانی بوجود می آید. از موارد مصرف مهم آنان در ساخت رنگهای صنعتی ضد زنگ، رنگهای دریائی، کلرهای چوبی، پوشش سیمهای مغناطیسی، سیمان، چرمها، پارچه، چسبها و غیره را میتوان نام برد.

رزینهای پلی اورتانی از واکنش ایزوسیانات با مواد در بردارنده گروه ئیدروگسیل از قبیل روغنهای خشک شونده الکلایز شده، پلی استر، پلی اتر، روغن کرچک و غیره بدست می آیند. این تولیدات پلی اورتانی ممکنست که گروههای دیگری بغیر از گروههای اورتانی داشته باشند ولی آن دسته از پلی اورتانهائی که فقط شامل گروههای اورتانی هستند به رزینهای اورتانی معروفند.

▪ حلالهای مصرفی

در انحلال رزینهای پلی اورتانی نبایستی از حلالهائی که دارای گروههای فعال نسبت به ایزو سیانات هستند مثل الکلها و حلالهائیکه دارای مقادیر زیادی آب هستند استفاده شود. از حلالهائیکه معمولا استفاده میشود عبارتند از کیتونها و استرها نظیر متیل ایزو بیوتیل کیتون، سیکلوهگزانون، استات بیوتیل یا آمیل و غیره. هر چند که ئیدروکربنهای حلقوی حلالهای واقعی رزینهای پلی اورتانی نیستند اما از آنان میتوان بعنوان رقیق کننده یا حلالهای غیر واقعی جهت کاهش قیمت تولیدات حاصله استفاده نمود. توجه داشته باشید که از ئیدروکربنهای زنجیری یا آلفتیک نمیتوان به عنوان حلال رزینهای پلی اورتانی استفاده نمود.

▪ خواص رزینهای پلی اورتانی

پوششهائیکه براساس رزینهای پلی اورتانی تهیه میگردند دارای شفافیت عالی، دوام زیاد رنگ و حفظ رنگ بیشتر، مقاومت عالی در برابر آب و مایعات موجود در هواپیما و نیز مقاومت عالی در برابر سایش از خود نشان میدهند.

▪ انواع رزینها یا پوششهای پلی اورتانی:

رزینهای پلی اورتانی مناسب با مکانیزم سخت شوندگی به پنج گروه تقسیم میشوند از قبیل روغنهای اورتانی، ۲- نوع سخت شونده با رطوبت، ۳- نوع بلوکه سخت شونده با رطوبت بهمراه کاتالیزور، ۴- نوع بلوکه شده و ۵- نوع دوقلو.

۱) روغنهای اورتانی

این روغنها از واکنش دی ایزوسیانات با روغنهای خشک شونده الکلایز شده بدست می آیند که پروسس ساخت آنان شباهت زیادی به پروسس ساخت آلکید رزین دارد. مکانیزم سخت شوندگی شان اکسید اسیونی بوده که از طریق اکسیداسیون بندهای غیر اشباع روغن های خشک شونده صورت می پذیرد. این سیستم بسیار سریع خشک بوده و ایجاد فیلم سخت، محکم، با دوام و عالی ای را کرده که مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیائی و سایش دارد. روغنهای اورتانی بصورت پوششهای یک بسته ای (یک ترکیبی) تهیه میشوند.

۲) نوع دوقلو

این سیستم خود دو نوع بوده کی یکی نوع سخت شونده با رطوبت بهمراه کاتالیزور می باشد و در بخش سیستم سخت شونده با رطوبت ذکری از آن به میان آمد و دیگری رزین پلی ئیدروگسیل / ایزو سیاناتی می باشد که در ذیل مورد بحث قرار میگرید.

ایزو سیانات با پلی اویلهای با وزن مولکولی کم از قبیل الکلها واکنش می نماید تا تشکیل یک آدداکت که یکی از دو جزء سیستم دوقلو می باشد را بدهد. سخت شوندگی و تشکیل بندهای کراس - لینک کننده از طریق واکنش آدداکت با جزء دیگر که میتواند هر رزینی با گروه ئیدروگسیل مانند روغن کرچک، آلکید، ملامین و یریا فرم آلدئید، اپوکسی، مشتقات سلولزی، پلی استر یا پلی اترها اشباع شده باشد صورت می پذیرد. و در صورتیکه از مخلوط دو و یا چند رزین گروه ئیدروگسیل دار فوق الذکر استفاده گردد می بایستی حتماً امتزاج پذیری مخلوط چک گردد.

ـ موارد استعمال رزینهای پلی اورتانی

۱) پوششهای فلزی

۲) پوششهای هواپیمائی

۳) پوششهای لاستیکی

۴) در ساخت رنگهای مربوط به پوشش سیمها

۵) رنگ کردن پارچه

۶) پوششها یا کلرهای چوبی مخصوصاً در جاهائیکه مقاومت در برابر سائیدگی، الکل، تاول زدگی و سیاه شدن بر اثر سوختگی حاصل از ته سیگار و غیره از اهمیت ویژه ای برخوردار باشند.

▪ رزینهای سیلسکونی

ـ ساختمان شیمیائی و طرز تهیه رزینهای سیلیکونی:

همانطوریکه گفته شد ساختمان شیمیائی رزینهای سیلیکونی بطور یک در میان از ارتباط سیلیسیم و اکسیژن بطور زنجیر وار تشکیل شده است که یک نمونه از آن بصورت ذیل است:

گروه جانبی R میتواند هر گروه آلی نظیر متیل، اتیل، آمیل، وینیل و یا فنیل باشد. مهمترین خاصیتی را که این گروه ها به یک رزین سیلیکونی میدهند عبارتند از قابلیت انحلال بیشتر در حلالهای آلی، قابلیت امتزاج پذیری بهتر با دیگر رزینها و قابلیت دفع آب بیشتر. لازم به توضیح است که بنیانها ی متیل از میان دیگر بنیانهای بهترین خواص را به یک رزین سیلیکونی میدهند.

رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر گروه فنیلی مقاومت حرارتی، مقاومت اکسیداسیونی و عمر قانونی قابل مصرف بیشتر و بعکس حالت ترموپلاستیکی کمتری از رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر گروههای متیلی دارند. و از طرفی رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر متیل در خواص ذیل بهتر از رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر فنیل هستند.

ـ سختی، در گرمای زیاد

ـ انعطاف پذیری

ـ دفع آب یا نفوذ پذیری در قبال آب

ـ مقاومت شیمیائی

ـ سرعت سخت شوندگی

ـ شوک حرارتی

از آنجائیکه در صنایع رنگسازی مجموعه نسبی از تمامی خواص فوق الذکر جهت یک فیلم سیلیکونی مد نظر است لذا ترجیح داده میشود که از کو-پلی مرهای متیل - فنیل سیلیکونی بجای همو-پلی مر متیل یا فنیل سیلیکونی استفاده شود و خواص رزین حاصل تابع درصد هر گروه و یا درصد جانشینی آنان در رزین خواهد بود. کلا هرچه تعداد گروههای آلی نسبت به هر اتم سیلیسیم در یک رزین سیلیکونی افزایش یابد رزین حاصل نرمتر، انعطاف پذیرتر، زمان سخت شدن طولانی تر، حالت ترموپلاستیکی و چسبندگی بیشتری خواهد داشت.

حلالهای رزینهای سیلیکونی

بسیاری از رزینهای سیلیکونی بصورت محلولهای ۵۰ الی ۸۰% در حلالهای ئیدروکربنی آروماتیک تهیه میگردند. معمولا از حلالها در هنگام تولید رزینهای سیلیکونی جهت افزایش کنترل ئیدرولیزو جلوگیری از ژله شدن استفاده می نمایند.

رزینهای سیلیکونی در حلالهای آروماتیک، ئیدروکربنهای کلرینه شده، استرها و کیتونها بطور کامل حل میگردند و در الکلها بمقدار کم و در ئیدرو کربنهای زنجیری خطی بطور محدود حل میشوند. محلول رزینی آن مایع، با رنگ روشن، ویسکوزیته پائین حدود ۱۰ الی ۲۰۰ سانتی پو آز، عدد اسیدی پائین و وزن مولکولی بین ۱۰۰۰ الی ۵۰۰۰ می باشد.

▪ خواص رنگهای سیلیکونی

الف) خواص فیزیکی

۱) سختی، فیلم های حاصل از رزینهای سیلیکونی تمایل به اندکی نرمی بیشتر از اکثر فیلم های دیگر رنگهای آلی دارند و این نقصان را میتوان با انتخاب یک اصلاح کننده آلی مناسب برطرف نمود.

۲) چسبندگی، چسبندگی سیلیکونها بر روی اکثر سطوح خوبست مشروط بر اینکه سطوح با فسفاته شدن عاری از هرگونه آلودگی به گرد و غبار، گریس و غیره گردند.

۳) مقاومت سایش، مقاومت سایش و لغزندگی آنان ضعیف است که با استفاده از یک اصلاح کننده مناسب افزایش می یابد.

۴) مقاومت شیمیائی، مقاومت شیمیائی بسیار عالی ای دارند اما آندسته از سیلیکونها که اصلاح نشده اند مقاومت حلالی آنان ضعیف است.

۵) مقاومت انعطاف پذیری و ضربه خوری:

با توجه به نوع سیلیکون، مقاومت انعطاف پذیری و ضربه خوری آنان از خوب تا ضعیف در نوسان است. نوع نرمتر مقاومت گرمائی بیشتر و انعطاف پذیری و ضربه خوری بهتری از دیگر انواع دارد.

ـ خواص نهائی

۱) مقاومت حرارتی

رزینهای سیلیکونی اصلاح نشده مقاوت حرارتی ۲۶۰ الی را در یک پریود زمانی معین دارند و در صورت استفاده از پیگمانهای سیاه و آلومینیومی مقاومت حرارتی آنان تا ۵۴۰ تا افزایش می یابد و در صورت استفاده از خمیرهای سرامیکی تا حرارت را تحمل می نمایند.

در حرارتهای بالاتر ممکنست تغییراتی در رنگ و یا کاهش براقیت آنان حاصل گردد و در عوض حالت ترموپلاستی آنان افزایش یابد.

از طرفی فیلم حاصل از رزینهای سیلیکونی اصلاح شده بعلت متلاشی شدن احتمالی اصلاح کننده های بکار رفته تغییر رنگ داده و براقیت آنان کاهش می یابد و این تغییرات خصوصاً در رنگهای متالیک و مشکی کمتر می باشد.

۲) مقاومت بیرونی (آب و هوا)

از آنجائیکه سیلیکونها اساساً در مقابل انرژی ماوراء بنفش ترانسپارنت می باشند لذا متلاشی نگردیده و مقاومت حرارتی و آب عالی ای دارند.

۳) مقاومت الکتریکی

سیلیکونها عایق خوبی بوده و همین خاصیت خوب عایق بودن الکترونیکی و مقاوت حرارتی و آب آنان را یک بایندر عالی ای جهت ساخت پوشش مقاومتها، خازنها، دیودها، رکتی فایرها، ترانزیستورها، سیمهای رنگی و دیگر وسایل الکتریکی می سازد. پوششهای عایقی در دو نوع عایق معمولی و عایل با ویسکوزیته بالا موجودند و رنگهای سیلیکونی از نوع عایق معمولی همانند دیگر رنگهای سیلیکونی به صورت پیگمانته و یا کلر با براقیت بالا فرموله میگردند و همچنین در ساخت آنان از پیگمانهای هادی مثل گرافیت و کربن بلک و پیگمانهای متالیک نیز استفاده می شود. رنگهای عایق با ویسکوزیته و درصد جامد بالا معمولا دارای مقدار زیادی اکستندر سیلیکات می باشند و بیشتر جهت پوشش مقاومتها از طریق پروسه دیپ بکار میروند که معمولا در ضخامت ۱۲ میل در برابر جریانی برابر با ۱۰۰۰ ولت عایق می باشند و تا حرارت نیز مقاومند.

ـ ساخت ضد زنگها

پوششهای سیلیکونی از ضد زنگهای خوبی بوده و برای یک مدت طولانی است که از وجودشان جهت پوشش دودکشها مخصوصاً آنهائیکه در دودشان سولفور زنگزا وجود دارد استفاده میشود.

ـ موارد استعمال رزینهای سیلیکونی

رنگهائیکه با رزینهای سیلیکونی ساخته میشوند به عنوان پوششهای حفاظتی لوله یا کانالهای فلزی، دودکشها، بویلرها، و لوله های اگزوز، خطوط لوله و نظایر اینها که بایستی تا حرارت مقاومت حرارتی داشته باشند بکار میروند. بعلاوه در ساخت پوششهای موتور هواپیما ها و وسایل خانگی نظیر بخاریها، هیترها، صفحات فلزی گرم کننده، اطوهای برقی و بعضی از وسایل مخصوص لبنیاتها و بیمارستانها نیز استفاده میگردند.

▪ رزینهای متفرقه

۱) کیتون رزینها

پلی مرهای فوق محصول کندانسیون سیکلو هگزانون و فرم آلدئید میباشند که رنگ زرد بسیار کمرنگ داشته و تقریباً بی بواند.

ـ خواص کیتون رزینها

۱) حد تغییرات نرم شدن آنان ۸۰ الی C ۱۱۵ می باشد.

۲) تقریباً در تمامی حلالها اعم از حلقوی، زنجیری، استری، کیتونی و ئیدرو کربنهای کلرینه حل میشوند و اما تعدادی از آنان در الکلهای آلفتیک خصوصاً اگر الکلهای کوچکتری نیز باشند حل نمیگردند.

۳) با رزینهای آلکید خشک شونده و خشک نشونده و تعدادی از آنان نیز با روغنها خشک شونده، نیترو سلولز، کومارون - ایندن، کلرینیتد رابر، آمینو و بعضی از آکریلیکها امتزاج پذیر می باشند.

۴) ترد و شکننده بوده و بنابراین باید با دیگر رزینهائیکه خاصیت پلاستی سایزری دارند اصلاح گردند.

۵) ثبات بسیار خوبی در برابر نور دارند.

۶) مقاومت بسیار خوبی در برابر آب دارند.

ـ موارد استعمال

۱) در ساخت رنگهای رویه اتومبیلی

۲) رنگهائیکه در قسمتهای بیرونی بکار رفته و بایستی دوام خوبی داشته باشند.

۳) در لاکهای مصرفی بر روی چوبها

۴) در پوششهای مصرفی بر روی کاغذها.

▪ رزینهای طبیعی

این رزینها اکثراً نتیجه تراوشات درختان و گیاهان می باشند که در اثر آسیب دیدگی اتفاقی و یا عمدی پوست آنان بوجود می آیند و عبارتند از صمغ ها (گام روزینها)، کوپال ها، دمرها، روزین ها و لاکها یا شلاکها.

صمغ ها یا گام روزینها بطور کامل یا تا حدی در آب محلول بوده و در اثر حرارت بدون ذوب شدن تبدیل به زغال میگردند. کوپالها از درختان مناطق گرمسیر بدست می آیند و در حالت تازه در الکلها محلول بوده اما در ئیدرو کربنها غیر قابل حل هستند. دمرها در الکلها حل نشده ولی ئیدرو کربنها حل میشوند و بعکس کوپال ها حلالیتشان در طول زمان نیز حفظ میشود. رزینها از سوراح کردن درختان کاج که در مناطق معتدله میرویند بدست می آیند و در الکلها و ئیدروکربنها محلول می باشند.لاک یا شلاک محصول فعالیت یک نوع حشره روی درختان مختلف می باشد. شلاک در الکل محلول بوده و اما در ئیدروکربنها غیر قابل حل می باشد.

ـ قدرت پوشانندگی:

میزان مخفی نگهداشتن سطحی توسط پوشش با یک لایه از رنگ را قدرت پوشش آن رنگ گویند. جهت پوشش یک سطح عموماً یک لایه از رنگ کافی است و اگر به لایه های بیشتری نیاز باشد نبایستی ضخامت آن بیشتر از حدی باشد که عموماً جهت تشکیل یک فیلم صاف و دلپذیر مورد نیاز است. قدرت پوشانندگی تابعی است از ضریب انکسار و اندازه و فرم ذرات پیگمان در بایندر که هر چه ذرات ریزتر باشند تعداد آنان در واحد حجمی بیشتر و در نتیجه قدرت پوشش بیشتر میگردد و همچنین هرچه ضریب شکست پودر بیشتر باشد قدرت پوشانندگی آن نیز بیشتر خواهد بود.

قدرت پوشش یک رنگ عبارتست از متر مربع از سطحی که با یک لیتر از رنگ به ضخامت کافی پوشانیده گردد و قدرت پوشش یک پیگمان متر مربع از سطحی است که توسط یک کیلو گرم از پیگمان که در رنگ پخش شده است پوشانیده گردد.

البته توجه داشته باشید بدین صورت نیست که هر چه از درصد پیگمان بیشتری در ساخت رنگی استفاده نمائید پوشش آن بهتر است بلکه بعکس مقدار قابل استفاده دارای حدی است و جهت بهتر شدن آن به دیاگرام ذیل توجه نمائید.

به عنوان مثال پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم موقعی ماگزیمم پوشش را ایجاد مینماید که غلظت حجمی پیگمان آن (PVC) چیزی حدود ۱۰% باشد و قدرت پوشش یک پیگمان موقعی ماگزیمم است که قطر ذرات آن حدود نصف طول موج اشعه نور باشد که بر فیلم حاصل از آن میتابد. و بطور خلاصه درجه حائل پیگمانها نسبت به نور بستگی به شرایط ذیل دارد:

۱) تفاوت ضریب انکسار پیگمان و محیطی که در آن پخش میشود.

۲) اندازه و فرم ذرات

۳) فاصله ذرات پیگمان در حال تعلیق

ـ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی:

در این مورد باید حالت بهم پیوستگی یا تجمعی پیگمانها را که ناشی از اثر نیروهای بین مولکولی و یا نیروهای جاذب موجود بین سایر موارد رنگ میباشد خاتمه داده و از بین برد. در این امر سه عامل رل اساسی را ایفا مینمایند که یکی خصلت مرطوب پذیری خود پیگمان و دیگری خصلت مرطوب کنندگی بایندر یا رزینی که پیگمان در آن پخش میشود و آخری کار لازم جهت تحقق بخشیدن به این امر است که توسط دستگاههائی از قبیل میکس، پرمیل، سند میل، بال میل، داینومیل و غیره انجام میگیرد.

توجه داشته باشید که این دستگاهها باعث جداسازی تجمعی پیگمانها ازهم و پخش آنان در رزین میگردند نه اینک ساختمان مولکولی آنان را بشکنند. شرح مختصری از هر یک از آسیاب های فوق الذکر در پایان همین فصل آمده است. سطح رنگدانه ها نسبت به مایعات بسیار حساس میباشد بطوریکه بعضی آبدوست یا ئیدروفیلیک (Hydrophilic) بوده که بسهولت با آب مرطوب میشوند تا مایعات آلی، بعضی دیگر آبدوست نبوده و بسهولت با مایعات آلی مرطوب مشوند تا آب به آنها ئیدروفوبیک (Hydrophilic) گویند. بهترین حالت پخش رنگدانه ها حالتی است که هوای موجود فی مابین ذرات آنان کاملاً با حمل کننده ای پر گردد و تا عمل پخش رنگدانه در حمل کننده تسریع گردد. پخش خوب پیگمانها تاثیر بسیار زیادی بر براقیت، فام، قدرت پوشانندگی، روانی، سرعت ته نشین شدن و سایر خواص مقاومتی دیرگ رنگ دارد. مقدار پخش پیگمان در بایندر را معمولا توسط وسیله ای بنام وسیله گرندگیری که بر روی آن شیاری از صد تا صفر میکرون موجود است اندازه میگیرند که درباره آن در قسمت شرح دستگاههای لازم در صنایع رنگسازی بیشتر آشنا میگردید.

یکی از مقاصد مهم بکار گرفتن پیگمانها در ساخت یک رنگ بوجود آوردن فام یا رنگهای دلخواه است. اصولاً لازم است رنگ را به صورت علمی تعریف نموده تا بتوان به خاصیت فوق بیشتر و بهتر پی برد. رنگها اشعه های نورانی ای هستند که بعد از عبور از عدسیهای چشم و برخورد به نقطه زرد یا مرکز اعصاب دریافتی چشم حس میشوند و یا به بیان ساده تر دیده میشوند. این نور سفید که از خورشید و یا یک منبع نورانی دیگری تابش میشود متشکل از رنگهای مختلفی است که در اثر ترکیب با یکدیگر تشکیل نور سفید یا نور کامل را داده اند.

همین نور در اثر برخورد با یک محیط شفاف (منشور) بنورهای قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش (همانند قوس و قزح) تجزیه میگردند.

طول موج رنگ بنفش برابر است با ۴۶۵-۴۰۰ میکرون

طول موج رنگ آبی برابر است با ۵۱۰-۴۶۵ میکرون

طول موج رنگ سبز برابر است با ۵۸۰ -۵۱۰ میکرون

طول موج رنگ زرد برابر است با ۵۹۰-۵۸۰ میکرون

طول موج رنگ نارنجی برابر است با ۶۲۰-۵۹۰ میکرون

طول موج رنگ قرمز برابر است با ۷۰۰-۶۲۰ میکرون

رنگهای فوق را رنگهای اصلی مینامند که ترکیب آنها با یکدیگر رنگهای متنوع و متعددی را که در طبیعت دیده میشوند بوجود میآورند. دلیل علمی دیدن اشیاء بصورت رنگی بدین ترتیب است که وقتی شیئی در معرض نور سفید قرار میگیرد قسمتی از رنگهای نور سفید را جذب و قسمتی را منعکس مینماید، لذا فیمل برنگ شعاعهائی دیده میشود که منعکس شده اند. وقتیکه نوری به یک سطحی برخورد مینماید ممکنست کاملاً از سطح عبور نماید، منعکس گردد، منکسر شود جذب و یا پخش گردد بطوریکه مثلا یک جسم آبی رنگ، کلیه رنگها به غیر از رنگ آبی را از خود عبور میدهد و از اینرو به رنگ آبی دیده میشود و یا یک جسم سیاه رنگ ، تمام نور را جذب و از اینرو سایه و یا یک جسم سفید رنگ تمام نور را منعکس واز اینرو سفید دیده میشود.

ـ قدرت رنگ دهندگی:

در ساخت اکثر رنگهای رنگی پیگمان سفید نیز بکار رفته که جهت تبدیل آنان به فام رنگی دلخواه از خمیرهای پیگمانی که اصطلاحاً به آنها پیست میگویند (توسط عمل تینت نمودن و یا استفاده از پیگمانهای رنگی بطور مستقیم) استفاده مینمایند. اگر به مقدار زیادی از یک پیست پیگمان رنگی، جهت رساندن یک رنگ سفید به فام دلخواه نیاز باشد اصطلاحاً میگویند که قدرت رنگدهندگی آن پیگمان رنگی کم است. قدرت رنگدهندگی یک پیگمان تناسبی با قدرت پوشش ندارد و نسبتاً پیگمانهائیکه از قدرت پوشش کمتری برخوردارند قدرت رنگدهندگی بیشتری دارند همانند پیگمانهای رنگی آلی ترانسپارنت.

ـ وزن مخصوص:

وزن حجمی یک پودر که عبارتست از وزن یک گالن از آن پودر بر حسب کیلوگرم یا پاند بر گالن را وزن مخصوص آن پودر گویند که وزن مخصوص پودرها با هم متفاوت بوده و این تفاوت میتواند بمقدار بسیار زیادی باشد. اصولاً پودرها بصورت وزنی خریداری میشوند و در حالیکه رنگ حاصل از آنان بصورت حجمی فروخته میشود و بدین ترتیب جهت محاسبه قدرت تمام شده یک رنگ لازم است که حتماً وزن مخصوص پودرها معلوم و مشخص باشد. دانستن وزن مخصوص که علاوه بر محاسبه قدرت در موارد متعدد دیگری هم مورد استفاده قرار میگیرد.

ـ وزن مخصوص ظاهری:

وزن مخصوص ظاهی یک پودر عبارتست از تعداد گالنی که توسط ۱۰۰ پاند از پیگمانی و یا تعداد لیتری که توسط ۹۸۴/۱۱ کیلوگرم از آن پیگمان اشغال میگردد. آگاهی از وزن مخصوص ظاهری امری است لازم و ضروری زیرا که دو پیگمان ممکن است بر حسب وزنی دارای قیمت یکسانی باشند اما آن پیگمانی که وزن مخصوص ظاهری بیشتری دارد، بوضوح حجم بیشتری از رنگ را تولید خواهد نمود و در نتیجه (از آنجائیکه رنگها بصورت حجمی فروخته میشوند تا وزنی) مقورن به صرفه تر خواهد بود.
 

بسته به ساختمان ، هیدروکربنها به دو دسته اصلی آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می‌شوند. هیدروکربنهای آلیفاتیک خود به گروههای وسیع‌تری تقسیم می‌شوند: آلکانها ، آلکنها ، آلکینها و ترکیبات حلقوی مشابه سیکلوآلکانها و غیره.

▪ آلکانها

ساده ترین عضو خانواده آلکانها و در واقع ، یکی از ساده ترین ترکیبات آلی ، متان CH۴ است. تمام آنچه که در مورد CH۴ وجود دارد، می‌توان با اختلافات کمی در مورد سایر آلکانها نیز بکاربرد.

● ساختمان متان

در متان ، هر یک از چهار اتم هیدروژن بوسیله یک پیوند کووالانسی به اتم کربن متصلند که این عمل ، با به اشتراک یک زوج الکترون انجام می‌شود. هنگامی که کربن به چهار اتم دیگر متصل شود، اوربیتالهای پیوندی (اوربیتالهای SP۳ که از همپوشانی یک اوربیتال S و سه اوربیتال P تشکیل می‌شوند) به گوشه های یک چهار وجهی هدایت می‌شوند.

این آرایش چهار وجهی ، آرایشی است که اجازه می‌دهد اوربیتالها تا حد امکان از یکدیگر فاصله بگیرند. برای اینکه هر کدام از این اوبیتالها بتوانند به نحو موثری با اوربیتال کروی ۵ اتم هیدروژن همپوشانی نمایند و بنابراین قویترین پیوند را بوجود آورند، هسته هر کدام از هیدروژنها ، بایستی در گوشه این چهار وجهی قرار بگیرد.

▪ منبع متان

متان ، محصولی متلاشی شدن ناهوازی (بدون هوا) گیاهان یعنی شکستن بعضی از مولکولهای خیلی پیچجیده می باشد. همچنین تشکیل دهنده قسمت اعظم (حدود۷۹% ) گاز طبیعی است. متان ، گاز آتشگیر خطرناک معادن زغال سنگ و به صورت جبابهای گاز از سطح مرداب‌ها خارج می‌شود.

▪ آلکنها

آلکنها ، دسته وسیعی از هیدروکربنها را شامل می‌شوند که به هیدروکربنهای غیر اشباع (Unsaturated) موسومند. تعداد هیدروژنهای این ترکیبات ، کمتر از آلکانهای هم کربن می‌باشد. آلکنها ممکن است یک یا چند پیوند دو گانه مجزا و دور از هم و یا مزدوج داشته باشند.

● ساختمان پیوند دو گانه کربن- کربن در آلکنها

اتیلن ، کوچکترن عضو خانواده آلکنها و به فرمول C۲H۴ می‌باشد که دو اتم هیدروژن کمتر از آلکان هم‌کربن (اتان) دارد. بررسی ساختمان اتیلن به طریقه کوانتوم مکانیکی نشان داده است که کربن ، برای اینکه در ساختمان اتیلن شرکت نماید، لازم است که با استفاده از اوربیتالهای ۲S و دو اوربیتال ۲P خود ، سه اوربیتال هیبریدی یکسان بوجود آورد که این اوربیتالهای هیبریدی در یک سطح قرار می‌گیرند بنحوی که اتم کربن در مرکز یک مثلث قرار گرفته و زوایای بین اوربیتالهای هیبریدی ۱۲۰ درجه تخمین زده شده است.

هرگاه ما چهار اتم هیدروژن و دو اتم کربن SP۲ را در کنار هم مرتب کنیم، شکلی ایجاد می‌شود که در آن ، هر اتم کربن ، در سه پیوند سیگما شرکت دارد. برای رسیدن به کربن به حالت اکتت ، لازم است که سومین اوربیتال ۲P اتمهای کربن همپوشانی کرده، پیوند ایجاد کنند. این پیوند که از همپوشانی اوربیتالهای P کرین ایجاد می‌شود، از نظر شکل و انرژی با پیوند سیگما متفاوت می شود و به پیوند پای موسوم است که از دو قسمت تشکیل شده است.

یک ابر الکترونی در بالای سطح مولکول و ابر الکترونی دیگر در پایین سطح قرار می‌گیرد. وقتی این ساختمان میتواند ایجاد شود که تمام اتمهای شرکت کننده در ساختمان اتیلن ، در یک سطح قرار بگیرند. پس مولکول اتیلن لازم است یک مولکول مسطح باشد. مسطح بودن مولکول اتیلن بوسیله روشهای طیف‌سنجی و پراش الکترونی مورد تائید قرار گرفته است.

● آلکینها

هرگاه ترکیب آلی ، حاوی پیوند سه‌گانه کربن به کربن باشد، آلکین نامیده می‌شود. استیلن با فرمول C۲H۲ کوچکترین عضو این خانواده می‌باشد و به همین دلیل ، آلکنها را ترکیبات استیلنی یا استیلن‌های استخلاف دار می‌گویند. برای اینکه دو اتم و دو اتم هیدروژن به هم وصل شوند و مولکول کاملی تولید نمایند، لازم است که کربنها با هیبرید SP و از طریق پیوند سه‌گانه (یک پیوند سیگما و دو تا پیوند &#۹۶۰;) به یکدیگر وصل شوند: H−C≡C−H

● تقسیم بندی استیلنها

▪ استیلن‌های حقیقی یا انتهایی (terminal acetylenes) :

به ترکیباتی از این گروه اطلاق می‌شود که حداقل یک اتم هیدروژن متصل به کربن SP در آنها وجود داشته باشد. مثلا پروپن (متیل استیلن) ، یک استیلن حقیقی است. به همین ترتیب فنیل استیلن و ترسیوبوتیل استیلن از استیلن های حقیقی می‌باشند.

▪ استیلن های داخلی (Internal acetylenes) :

هرگاه پیوند سه‌گانه کربن به کربن در جایی از مولکول قرار گرفته باشد که کربنهای با هیبرید SP به استخلاف متصل باشند، استیلن را داخلی می‌نامند. مثل دی‌متیل استیلن ، دی فنیل استیلن، دی ترسیوبوتیل استیلن.

▪ ساختمان استیلن

اتین یا استیلن ، کوچکترین عضو خانواده بزرگ آلکینها می‌باشد. به طریق کوانتوم مکانیکی ، اگر بخواهیم با دو اتم کربن و دو اتم هیدروژن ، مولکولی را ایجاد کینم، لازم است که کربنها با یک پیوند سه‌گانه به یکدیگر متصل شوند. برای ایجاد چنین مولکولی ، اتمهای کربن باید هیبرید SP داشته باشند. یکی از این اوربیتالهای هیبریدی به کربن و دیگری به هیدروژن متصل و اوربیتالهای Py و Pz نیز دو پیوند پای را ایجاد کنند.

با شناختی که از دو پیوند دوگانه کربن به کربن و کربن به هیدروژن آلکنها داریم، انتظار داریم که طول پیوند سه‌گانه کربن- کربن و کربن- هیدروژن در استیلنها کوتاه باشد. طول پیوند سه گانه کربن- کربن ۱.۲۰ انگستروم و کربن به هیدروژن ۱.۰۶ انگستروم اندازه گیری شده است.
 
  

در مسابقات کمیکار دانشجویان در قالب گروه های چند نفره ماشین های شیمیایی (Chem-E-Car) خود ، ماشین هایی که نیروی محرکه آنها از واکنش های شیمیایی تامین می شود، را به رقابت می گذارند. رقابتی که می تواند موجب توسعه علمی ، پژوهش و تحقیقات گروهی در دانشکده های مهندسی شیمی گردد.

در مسابقات کمیکار دانشجویان با ساخت خودروهای کوچک شیمیایی سطح علمی خود را به رقابت می گذارند. رقابت هایی که می تواند موجب نزدیک ترشدن ارتباط دانشگاه و صنعت، ایجاد انگیزه، خود باوری، نشاط تحصیلی، ارزیابی خلاقیت و ابتکار عمل تیم های دانشجویی و توجه بیشتر دانشکده های مهندسی شیمی به آموزش های کاربردی گردد.

نخستین دوره مسابقه کمیکار(Chem-E-car) ایران نیز آذرماه امسال با حضور بیش از ۵۰ تیم از دانشکده های مهندسی شیمی دانشگاه های سراسر کشور در سالن حجاب علم و صنعت برگزار شد. در این مسابقات دانشجویان ماشین های ساخت خود را که نیروی محرکه آن توسط انجام یک واکنش شیمیایی تامین می شد، به رقابت در آوردند. ماشین های کوچک و ساده دانشجویان نباید از ابعاد ۳۳ در ۲۰ در ۱۲ سانتیمتر فراتر طراحی می شد و تمام ماشین های شرکت کننده نیز از این قانون تبعیت کردند. ماشین های کوچک با مکانیزم شیمیایی خاص خود می بایست مسافت ۲۰ متر را با حمل ۳۰۰ سی سی آب می پیمودند. ماشین هایی که نزدیک ترین فاصله را با ۲۰ متر داشتند به عنوان تیم های برتر شناخته می شدند و ماشین هایی که از ۳۰ متر فراتر می رفتند از دور مسابقات حذف می شدند.

سوخت این ماشین ها باید به نحوی تنظیم می شد که پس از رسیدن به ۲۰ متر از حرکت بایستند. در مسابقات کمیکار میزان مسافتی که باید ماشین ها طی کنند و همچنین مقدار آبی که باید در این مسافت حمل کنند تا روز مسابقه مشخص نمی گردد، بنابراین دانشجویان خلاق و طراح باید پس از اعلام این دو مقدار قبل از شروع مسابقه، محاسبات لازم را بر اساس قدرت سوخت ماشین خود و مسافت محاسبه کنند. آنها با محاسبه سریع میزان گرم سوخت مورد نیاز در طول مسافت معین شده، سوخت لازم را به ماشین های خود وارد می کنند.

بطری های نوشابه بی مصرف، دیسکت های فشرده (CD) سوخته و بسیاری از مواد دورریختنی دیگر در هیبتی جدید و عجیب به ماشینی تبدیل می شوند.

اسید سیتریک، دی کربنات سدیم، جوش شیرین، اسید سولفوریک، دی اکسید کربن، آب اکسیژنه، پرکلرات آمونیوم، یدید پتاسیم و ... بعنوان سوخت های ماشین های کوچک شیمیایی استفاده می شوند. در مسابقات کمیکار بحث از بنزین و گازوئیل و ... نیست و اکثر سوخت ها، سوخت هایی سبز هستند بدون آلودگی زیست محیطی.

در مسابقات کمیکار برخی تیم ها پس از حرکت، ماشینشان متوقف می شود. برخی ماشین ها نیز منبع سوختشان تحمل فشار وارده از سوی سوخت ماشین را ندارد و منفجر می شوند. برخی ماشین ها نیز انگار دوپینگ کرده باشند، اول با سرعت فزاینده ای حرکت می کردند و به خط پایان که نزدیک می شوند آهسته آهسته حرکت می کنند.

در مسابقات کمیکار، محاسبات دقیق، خلاقیت و سطح علمی دانشجویان مهمترین ارکان موفقیت تیمها می باشند.

در دانشگاه های ایران عمده آموزش ها به صورت کلاسیک است و آموزش کلاسیک طبیعتا آموزشی از نوع بالا به پایین است. استاد درس می دهد و دانشجو یاد می گیرد و اندوخته علمی پیدا می کند. دانشجویان ما خوشبختانه در سطح منطقه و بین المللی از لحاظ تئوری خوب و قابل قبول هستند اما نقطه ضعف عمده آنها به نوع آموزش در کشور ما برمی گردد.

در ایران به کارهای گروهی توجهی چندانی نمی شود وخلاقیت، اعتماد به نفس و قدرت استدلال دانشجویان تقویت نمی شود. انجام مسابقات علمی گروهی و پژوهش های علمی گروهی می تواند این کمبودها را کم رنگ کند. مدتی که یک گروه دانشجویی روی یک موضوع خاص کار می کنند و به مطالعه و تحقیق گروهی می پردازند سبب می شود ضمن انجام کار و تحقیق علمی، تجربه کار گروهی و تیمی را در زمینه فعالیت علمی را فرا گیرند. آنها با کار گروهی خود به باور و اعتماد علمی می رسند، این همان چیزی است که در میان دانشجویان ما گم شده است و دیده نمی شود.

در دانشگاه های ایران نسبت به کشورهای پیشرفته به کارهای علمی، گروهی و پژوهشی اهمیت کمتری داده می شود. آنها از ابتدا دانشجویان را با کارهای علمی گروهی و تیمی آشنا می کنند. دانشجویان آن کشورها به هیچ وجه در قیاس با دانشجویان ایرانی از نظر تئوری برابری نمی کنند و در مسائل تئوری مطالب علمی ضعیف تر هستند اما چون کارگروهی علمی انجام داده اند جسارت پیدا کرده اند و با اینکه از لحاظ تئوری ضعیف تر از ما هستند، کارهای بزرگ علمی و تحقیقات کاربردی سرنوشت سازی را انجام می دهند. آنها از شکست نمی هراسند و در عمل موفق می شوند. در صورتی که دانشجویان ایرانی جسارت ندارد و از شکست می ترسد. دانشجوی ایرانی هراسان است و با اجرای برنامه های عملی و گروهی باید اعتماد به نفس و جسارت را در آنها تقویت نمود تا با بهره مندی از آموزش های تئوری به موفقیت های بزرگ و اساسی عملی برسند.

● دید کلی

تمام واکنشهای شیمیایی ، اساسا ماهیت الکتریکی دارند، زیرا الکترونها ، در تمام انواع پیوندهای شیمیایی (به راههای گوناگون) دخالت دارند اما الکتروشیمی بیش از هر چیز بررسی پدیده‌های اکسایش- کاهش است. روابط بین تغییر شیمیایی و انرژی الکتریکی ، هم از لحاظ نظری و هم از لحاظ عملی حائز اهمیت است.

از واکنشهای شیمیایی می‌توان برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد (در سلولهایی که سلولهای ولتایی یا سلولهای گالوانی نامیده می‌شوند) و انرژی الکتریکی را می‌توان برای تبادلات شیمیایی بکار برد (در سلولهای الکترولیتی). علاوه بر این مطالعه فرآیندهایی الکتروشیمیایی منجر به فهم و تنظیم قواعد آنگونه از پدیده های اکسایش - کاهش که خارج از اینگونه سلولها روی می‌دهند، نیز می‌شود. با برخی فرآیندهای الکتروشیمیایی آشنا می‌شویم.

● رسانش فلزی

جریان الکتریکی جاری شدن بار الکتریکی است. در فلزات ، این بار بوسیله الکترونها حمل می‌شود و این نوع رسانش الکتریکی ، رسانش فلزی نامیده می‌شود. با به کار بردن یک نیروی الکتریکی که توسط یک باتری یا هر منبع الکتریکی دیگر تامین می‌گردد، جریان الکتریکی حاصل می‌شود و برای تولید جریان الکتریکی یک مدار کامل لازم است. تشبیه جریان الکتریسیته به جریان یک مایع ، از قدیم متداول بوده است. در زمانهای گذشته ، الکتریسیته به صورت جریانی از سیال الکتریکی توصیف می‌شد.

قراردادهای قدیمی که سابقه آنها ممکن است به "بنجامین فرانکلین" برسد و پیش از آن که الکترون کشف شود، مورد پذیرش بوده است، بار مثبتی به این جریان نسبت می‌دهد. ما مدارهای الکتریکی را با حرکت الکترونها توجیه خواهیم کرد. اما باید به خاطر داشت که جریان الکتریکی بنا به قرارداد بطور اختیاری مثبت و به صورتی که در جهت مخالف جاری می‌شود، توصیف می‌گردد.

جریان الکتریکی برحسب آمپر (A) و بار الکتریکی برحسب (C) کولن اندازه گیری می‌شود. کولن مقدار الکترویسیته است که در یک ثانیه با جریان ۱ آمپر از نقطه‌ای می‌گذرد: ۱C = ۱A.S و ۱A = ۱C/S جریان با اختلاف پتانسیل الکتریکی که بر حسب ولت اندازه گیری می‌شود، در مدار رانده می‌شود. یک ولت برابر یک ژول بر کولن است. ۱V = ۱J/C یا ۱V.C = ۱J یک ولت لازم است تا یک آمپر جریان را از مقاومت یک اهم بگذراند. I=&#۹۴۹;/R یا &#۹۴۹;=IR

● رسانش الکترولیتی

رسانش الکترولیت هنگامی صورت می‌گیرد که یونهای الکترولیت بتوانند آزادانه حرکت کنند، چون در این مورد ، یونها هستند که بار الکتریکی را حمل می‌کنند. به همین دلیل است که رسانش الکترولیتی اساس توسط نمکهای مذاب و محلولهای آبی الکترولیتها صورت می‌گیرد. علاوه بر این برای تداوم جریان در یک رسانای الکتنرولیتی لازم است که حرکت یونها با تغییر شیمیایی همراه باشد. منبع جریان در یک سلول الکترولیتی ، الکترونها را به الکترود سمت چپ می‌راند.

بنابراین می‌توان گفت که این الکترود بار منفی پیدا می‌کند. این الکترونها از الکترود مثبت سمت راست کشیده می‌شوند. در میدان الکتریکی که بدین ترتیب بوجود می‌آید، یونهای مثبت یا کاتیونها به طرف قطب منفی یا کاتد و یونهای منفی یا آنیونها به طرف قطب مثبت یا آند جذب می‌شوند. در رسانش الکترولیتی ، بار الکتریکی بوسیله کاتیونها به طرف کاتد و بوسیله آنیونها که در جهت عکس به طرف آند حرکت می‌کنند، حمل می‌شود.

برای این که یک مدار کامل حاصل شود، حرکت یونها باید با واکنشهای الکترودی همراه باشد. در کاتد اجزای شیمیایی معینی (که لازم نیست حتما حامل بار باشند) باید الکترونها را بپذیرند و کاهیده شوند و در آند ، الکترونها باید از اجزای شیمیایی معینی جدا شده و در نتیجه آن اجزا اکسید شوند. الکترونها از منبع جریان خارج شده به طرف کاتد رانده می‌شوند.

● عوامل موثر بر رسانش الکترولیتی

رسانش الکترولیتی به تحرک یونها مربوط می‌شود و هر چند که این یونها را از حرکت باز دارد، موجب ایجاد مقاومت در برابر جریان می‌شود. عواملی که بر رسانش الکترولیتی محلولهای الکترولیت اثر دارند عبارتند از : جاذبه بین یونی ، حلال پوشی یونها و گرانروی حلال. انرژی جنبشی متوسط یونهای ماده حل شده با افزایش دما زیاد می‌شود و بنابراین مقاومت رساناهای الکترولیتی ، بطور کلی با افزایش دما کاهش می‌یابد. یعنی رسانایی زیاد می‌شود. به علاوه اثر هر یک از سه عامل مذکور با زیاد شدن دما کم می‌شود.

● الکترولیز (برقکافت)

الکترولیز یا برقکافت سدیم کلرید مذاب ، یک منبع صنعتی تهیه فلز سدیم و گاز کلر است. روشهای مشابهی برای تهیه دیگر فلزات فعال مانند پتاسیم و کلسیم بکار می‌روند. اما چنانکه بعضی از محلولهای آبی را برقکافت کنیم آب به جای یونهای حاصل از ماده حل شده در واکنشهای الکترودی دخالت می‌کند. از اینرو ، یونهای حامل جریان لزوما بار خود را در الکترودها خالی نمی‌کنند. مثلا در برقکافت محلول آبی سدیم سولفات ، یونهای سدیم به طرف کاتد و یونهای سولفات به طرف آند حرکت می‌کنند. اما بار این هر دو یون با اشکال تخلیه می‌شود.

بدین معنی که وقتی عمل برقکافت بین دو الکترود بی اثر در جریان است، در کاتد گاز هیدروژن بوجود می‌آید و محلول پیرامون الکترود قلیایی می‌شود:

(۲ H۲O + ۲e → ۲OH- + H۲(g

یعنی در کاتد کاهش صورت می‌گیرد ولی به جای کاهش سدیم ، آب کاهیده می‌شود. بطور کلی هر گاه کاهش کاتیون ماده حل شده مشکل باشد، کاهش آب صورت می‌گیرد. اکسایش در آند صورت می‌گیرد و در برقکافت محلول آبی Na۲SO۴ ، آنیونها (۲-SO۴) که به طرف آند مهاجرت می‌کنند، به سختی اکسید می‌شوند:

۲SO۴۲- → S۲O۴۲- + ۲e

بنابراین ترجیها اکسایش آب صورت می‌گیرد:

۲H۲O → O۲(g) + ۴H+ + ۴e

یعنی در آند تولید گاز اکسیژن مشاهده می‌شود و محلول پیرامون این قطب اسیدی می‌شود. بطور کلی هر گاه اکسایش آنیون ماده حل شده مشکل باشد، آب در آند اکسید می‌شود. در الکترولیز محلول آبی NaCl در آند یونهای -Cl اکسید می‌شوند و گاز Cl۲ آزاد می‌کنند و در کاتد احیای آب صورت می‌گیرد. این فرآیند منبع صنعتی برای گاز هیدروژن ، گاز کلر و سدیم هیدروکسید است:

۲H۲O + ۲Na+ + ۲Cl- → H۲(g) + ۲OH- + ۲Na+ + Cl۲(g)

● سلولهای ولتایی

سلولی که به عنوان منبع انرژی الکتریکی بکار می‌رود، یک سلول ولتایی یا یک سلول گالوانی نامیده می‌شود که از نام آلساندرو ولتا (۱۸۰۰) و لوئیجی گالوانی (۱۷۸۰) ، نخستین کسانی که تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی را مورد آزمایش قرار دادند، گرفته شده است. واکنش بین فلز روی و یونهای مس II در یک محلول ، نمایانگر تغییری خود به خود است که در جریان آن الکترون منتقل می‌شود.

(Zn(s) + Cu۲+(aq) → Zn۲+(aq) + Cu(s

مکانیسم دقیقی که بر اساس آن انتقال الکترون صورت گیرد، شناخته نشده است. ولی می‌دانیم که در آند فلز روی اکسید می‌شود و در کاتد ، یونهای Cu+۲ احیا می شود و به ترتیب یونهای Zn+۲ و فلز Cu حاصل می‌شود و الکترونها از الکترود روی به الکترود مس که با یک سیم به هم متصل شده‌اند، جاری می‌شوند، یعنی از آند به کاتد.

Zn(s) → Zn۲+(aq) + ۲e

(Cu۲+(aq)+۲e → Cu(s

نیم سلول سمت چپ یا آند ، شامل الکترودی از فلز روی و محلول ZnSO۴ و نیم سلول سمت راست یا کاتد شامل الکترودی از فلز مس در یک محلول CuSO۴ است. این دو نیم سلول ، توسط یک دیواره متخلخل از هم جدا شده‌اند. این دیواره از اختلال مکانیکی محلولها ممانعت می‌کند ولی یونها تحت تاثیر جریان الکتریسیته از آن عبور می‌کنند. این نوع سلول الکتریکی ، سلول دانیل نامیده می‌شود.

● نیروی محرکه الکتریکی

اگر در یک سلول دانیل ، محلولهای ۱M از ZnSO۴ و ۱M از CuSO۴ بکار رفته باشد، آن سلول را با نماد گذاری زیر نشان می‌دهیم:

(Zn(s)  Zn۲+(۱M)  Cu۲+(۱M)  Cu(s

که در آن خطوط کوتاه عمودی ، حدود فازها را نشان می‌دهند. بنابر قرارداد ، ماده تشکیل دهنده آند را اول و ماده تشکیل دهنده کاتد را در آخر می‌نویسیم و مواد دیگر را به ترتیبی که از طرف آند به کاتد با آنها برخورد می‌کنیم، میان آنها قرار می‌دهیم. جریان الکتریکی تولید شده در یک سلول ولتایی ، نتیجه "نیروی محرکه الکتریکی" (emf) سلول است که برحسب ولت اندازه گیری می‌شود.

هز چه تمایل وقوع واکنش سلول بیشتر باشد، نیوری محرکه الکتریکی آن بیشتر خواهد بود. اما emf یک سلول معین به دما و غلظت موادی که در آن بکار رفته است، بستگی دارد. emf استاندارد، ?&#۹۴۹; ، مربوط به نیروی محرکه سلولی است که در آن تمام واکنش دهنده‌ها و محصولات واکنش در حالت استاندارد خود باشند. مقادیر ?&#۹۴۹; معمولا برای اندازه گیریهایی که در ۲۵ C به عمل آمده است، معین شده است.
 
   واکنش ( www.vakonesh.ir ) 
 
واکنش‌شیمیایی 

منبع : www.aftab.ir - آفتاب

 رنگ، در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیباشناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. 
 
● مقدمه :

رنگ، در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیباشناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبائیهای هنر قدمی در روزگار ما عامل پرتوانی در آراستن و جلوه گری همه آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسائلی است که بدست توانای انسان تولید میگردد. انسان در پهنه تولید، تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها، آذین بندی مجالس جشن و سرور، در هنر نقاشی، صنایع کشتیرانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی، در صنایع فضائی و خلاصه در همه شئونات زندگی با رنگ سر و کار دارد.

بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبائی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، سائیدگی، مواد شیمیائی، حلالها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.

صنعت رنگسازی قدمت طولانی دارد اوایل رنگ را بطریق ابتدائی از روغنهای گیاهی با استفاده از آسیابهای سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید میکردند. اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، صنعت رنگسازی پیشرفت شایانی نموده بطوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جائی پرنفوذ برای خود باز نماید وبه جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.

بعضی از رنگها مثل آستریها بعلت داشتن مقدار زیادی پیگمان مات بوده که به منظور حفاظت از سطوح بکار میروند و برخی دیگر نیمه شفاف و شفاف می باشند که از آنان بر روی آستریها به هر دو منظور حفاظتی و تزئینی استفاده می گردد.

● خواص پیگمانها:

پیگمان در صنایع رنگسازی رل مهمی از قبیل ایجاد رنگ، پوشش، براقیت، سختی، مقاومت، حفاظت ، افزایش چسبندگی، و غیره را ایفا مینماید که در آستریها و رنگهای رویه مصارف بسیار دارد

ـ آستری:

عملکرد اصلی آن بیشتر در حفاظت از یک سطح است تا تزیین آن عملاً مات بوده و درصد پیگمان آن نیز خیلی زیاد است. هدف اصلی استفاده از یک آستری، صاف و یکنواخت نمودن سطوح و حفاظت آنان در مقابل زنگ زدگی میباشد. بتونه ها، سیلرها و آستریها همگی از یک خانواده اند.

ـ سیلر:

فی مابین آستری و رنگ رویه جهت افزایش چسبندگی بهتر و بیشتر آستری و رنگ رویه و همچنین افزایش ضخامت فیلم بکار میرود.

ـ رنگ رویه:

که بصورت مات، نیمه مات و براق بوده و بر روی سطوح آستری دار جهت هر دو منظور حفاظتی و تزئینی استفاده میگردد.

تولید و فروش موفق رنگهای ساختمانی و صنعتی تابعی است از شناخت کافی مواد اولیه، مراحل ساخت، نحوه کاربرد و استفاده رنگ و بعلاوه یک سری خواص جانبی دیگر که در رابطه با سه اصل فوق هستند .

آنچه را که یک فرمولیست باید در هنگام ارائه یک فرمول و آزمایشهای مربوطه به آن درباره پیگمانها بداند عبارتند از:

ـ ضریب شکست

ـ اندازه ذرات

ـ شکل ذرات

ـ قدرت جذب روغن

ـ براقیت

ـ قدرت پوشانندگی

ـ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی

ـ فام

ـ قدرت رنگدهندگی

ـ وزن مخصوص

ـ وزن مخصوص ظاهری

ـ فعالیت فیزیکی و شیمیائی نسبت به حمل کننده ها

ـ سرخ فام پذیری یا بلیدینگ

ـ فلودینگ و فلوتینگ

ـ پایداری نوری

ـ خاصیت ضد زنگ زدگی

ـ منابع تولیدی

ـ قیمت

آنچه را که در رابطه با تمامی مواد اصلی باید بداند عبارتند از:

ـ شناخت بایندرها و یا رزینها

ـ شناخت پیگمانها

ـ حلالها

ـ درایرها یا خشک کننده ها

ـ کاتالیست ها

ـ اضافه شونده ها

ـ و نسبت هر پیگمان به یایندر

آنچه را که در رابطه با آزمایشات نهائی جهت تایید یک رنگ از برای فروش و یا تحویل آن به شخص یا موسسه سفارش کننده میبایستی بداند عبارتند از:

ـ درجه پخش پیگمان یا گرند رنگ

ـ ویسکوزیته

ـ وزن مخصوص

ـ فام

ـ پوشش

ـ فلو یا جاری شوندگی

ـ طرق مصرف مثل برس، اسپری، رولر کوتینگ، الکترواستاتیک و غیره

ـ درجه حرارت یا کاتالیست و یا شرایط لازم جانبی دیگر جهت تشکیل فیلم

ـ زمان خشک شدن

ـ سختی

ـ چسبندگی

ـ انعطاف پذیری

ـ ضربه خوری

ـ جوش زدن

ـ پایداری نوری و حرارتی

ـ مقاومت در مقابل آب و رطوبت

ـ مقاومت در مقابل سایش و سائیدگی و یا اسکراب فیلم حاصل

ـ سرعت ته نشینی

ـ زرد گرائی یا یلوئینگ فیلم در دراز مدت

ـ پایداری و خواص در دراز مدت و ...

● شرح مختصری درباره انواع خواص فیزیکی پیگمانها

▪ ضریب شکست

ضریب شکست یک جسم مثل یک پیگمان از لحاظ علمی عباتست از نسبت سرعت نور در هوا به سرعت نور در همان جسم

ضریب شکست

در جدول ذیل به ضریب شکست چند جسم اشاره شده است:

شعاعهای نورانی ممکن است بر اثر برخورد به یک سطح تجزیه، جذب، منعکس، و یا منکسر شوند بطوریکه ضریب شکست پیگمان سفید دی اکسید تیتان (۷۱/۲-۵۵/۲) بزرگتر از ضریب شکست بایندر یا تشکیل دهنده فیلمی است که در آن قرار دارد (۶۰/۱-۴۰/۱)، اکستندرها که اکثراً بصورت توده ای ترانسپارنت میباشند بصورت پودری سفید رنگ بوده و پوششی در رنگ ایجاد نمیکنند زیرا ضریب شکست آنان چندان فرقی با محیطی که در آن پخش میشوند ندارد.

بنابراین هرچه ضریب شکست یک پیگمان بیشتر باشد قدرت پوشش آن نیز بیشتر خواهد بود و به عکس. مثلا در میان پیگمانهای سفید، دی اکسید تیتانیم ضریب شکست بزرگتری از سایر دیگر پیگمانها سفید داشته و از اینرو قدرت پوشش بیشتری نیز دارد.

▪ اندازه ذرات:

پیگمانها ممکن است بطریق معدنی یا طبیعی و شیمیائی یا مصنوعی تهیه شوند که اندازه ذرات آنان بر خواص رنگ و فیلم نهائی حاصل از آنان اثرات ذیل را میگذارد:

ـ بر قدرت پوشانندگی

ـ بر قدرت رنگدهندگی

ـ بر براقیت فیلم حاصل

(ماگزیمم قطر یک ذره جهت ماگزیمم ضریب شکست و در نتیجه بیشترین براقیت میبایستی نصف طول موج نور در هوا یعنی حدود ۲/۰ الی ۴/۰ میکرون باشند.)

ـ بر سرعت ته نشینی

ـ بر ویسکوزیته رنگ از نقطه نظر قدرت جذب روغن ذرات

ـ فلودینگ و فلوتینگ

اندازه ذرات عموماً از میکرون (کربن سیاه) تا تقریباً ۵۰ میکرون مثل بعضی از اکستندرها متغیر است و هیچ پیگمانی وجود ندارد که اندازه تمامی ذرات آن یکسان و مساوی باشد بلکه در عوض اندازه ارائه شده توسط کارخانه سازنده میانگینی است از مجموعه اندازه های موجود.

قدرت جذب روغن نیز تابعی است از اندازه ذرات پیگمان زیرا که در یک وزن ثابت هرچه اندازه ذرات ریزتر باشند سطح قابل تماس بیشتر و در نتیجه مقدار جذب روغن توسط آنان افزایش مییابد

▪ شکل ذرات

همانطوریکه قبلا نیز اشاره شد پودرها یا طبیعی هستند و یا مصنوعی که نوع طبیعی از معادن بدست میآید و از این دو شکل این ذرات بصورت منظم نمیباشد و اما در عوض پودرهای مصنوعی بعلت دقت و کنترلی که در مراحل مختلف واکنشهای شیمیائی ساخت آنان میآید معمولا دارای خواص شیمیائی یکسان و شکلهای منظمتر و اندازه های مرتب تری از نوع معدنی هستند که ممکن است دارای شکل ظاهری کروی، مکعبی، گره ای یا قلنبه ای، سوزنی و صفحه ای یا ورقه ای باشند.

از آنجائیکه فرم ذرات در پخش آنان موثر است از اینرو در قدرت پوشانندگی آنان نیز اثر میگذراد. مثلا نوع سوزنی شکل ممکن است که بر فیلم فشار وارد آورده و بصورت دانه های نوک تیز از آن بیرون بزند که از اینرو ممکن است براقیت آنرا کاهش ودر عوض چسبندگی خوبی با رنگ رویه ایجاد نماید و لذا بهتر است که از این فرم ذرات در ساخت آستریها بیشتر استفاده گردد. ظاهر براق و نفوذ ناپذیری رنگهای آلومینیومی نوع لیفینگ یا «هم پوشش» نیز بستگی به اتصال گوشه ذرات صفحه ای شکل پیگمان های آلومینیومی دارد. میکانیز دارای چنین شکلی است و از اینرو خاصیت نفوذ ناپذیری خوبی در قبال آب دارد.

▪ قدرت جذب روغن:

ذرات یک پیگمان زمانیکه در مایع حل کننده یا بایندری قرار میگیرند و توسط میکسری پخش میشوند مقداری از بایندر را بدور خود جذب مینمایند بطوریکه در حالت اختلاط خوب قشری از مایع مزبور دور هر ذره را احاطه مینماید . حالت ایده آل پخش موقعی بدست میآید که بایندر قدرت مرطوب کنندگی و پیگمان خصلت مرطوب پذیری عالی ای داشته باشند. خاصیت ذرات پودر در جذب بایندر به اطراف خود متفاوت بوده و بایندرها نیز در خاصیت ایجاد قشر بدور ذرات با هم متفاوت میباشند بنابراین، مینیمم مقدار رزین لازم جهت مرطوب نمودن یک سطح معینی از ذرات پیگمان از برای هر پیگمان متفاوت بوده و تابعی از نوع رزین، طبیعت سطح پیگمان، مقدار کار لازم، فشار وارد جهت اجرای این امر، و زمان لازم جهت میکسر میباشد.

روش استاندارد جهت تعیین قدرت جذب یک پیگمان بدین ترتیب است که به ۱۰۰ گرم از آن به اندازه ای از زوغن بذرک بصورت قطره قطره و با حالت میکس با فشار زیاد اضافه مینمایند که تا مخلوط بصورت خمیر درآید. در این صورت مقدار روغن اضافه شده برحسب گرم را قدرت جذب روغن آن پیگمان گویند. هرچه قدرت جذب روغن پودری بیشتر باشد اثر آن پودر در یکنواخت تر نمودن رنگ بیشتر خواهد بود و قدرت جذب روغن با ویسکوزیته نسبت مستقیم دارد.

▪ براقیت:

جهت شناخت بهتر مکانیزم فیلم یک رنگ ابتدا بهتر است که مختصراً یادآوری شود که نور یک نوع انرژی بوده و نوع قابل دید و یا سفید آن جزء خیلی کوچک یک طیف الکترومغناطیسی است که ارزانترین منبع تولیدی آن خورشید میباشد. نور و گرما هر دو به یک طریق تولید میگردند و اختلاف آنان فقط در مقدار انرژیهای آنان است. تابش یک نور بر سطحی، ممکن است که توسط آن سطح جذب، منعکس، منکسر و یا ترکیبی از آنان باشد. و این انعکاس نور تابش بر سطح فیلم یک رنگ است که بر براقیت آن اثر مستقیمی می گذارد بدین صورت که هر چه انعکاس نور بیشتر باشد براقیت آن فیلم نیز بیشتر است و بالعکس و یا بعبارت ساده تر براقیت یک فیلم وقتی ماگزیمم است که زاویه

رنگینه های حساس به نور حاوی روتنیوم در گذشته، بیشترین بازده را در تبدیل انرژی نشان داده اند اما از نظر محیط زیست مساعد نبوده و عرضه آن ها محدود است. محققان در تایوان با الهام از طبیعت، رنگینه ای را بر اساس پورفیرین تهیه کرده اند. پورفیرین جزء ترکیبی کلروفیل است که موجب رنگ سبز گیاهان شده و به آن ها امکان می دهد تا نور خورشید را به انرژی تبدیل کنند. افزون بر این، آن ها عنصر روی را که فراوان تر و ارزان تر است، جایگزین روتنیوم کرده اند.

معمولاً یک لایه ی پراکنده کننده ی نور به DSSC برای افزایش بازده ی ابزار مورد نظر افزوده می شود. اما این گروه تحقیقاتی دریافتند که رنگینه ی پورفیرینی آن ها بهتر از رنگینه ی حاوی روتنیوم در سلول های نوری و بدون افزودن لایه ی پراکنده کننده ی نور عمل می کند و می توان از آن در پنجره ی ساختمان ها استفاده کرد. پژوهشگران این یافته را " گام دیگری در تحقیقات دراز مدت در مورد ساخت برگ های مصنوعی با الهام از طبیعت، برای کاربرد های فتو ولتایی" می دانند. افزون بر این، بازده ی بالا با استفاده از ابزارهای کاملاً شفاف، رنگدانه ها را جهت کاربرد در پنجره های هوشمند مناسبت می نماید تا به عنوان سامانه های تبدیل نور به انرژی عمل کنند. دانشمندان در تلاشند تا علاوه بر بازده، پایداری سلول های خورشیدی را بهبود دهند. ( منبع سایت دفتر تالیف کتاب های شیمی )

 برای اینکه بتوانید واکنش پذیری یک جسم راپیشگویی نمایید اغلب لازم است اندازه اتم های آن جسم رابدانید. شعاع یک اتم بدون توجه به اتم های مجاورآن شعاع اتمی نامیده می شود.

درجدول تناوبی عنصر ها باافزایش عدد کوانتومی اصلی اندازه ابر الکترونی افزایش می یابد . بنابراین اندازه اتم ها درهرگروه ازبالا به پایین بیشتر می شود.

دریک تناوب عدد کوانتومی اصلی تمام اتم ها یکسان است ولی به علت این که  بارمثبت هسته  هرعنصر نسبت به عنصر قبلی به اندازه یک پروتون افزایش یافته درنتیجه ابرالکترونی بیرونی اندکی به سمت هسته کشیده می شود .ازاین رو اندازه اتم ها درطول یک تناوب از چپ به راست کاهش می یابد.

 به طور کلی شعاع اتمی عنصرها ازبالا به پایین درهرگروه افزایش وازچپ به راست درهرتناوب کاهش می یابد.

اندازه اتم های بیشتر عنصر ها بااستفاده ازپراش پرتو ایکس معین می شود.الگوی پراش به دست آمده آرایش اندازه وفاصله اتم ها راآشکار می کند. دربلور اتم ها مقداری برهم کنش بین الکترون ها دراتم های مختلف صورت می گیرد که اتم ها را به یکدیگر نزدیکتر می کند وسبب می شود که اندازه اتم کوچکتر باشد .در گاز های نجیب به علت کامل بودن لایه ظرفیت برهم کنش الکترونی وجود ندارد واتم ها ازیکدیگر فاصله دارند وشعاع اتمی بزرگتری دارند برای به دست آوردن شعاع اتمی دراین اتم ها به طریق برون یابی وباتوجه به نمودار تغییر  شعاع اتمی دریک تناوب شعاع کووالانسی محاسبه می شود .

همانند تمامی اقدامات زیبایی صورت، در اینجا نیز انتخاب مناسب بیمار و برگزیدن درمان به خصوص برای هر شخص، برای كسب موفقیت بسیار مهم است. مهارت تكنیكی بدون توانایی انتخاب بیمار مناسب ممكن است منجر به نتایج فاجعه آمیزی شود . مواد شیمیایی لایه بردار نیز همانند تمامی روش‌های بازسازی پوست صورت، موارد مصرف بالینی مشخص دارند . به طور كلی افراد دارای چروك‌های خفیف صورت یا اختلالات رنگدانه‌ای خفیف بهترین شرایط را برای استفاده از شیوه های بازسازی سطحی یا با عمق متوسط دارا هستند.

● از سطحی ...

كسانی‌كه دارای چروك‌های خفیف صورت یا اختلالات رنگدانه ای خفیف هستند، بهترین شرایط را برای استفاده از شیوه‌های بازسازی سطحی دارند.بازسازی سطحی نوعی لایه برداری شیمیایی محسوب می‌شود.در این روش به‌طور معمول از آلفاهیدروكسی اسیدها استفاده می‌شود. آلفا هیدروكسی اسیدها دسته ای از اسیدهای آلی مشتق از میوه‌های گوناگون هستند كه تحت عنوان اسید میوه نیز از آنها نام برده می شود.

این داروها به اصلاح لایه شاخی كه به صورت غیرطبیعی ضخیم شده، كمك می‌كند و تاثیرات به مدت ۴۱ روز بعد از درمان باقی می ماند. آلفا هیدروكسی اسیدها معمولاً توسط متخصصان زیبایی به صورت مرحله‌ای ۵(‌تا۷ مرحله) به كار برده می شود. در خلال درمان با ماده ، بیماران ممكن است احساس سوزش كمی داشته باشند.

رتینوئیك اسید ماده رایج دیگری است كه به تنهایی یا به همراه به كار می‌رود. رتینوئیك اسید به عنوان یكی از تركیبات فعال اصلی در بسیاری از محصولات تجاری در دسترس وجود دارد.به طور كلی كاربرد این ماده بافت پوست را صاف‌تر و لطیف تر می كند و لكه های پر رنگ پوست را بهبود می بخشد و به پوست رنگ صورتی و شادابی می‌دهد. بیمارانی كه تحت درمان با تركیبات رتینوئیك اسید هستند باید نسبت به افزایش حساسیت پوست در برابر نور دقت كنند.

● تا عمقی ...

بسیاری از چروك‌های عمیق پوست، آفتاب سوختگی‌های شدید و یا لكه‌های پر رنگ را نمی‌توان به كمك لایه برداری سطحی از بین برد.در واقع برای جوان شدن پوست باید از لایه برداری عمقی استفاده كرد. بسیاری از جراحان پلاستیك صورت تری كلرواستیك اسید را بهترین ماده منفرد برای بازسازی سطح پوست صورت می‌دانند.

خواص منحصر به فرد این ماده این امكان را به جراحان زیبایی داده است كه آن‌را در درمان موارد مختلف كلینیكی بكار ببرند، این خواص چند منظوره بودن و انعطاف پذیری این ماده است. آثار سوء این ماده از سایر موادی كه برای لایه برداری شیمیایی استفاده می‌شود، كمتر است و حداقل تداخل را در زندگی بیمار ایجاد می‌كند، ضمن اینكه امكان به دست آوردن نتیجه ای قابل پیش بینی را برای بیمار فراهم می‌سازد. افراد ایده آل برای استفاده از‌ تری كلرواستیك اسید بیماران دچار اختلالات رنگدانه‌ای ، چروك‌های زودرس در صورت و آسیب شدید ناشی از آفتاب هستند .

تمامی بیمارانی كه تحت درمان با لایه برداری با این ماده قرار می‌گیرند باید تحت پیشگیری با داروهای ضد ویروسی و آنتی بیوتیك قرار گیرند. از چهار هفته قبل از لایه‌برداری شروع به استفاده از مكمل‌های غذایی نظیر آبمیوه كنید.

این رژیم باعث افزایش‌سرعت‌تجدید اپی تلیوم شده و ترمیم را تسریع می كند. بیماران به خوبی این رژیم را تحمل می‌كنند و اغلب تا ماه‌ها پس از جراحی به مصرف آن ادامه می‌دهند. از درمان‌های دیگر نظیر مومك انداختن، ریز سایش پوست و الكترولیز حداقل باید به مدت دو هفته پس از عمل تجدید پوست خودداری شود. این اقدامات ممكن است نفوذ مواد لایه بردار را تغییر داده و بصورت ناخواسته عمق لایه برداری را افزایش دهند. این امر می‌تواند باعث لایه برداری غیر یكنواخت و یا ایجاد زخم در صورت شود.

فنل ماده دیگری‌است كه در لایه‌برداری شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع این ماده شایع‌ترین ماده ای است كه برای لایه برداری شیمیایی عمقی به كار می رود. لایه برداری شیمیایی با فنل باعث بهبود قابل توجه چروك‌های خشن صورت می‌شود. فنل در بر طرف كردن چروك‌های‌صورت‌و‌تغییرات رنگدانه ای نامنظم ناشی از مواجهه با آفتاب و فرآیند پیری طبیعی نیز موثر است. دوام اثرات این ماده اثبات شده است.

البته باید توجه داشت فنل دارای اثرات سمی است، این ماده از پوست صورت جذب شده و به وسیله جریان خون به كبد حمل می شود، در آنجا سم زدایی شده و محصولات متابولیك آن از طریق كلیه دفع می‌شود. جذب میزان بالای فنل ممكن است به كبد و كلیه صدمه بزند . فنل می تواند دستگاه تنفس و قلب را ضعیف نماید.

● مراقبتهای بعد از لایه برداری

مراقبت پس از لایه‌برداری با تری كلرو برحسب عمق لایه برداری متفاوت است . بیمارانی كه تحت درمان سطحی با این ماده قرار گرفته اند باید به مدت ۳ تا ۵ روز تا انجام بازسازی اپیتلیوم ، از مواد پوشاننده مانند كرم اوسرین به صورت ۴ تا ۵ بار درروز استفاده كنند. باید به بیماران آموخت كه تا ۶ هفته از مواجهه با نور خورشید خودداری كنند تا خطر هیپر پیگمانتاسیون پس از التهاب كاهش یابد.

● و اما عوارض

▪ تیره شدن پوست: شایع‌ترین عارضه لایه برداری با تری كلرواستیك اسید تیره شدن پوست پس از التهاب است كه معمولاً بر اثر برخورد زود هنگام با آفتاب ایجاد می شود .

▪ عفونت: خطر عفونت با ویروس تب خال هر بیماری را با هر نوع بازسازی سطح پوست تهدید می كند. بیماران بدون توجه به سابقه عفونت باید از دو روز قبل از لایه‌برداری به مدت ۷ روز تحت درمان پیشگیرانه با داروهای ضد ویروس قرار بگیرند.

▪ ایجاد جوشگاه: اگر چه این موضوع نادر است اما ممكن است جوشگاه(اسكار) ناشی از لایه برداری با فنل رخ دهد كه برای بیمار ناراحت كننده است. نواحی دور دهان به ویژه لب فوقانی و نواحی روی فك تحتانی شایع‌ترین محل بروز اسكار هستند. اسكار ممكن است در نتیجه مراقبت ناكافی از زخم پس از لایه برداری رخ دهد.

▪ بی رنگ شدن پوست: ممكن است بیمارانی كه تحت لایه برداری با فنل قرار می‌گیرند دچار بی‌رنگ شدن پوست شوند.علت آن این‌است كه ملانوسیت‌ها كه مسئول ساختن رنگدانه‌های پوست هستند قابلیت تولید رنگدانه (ملانین) را از دست می‌دهند و این موضوع موجب می شود كه پوست نمای بی رنگ پیدا كند.

● مراقب باشید

جوان سازی پوست صورت یكی از روش‌های سرپایی غیر جراحی و پرطرفدار است كه بسیاری از جراحان پلاستیك به انجام آن می پردازند . تا كنون شیوه های مختلف لایه برداری شیمیایی نتایج پایدار و قابل اعتمادی به همراه داشته اند.

از آنجا كه هیچیك از شیوه های باز سازی سطح پوست برای تمامی بیماران كاربرد ندارد ، برای به دست آوردن بهترین نتیجه باید درمان مناسب هر فرد را انفرادی انتخاب كرد. در كل، روش‌های بازسازی سطح پوست یكی از امیدوار كننده‌ترین روش‌ها برای بیمار و پزشك است. اما توجه داشته باشید اعمال زیبایی كه روی پوست انجام می‌شود همچون استفاده از پیلینگ‌های شیمیایی، اگر با شیوه‌های صحیح انجام نشود، با ایجاد اسكارهای قرمز، ‌لكه‌های قهوه‌ای پررنگ و جوشگاه‌های بجا مانده، چهره فرد را بد شكل كرده و بروز انواع عفونت‌ها را برای فرد به دنبال خواهد داشت بنابراین هیچگاه پوست خود را به دست هر كسی نسپارید.‌