پیگمنت ضد خوردگی پایه سیلیکا (Silica Base Pigment)

معرفی اجمالی پیگمنت ضد خوردگی پایه سیلیکا (Silica Base Pigment)

در 25 سال گذشته، صنعت پوشش‌ها به سمت رنگدانه‌های بدون کرومات حرکت می‌کند. این تغییر جهت، از پوشش‌های مبتنی بر فلزات مختلف مانند کروم به پوشش‌هایی مانند رنگدانه سیلیس، سلامت محیط زیست را بهبود می‌بخشد. به همین خاطر می‌توانیم بگوییم که این ماده جایگزین موثری برای رنگدانه‌های حاوی فلزات سنگین است. رنگدانه سیلیس یا پیگمنت پایه سیلیکا، جامدی سفید رنگ به شکل پودر، غیر کریستالی و بدون بو می‌باشد. این ماده فاقد شماره‌ی CAS، نام اختصاری و نام اختصاصی آیوپاک است. ماده‌ی اولیه اصلی در ساختار رنگدانه سیلیس، سیلیس آمورف می‌باشد. به همین علت نام دیگر این ماده سیلیس آمورف است. از سیلیس آمورف به طور کلی در صنایع به عنوان عاملی ضدخورنده (مقاوم در برابر رطوبت) و عامل سخت‌کننده استفاده می‌شود. این ماده در صنایعی مانند رنگ‌ها، پوشش‌ها، چسب‌ها و… کاربرد دارد. رنگدانه سیلیس در اغلب حلال‌ها نامحلول می‌باشد. به طوری که می‌توانیم بگوییم این ماده هیچ حلالیتی در آب، اتانول و اکثر مواد قطبی و ناقطبی را ندارد.

به طور کلی سیلیس آمورف ماده‌ای غیر سمی در شرایط مساعد محیط می‌باشد. این ماده قابل اشتعال نیست و فقط تحت تأثیر دمای بسیار بالا می‌سوزد.

معرفی تخصصی سیلیس آمورف

ممکن است حین انجام تحقیقات در مورد این ماده‌ی پرکاربرد، به نام‌های دیگر این محصول برخورد کنید. رنگدانه ضد خوردگی سیلیس، آئروسل، سیلیکا آئروژل و خاک دیاتومه نمونه‌ای از این نام‌ها هستند.

همان‌طور که گفتیم، رنگدانه سیلیس در اکثر مواد حلالیت بسیار کمی دارد. اما می‌توانیم در شرایطی خاص مانند افزایش دما، حلالیت آن را در سایر حلال‌ها بیشتر کنیم. حالت مایع سیلیس آمورف، دارای ویسکوزیته‌ی بالایی می‌باشد. به صورتی که وقتی حالت مایع آن درون ظرفی قرار می‌گیرد، پس از مدتی کوتاه به شکل ظرف حالت می‌پذیرد. ویسکوزیته‌ی خاص این محصول باعث ایجاد ویژگی تیکسوتروپیک (Thixotropic) می‌شود. مواد تیکسوتروپیک دارای ویسکوزیته‌ی کاهشی نسبت به زمان هستند. به عبارتی ساده‌تر، هر چه این ماده بیشتر تکان بخورد، زودتر به شکل ظرف در می‌آید یا به عبارتی دیگر، در اثر تکان خوردن، ویسکوزیته‌ی آن کاهش می‌یابد و رقیق‌تر می‌گردد.

اثر تیکسوتروپیک سیلیس آمورف باعث می‌شود که ضخامت و ضدخورندگی سایر محصولات را افزایش دهد. کاربرد اصلی این محصول نیز همین مورد می‌باشد. در فرمولاسیون پوشش ضد خوردگی، رنگدانه سیلیس به عنوان یک افزودنی ضخیم‌کننده، تیکسوتروپیک، ضد ته‌نشینی، تعلیق و… استفاده می‌گردد. به صورت کلی این ماده بیشترین مقاومت در برابر آب و پاشش نمک را از خود نشان می‌دهد.

درباره نحوه­ تولید و فرمولاسیون سیلیس آمورف

همان‌طور که در تصویر مشاهده می‌کنید، این ماده نوعی پلیمر می‌باشد که فرمول مولکولی و شیمیایی معینی ندارد. این مولکول جزو مولکول‌های سنگین به حساب می‌آید.

این رنگدانه به طور کلی بر پایه‌ی سیلیس آمورف سنتز می‌شود. این فناوری بسیار فناوری پیچیده و ویژه‌ای می‌باشد. در فرایند ستنز، کلسیم و منیزیم برای تبادل با گروه هیدروکسیل و سیلسیم مخلوط می‌گردند. از مخلوط این مواد، رنگدانه ضد خوردگی به دست می‌آید. اثر تیکسوتروپیک سیلیس باعث می‌شود که پوشش دارای خاصیت ضدخوردگی عالی و عملکرد ساخت و ساز سایر مواد را بهبود بخشد. هنگامی که دی اکسید سیلیسیم (SiO₂) در مایع غیر قطبی مخلوط می‌شود، گروه‌های سیانول روی سطوح ذرات مختلف، پلیمر تشکیل می‌دهند. ترکیب و تشکیل این ساختار سه بعدی باعث ایجاد ضخامت اثر می‌شود.

کاربرد رنگدانه سیلیس در صنایع مختلف

به طور کلی، سیلیس آمورف به عنوان عامل ضد رطوبت و ضد خوردگی در موادی مانند فولاد، آلیاژ، کویل‌های فلزی، ماشین آلات ساختمانی، کانتینرها، کشتی‌ها و پل‌ها استفاده می‌شود. این ماده دارای اثر ضد زنگ قوی برای بسترهای فلزی مختلف (مانند فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، آلیاژها و…) است. از پیگمنت پایه سیلیکا در پنل‌های لوازم خانگی و پوشش‌های خودرو نیز استفاده می‌شود. با توجه با ویژگی آب گریزی سیلیس آمورف، از آن در موادی مانند پلاستیک‌های صنعتی، پلاستیک اصلاح شده و لاستیک سیلسیم استفاده می‌گردد.

این ماده دارای خاصیت‌های دیگری نیز می‌باشد. از دیگر خاصیت‌های مهم پیگمنت پایه سیلیکا می‌توانیم به استفاده از آن در صنایع مختلف به عنوان یک عامل ضد ته‌نشین اشاره کنیم. این ماده در رنگ‌ها، پوشش‌ها، جوهر‌ها و تونر‌ها به عنوان عامل ضد ته‌نشین استفاده می‌شود. از دیگر ویژگی‌های رنگدانه سیلیس، می‌توانیم به استفاده آن به عنوان عامل ضخیم‌کننده اشاره کنیم. از این ویژگی در صنایع رنگ و پوشش، چسب‌ها و سایر مایعات قطبی مانند رزین اپوکسی استفاده می‌گردد.

سایر کاربردهای صنعتی پیگمنت پایه سیلیکا

• پوشش هواپیما
• پوشش‌های انواع تجهیزات سنگین
• پوشش مبلمان فلزی
• و…

نحوه حمل و نقل و نگهداری سیلیس آمورف

این ماده به صورت کلی در مکانی به‌دور از رطوبت، سرد و با سیستم تهویه‌ی مناسب نگهداری می‌شود. بهتر است برای احتیاط بیشتر، جدا از سیستم تهویه‌ی عمومی، از سیستم تهویه‌ی موضعی استفاده نمایید. از مواجهه‌ی رنگدانه سیلیس با مواد و مخلوط‌های ناسازگار، پیشگیری کنید. این ماده هیگروسکوپیک است. به موادی که جاذب آب یا رطوبت هوا هستند، هیگروسکوپیک می‌گویند. به همین خاطر سیلیس آمورف باید در مکانی خشک و به‌دور از رطوبت هوا نگهداری شود. گرد و غبارات این ماده موجب تحریک ریه می‌شوند. به همین علت باید از ایجاد گرد و غبار در محیط نگهداری جلوگیری کنید. پس برای جلوگیری از این اتفاق، ظروف حاوی این ماده، باید درب‌بسته باشند. از هر گونه آسیب فیزیکی ظروف که باعث پخش محتویات آن می‌شود، به شدت پرهیز کنید.

این ماده درون کیسه‌های پلمپ 25 کیلوگرمی جابه‌جا می‌شود. بر روی ظروف نگهداری و حمل و نقل سیلیس آمورف، دو برچسب ایمنی وجود دارد. این دو علامت سمی حاد و خطر برای سلامت انسان هستند. هنگام جابه‌جایی کیسه‌های حاوی این ماده، از آسیب فیزیکی به کیسه‌ها جلوگیری کنید.

نکات مربوط به حفظ ایمنی در برابر پیگمنت پایه سیلیکا

همان‌طور که متوجه شدیم، ماده‌ی اصلی سازنده‌ی رنگدانه سیلیس، سیلیس آمورف می‌باشد. سیلیس آمورف طبق طبقه‌بندی NFPA یا لوزی آتش، ماده‌ای اشتعال پذیر نمی‌باشد. این ماده در هر شرایطی حتی در دمای بسیار بالا، پایداری خود را حفظ می‌کند. به همین علت می‌توانیم بگوییم سیلیس آمورف همیشه پایدار است. این ماده دارای خطرات معدودی برای سلامتی انسان می‌باشد. به طوری که در شرایط خاص می‌تواند باعث ایجاد  مشکلات موقت در سلامتی انسان شود.

همان‌طور که اشاره کردیم، این محصول باعث ایجاد یک سری مشکلات بر روی بدن انسان می‌شود. استنشاق طولانی مدت این ماده، باعث ایجاد بیماری‌هایی مانند افسردگی و اختلال در سیستم عصبی می‌گردد. همچنین رنگدانه سیلیس موجب تحریک چشم و سیستم تنفسی می‌شود.

با توجه به آسیبی که این ماده به بدن وارد می‌کند، بهترین راه برای پیشگیری از آسیب بدن، جلوگیری از مواجهه با سیلیس آمورف است. به همین خاطر هنگام کار در محیط آزمایشگاه، از عینک ایمنی استفاده کنید. بهتر است هنگام جابه‌جایی این محصول، از دستکش محافظ استفاده شود. همچنین برای جلوگیری از ورود ذرات رنگدانه سیلیس به ریه، از ماسک‌ مخصوص یا محافظ تنفسی استفاده کنید. این نکته را در نظر بگیرید که در محل آزمایشگاه چیزی نخورید و سیگار نکشید تا از ورود این ماده به بدنتان تا حد ممکن جلوگیری شود.

نکات ایمنی مربوط به چشم

اگر سیلیس آمورف به چشم قربانی برخورد کرد، ابتدا وی را از نظر وجود لنزهای بررسی کنید. توجه داشته باشید که در صورت وجود هر گونه لنز، باید از چشمان وی خارج گردد. سپس چشم‌ها را به مدت 30 دقیقه به وسیله‌ی آب یا محلول نرمال سالین شستشو دهید. در حین شستشو، پلک‌های بالا و پایین قربانی را باز و بسته کنید. این عمل سبب می‌شود تا آلودگی از تمام سطوح چشم پاک شود. حتی اگر بعد از شستشوی چشم، قربانی در چشمان خود احساس سوزش نمی‌کرد، وی را سریعاً به بیمارستان منتقل کنید.

نکته‌های مهم ایمنی در خصوص پوست

در صورتی که آلودگی رنگدانه سیلیس به سطح پوست قربانی سرایت کرد، محل آلوده را با آب و صابون فراوان به مدت چند دقیقه بشویید. اگر آلودگی به لباس قربانی سرایت کرده بود، لباس‌های آلوده را از بدن وی خارج کنید. بعد از انجام شستشو، سوزش یا عدم سوزش را در پوست قربانی جویا شوید. اگر پوست وی دچار قرمزی و سوزش نشد، نیازی به انتقال وی به بیمارستان نیست. در غیر این صورت فوراً قربانی را به بیمارستان انتقال دهید.

نکات ایمنی مربوط به تنفس

بعد از استنشاق سیلیس آمورف، سریعاً منطقه‌ی آلوده را ترک کنید. به محلی دارای هوای تازه بروی و نفس عمیق بکشید. اگر قربانی بی‌هوش بود، موارد حیاتی را در بدن وی ارزیابی کنید. اگر قربانی نفس نمی‌کشید، به وی تنفس مصنوعی دهید. در صورتی که قربانی نبض نداشت، CPR را شروع کنید. بعد از انجام این اقدامات، از باز بودن مجرای تنفسی قربانی اطمینان یابید. سپس با پزشک تماس بگیرید و مورد را گزارش دهید و سریعاً وی را به بیمارستان منتقل کنید.

نکته‌های مهم ایمنی در خصوص بلع

اگر قربانی دچار بلع رنگدانه سیلیس شد، در اولین قدم باعث استفراغ وی نشوید. همچنین تا حد امکان از استفراغ وی جلوگیری کنید. برگشت محتویات معده به سمت دهان، آسیب‌های جدی برای شش‌ها و مری ایجاد می‌شود. سپس به قربانی دو لیوان آب بدهید تا محتویات درون معده‌اش رقیق گردد. اگر قربانی بی‌هوش یا در حال تشنج بود، به هیچ عنوان از طریق دهان به وی چیزی ندهید. مجرای تنفسی وی را باز بگذارید. سرش را کمی پایین‌تر از سطح بدنش قرار دهید و مکان را گرم نگهدارید. سپس با پزشک تماس بگیرید و آماده‌ی انتقال وی به بیمارستان شوید.

نکات مربوط به اطفای حریق

همان گونه که قبل‌تر اشاره کردیم، این ماده اشتعال پذیر نمی‌باشد. پس نیازی به فرایند اطفای حریق ندارد. اما در صورتی که آتش‌سوزی در محیط نگهداری سیلیس آمورف شکل گرفت، از مواد شیمیایی خشک، CO₂ و آب برای اطفای حریق استفاده کنید.

نکته‌های مهم ایمنی در خصوص دفع

مطلوب‌ترین راه برای دفع رنگدانه سیلیس، سوزاندن آن است. اما هر زباله‌سوزی برای این ماده مناسب نیست. این ماده در کوره‌های گازسوز دفع می‌شود. این کوره‌ها نیازمند سیستم تهویه مناسب هستند. زیرا ورود بخارات حاصل از سوختن رنگدانه سیلیس به جو کره‌ی زمین، خوشایند نیست. روش‌هایی مانند دفع در زیر خاک یا دفع به فاضلاب، توصیه نمی‌شود.