پوشش‌دهی پودری
در فرآیند‌های پوشش دهی با توجه به نوع پلیمر و سطحی که باید پوشش داده شود، از روشهای مختلفی استفاده میشود. معمول‌ترین روش، پوشش‌های معروف به پوشش‌های مایع هستند.
در این روش پلیمر را در یک حلال حل یا پراکنده نموده و سپس محلول را روی یک سطح اعمال می‌نمایند. با تبخیر حلال، یک لایه پوششی روی سطح ایجاد میشود. مشکلاتی چون افزایش قیمت حلالها، معضلات زیست محیطی و مقررات محدود کننده، استفاده از روشهای جدید پوشش دهی را ایجاب می‌کند که مهمترین آنها، پوشش‌های پودری است. در این روش، پلیمر را به صورت پودر خشک درآورده و آن را به روشهای خاصی روی سطح زمینه می‌نشانند. سپس با ذو‌ب کردن دانه‌های پودر جذب شده روی سطح، یک لایه پوششی یکنواخت به دست می‌آید.
پوشش‌های پودری به دلیل مزایایی از قبیل بازده بالای روشهای اعمال آنها، صرفه جویی در مصرف انرژی، زمان و نیروی کار، سرعت بالاتر در خطوط پوشش دهی، کاهش هزینه‌های مربوط به حمل و نقل، انبارکردن و جابجائی حلالها و سازگاری با محیط زیست، رویکرد جامعه جهانی را نسبت به خود افزایش داده است.
در پوشش‌های پودری از هر دو سیستم رزینی گرما سخت و گرما نرم استفاده میشود. از جمله پوشش اپوکسی به عنوان یک رزین گرما سخت (ترمو ست) به عنوان لایه اول به کار می‌رود. کاربرد این پوشش مشکلاتی از قبیل شره کردن، ایجاد حباب، مشکلات تنفسی که پودر سیالی شده اپوکسی ایجاد می‌کند، قیمت بالای پودر اپوکسی و …. است.
دراین میان، پلی اولفین‌ها (مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن) به علت داشتن شرایط فیزیکی – شیمیایی بهتر جایگاه مهمی را در پوشش‌های پودری به خود اختصاص داده‌اند. پلی پروپیلن به عنوان یکی از مهمترین رزین‌های گرمانرم (ترمو پلاست )، پلیمری با مقاومت ضربه‌ای خیلی خوب و مقاومت شیمیایی عالی در برابر حمله اسیدها، بازها و نمک‌ها است. همچنین دارای مزایایی چون غیر سمی بودن، بدون بو و ارزان قیمت بوده و به مقدار زیاد در داخل کشور تولید میشود. از این رو می‌تواند پوشش مناسبی جهت حفاظت فلزات در محیط‌های خورنده باشد.
مهمترین مشکل استفاده از پلی پروپیلن، قدرت چسبندگی ضعیف آن به فلزات به دلیل ساختار غیر قطبی آن است که این امر را می‌توان با اصلاح شیمیایی ساختار پلی پروپیلن مرتفع نمود. اصلاح ساختار پلی پروپیلن که شامل اتصال یک ترکیب آلی غیر اشباع در حضور پراکسیدهای آلی است، در حالت مذاب یا محلول انجام می‌گیرد، که در اغلب موارد به دلیل هزینه کم و عملکرد، آسان در حالت مذاب انجام می‌گیرد.
با استفاده از فناوری الکترواستاتیک پاششی، پودر پلی پروپیلن اصلاح شده را بر روی سطوح فولادی پوشش داده سپس اثر پارامترهای مختلفی از قبیل میزان انیدرید مالئیک، نقش کربنات کلسیم، میزان پایدارکنند‌ه حرارتی، نقش زیرلایه، طرز تهیه پودر و پیش گرم کردن در کیفیت پوشش پودری اعمال شده به روش الکترواستاتیک پاششی مورد بررسی قرار گرفته است.
فرآیند اکستروژن
برای انجام این کار، ابتدا انیدرید مالئیک و آغازگر دی‌کیومیل پراکسید را در حلال استن حل شده و سپس به پلی پروپیلن تر شده با استن اضافه شد. ترکیب حاصل توسط یک همزن مکانیکی بادور بالا به شدت به هم زده شد تا کاملاً یکنواخت شود. با پهن کردن نمونه روی یک سطح صاف در دمای محیط، اجازه خروج کامل استن داده شد. ترکیبات به دست آمده به قیف اکسترودر منتقل و اجازه داده شد تا در طی مدت زمان ۱۶۰ ثانیه، اتصال انیدرید مالئیک روی زنجیره پلی پروپیلن انجام شود.
تهیه پودر پلی پروپیلن
از دو روش برای تهیه پودر پلی پروپیلن استفاده میشود. در روش اول، گرانول‌های به حاصل شده از فرآیند اکستروژن ابتدا در حلال زایلن حل شده سپس سه مرتبه با استن شستشو داده میشود. در روش دوم، گرانول‌های اصلاح شده مستقیماً در تماس مستقیم با ازت مایع قرار گرفته و سپس در یک آسیاب کوچک، خرد شدند. پودرها، جهت جدایش انیدرید مالئیک واکنش نکرده طی فرایند اکستروژن و همچنین حلال زایلن به کار رفته در فرآیند اول، در یک خشک کن خشک شدند.
فراورش سطح کربنات کلسیم
برای انجام این کار، مقداری کربنات کلسیم را در یک مخلوط کن مجهز به همزن مکانیکی ریخته و به مدت ۵ دقیقه تا دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شود تا رطوبت موجود در آن خارج شود. سپس نسبت به کربنات کلسیم یک درصد وزنی از اسیداستئاریک را در مقداری تولوئن حل کرده و محلول حاصل به کربنات کلسیم اضافه میشود. نمونه را در دمایی نزدیک به نقطه جوش تولوئن، به مدت ۱ ساعت تحت جریان برگشتی قرار داده تا عمل فرآورش روی آن انجام شود. سپس با برداشتن کندانسور، اجازه خروج تولوئن داده شده و در نهایت محصول به دست آمده تا خروج کامل تولوئن در خشک کن قرار می‌گیرد.
ایجاد زیر لایه بر روی سطوح
زیر لایه با نام تجاری EC-3924B را در حلال تترا هیدرو فوران حل کرده سپس سطح فولادی به مدت ۱۰ دقیقه در آن غوطه ور میشود. پس از گذشت این زمان با تبخیر حلال، لایه نازکی از زیر لایه روی سطح نمونه‌ها تشکیل شد.
پاشش الکترواستاتیک پودر
باردارکردن و پاشش ذرات پودر روی صفحات فولادی با استفاده از دستگاه الکترواستاتیک پاششی مدل ITW GEMA PG انجام میشود. پوشش دهی سطح فولاد ساده کربنی با پودر تهیه شده با توزیع ذرات کوچکتر از ۲۰۰ میکرون و اعمال ولتاژ ۶۰ کیلوولت صورت می‌گیرد. سپس نمونه‌های پوشش داده شده را در یک خشک کن تونلی با جریان چرخشی هوا، در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد و به مدت ۲۰ دقیقه قرار داده تا یک لایه پوششی هموار و یکنواخت تشکیل شود.
کارگیری زیر لایه، موجب کاهش چسبندگی پوشش شده است. می‌توان علت کاهش چسبندگی در حضور زیر لایه را به عدم چسبندگی کافی بین لایه پوششی و زیرلایه و همچنین کاهش در ضخامت پوشش اعمال شده نسبت به سطح بدون زیر لایه نسبت داد. انتقال یون های آزاد تولید شده در طی فرآیند باردارکردن ذرات پودر را از طریق اتصال قطعه فولادی به زم ین انجام میشود و از این طریق امکان نشستن پودر بیشتر روی سطح میسر میشود. زیر لایه همانند یک عایق عمل کرده و از خروج یون‌های آزاد روی سطح قطعه به زمین جلوگیری به عمل می‌آورد. بنابراین، یون‌های آزاد با ایجاد یک دافعه الکتریکی، از نشستن بیشتر ذرات پودر روی سطح قطعه جلوگیری کرده و پوششی با ضخامت کمتر را نسبت به حالت بدون زیر لایه فراهم می‌سازد.
