كيف تؤثر الطلاءات المائية والنفطية على أداء المواد

إن تطبيق طبقة واقية على مواد مثل الخرسانة أو الفولاذ أو الألومنيوم أو الخشب له تأثير مباشر على أداء الركيزة بمرور الوقت، لذا فإن الاختيار بين طلاء يعتمد على الزيت أو طلاء مائي هو أكثر من مجرد خيار جمالي أو بيئي.

1. الالتصاق والترابط بالركيزة

الروابط الكيميائية والرسو الفيزيائي

يجب أن يلتصق الطلاء جيدًا بالركيزة حتى يعمل بشكل فعال. بالنسبة للعديد من المعادن (مثل الألومنيوم والفولاذ المجلفن)، يعتمد الالتصاق على الروابط الكيميائية، والتشابك الميكانيكي، والمعالجة المسبقة للركيزة (التنظيف، والتخشين، والتمهيدي). سواء كنت تستخدم طلاءًا مائيًا أو طلاءًا زيتيًا، فإن إعداد السطح أمر بالغ الأهمية.

غالبًا ما تشتمل الطلاءات ذات الأساس المائي على مجموعات وظيفية (مثل عوامل اقتران الهيدروكسيل أو الكربوكسيل أو السيلاني) للربط كيميائيًا بطبقات الأكسيد على المعادن. تم تصميم الأنظمة الحديثة المنقولة بالماء لتحقيق التصاق قوي حتى على الأسطح المعدنية المعالجة مسبقًا.

غالبًا ما تخترق الطلاءات الزيتية (مثل الأنظمة التي تحمل الألكيد أو بذر الكتان أو المذيبات) الخشونة الدقيقة وتعالج لتشكل أغشية كثيفة، والتي يمكن أن توفر قوى فان دير فالس القوية، والتشابك، والالتصاق البيني.

تأثير الإجهاد المتبقي

أثناء المعالجة، تنكمش الطلاءات أو تولد ضغطًا داخليًا. إذا كان الضغط كبيرًا جدًا، فقد ينسحب بعيدًا عن الركيزة أو يحدث شقوقًا صغيرة. نظرًا لأن الطلاءات الزيتية غالبًا ما يتم معالجتها عن طريق التشابك التأكسدي (الذي يمكن أن يسبب الانكماش)، فإنها قد تولد ضغوطًا متبقية أعلى، خاصة على الركائز الصلبة. قد تسمح الطلاءات ذات الأساس المائي، مع المزيد من التحكم في التشابك، بمزيد من تخفيف الضغط، مما يقلل من خطر التصفيح في ظل ظروف معينة.

2. التمدد الحراري والمرونة ومقاومة التشقق

مطابقة معامل التمدد الحراري (CTE).

تتوسع الركائز مثل الألومنيوم أو الفولاذ وتتقلص مع تغيرات درجة الحرارة. إذا كان CTE للطلاء غير متطابق بشكل كبير مع الركيزة، فإن الضغوط الحرارية الدورية يمكن أن تؤدي إلى تدهور الطلاء.

غالبًا ما يُظهر الطلاء ذو ​​الأساس المائي مرونة ومرونة أفضل، مما يسمح له باستيعاب حركات الركيزة بشكل أفضل. وهذا يقلل من خطر التشقق أو التصفيح أو التعب خلال الدورات المتكررة.

إن الطلاء المعتمد على الزيت، خاصة الذي يعالج طبقة صلبة، قد يقاوم حركة الركيزة بشكل أقل، مما يتسبب في حدوث شقوق صغيرة تحت التدوير الحراري أو الاهتزاز الميكانيكي.

وبالتالي، بالنسبة للركائز الخاضعة لدورات حرارية متكررة (مثل الألواح الخارجية والأسقف والواجهات)، فإن النظام الذي ينقله الماء جيدًا في كثير من الأحيان يزيد من طول عمر نظام الطلاء والركيزة.

التأثير على التعب والإجهاد الميكانيكي

في الأعضاء الهيكلية المرنة (الألواح المعدنية أو الحزم أو الأطر)، يجب أن تتحمل الطلاءات الانحناء أو الاهتزاز أو الأحمال الميكانيكية الدورية. إن الطلاء ذو ​​الأساس المائي الذي يحتفظ بالمرونة تحت الضغط يكون أقل عرضة للتشقق أو التقسيم. في المقابل، قد تكون الطبقة الصلبة ذات الأساس الزيتي أكثر هشاشة في ظل الانثناء المتكرر، خاصة مع مرور الوقت أو في ظل التعرض للأشعة فوق البنفسجية.

3. سلوك حاجز التآكل والرطوبة

خصائص الحاجز

يتمثل الدور الحاسم للطلاء في الحد من دخول الرطوبة والأيونات (مثل الكلوريد) والأكسجين. كلما كان الحاجز أفضل، كلما زادت الحماية التي تتلقاها الركيزة من التآكل. يمكن أن تكون كل من الطلاءات ذات الأساس المائي والزيتي بمثابة حواجز جيدة، لكن التركيبة والسمك مهمان.

يمكن للطلاءات الحديثة ذات الأساس المائي، عند صياغتها بمواد صلبة عالية، وروابط متشابكة، ومضافات كارهة للماء، أن تشكل أغشية كثيفة تقاوم نفاذ الماء بشكل جيد.

تتمتع الطلاءات الزيتية تاريخيًا بخصائص حاجزة قوية بسبب الشبكات الكثيفة الكارهة للماء والتي تكونت بعد المعالجة.

التآكل تحت الفيلم والتفكك الكاثودي

عندما يبدأ التآكل عند العيوب أو الحواف، فإن قدرة الطلاء على مقاومة انتشار التآكل تحت الغشاء أمر مهم. تعاني الطلاءات الصلبة أحيانًا أكثر من التقويض، حيث تسمح الشقوق الصغيرة للرطوبة بالزحف تحت الحواف. قد تقاوم الطلاءات المرنة أو شبه المرنة التي تنقلها المياه انتشار التصفيح، مما يحد من انتشار التآكل.