طرح ها

تولید نانورنگ‌دانه آبی فتالوسیانین مس


هدف اصلی این طرح دستیابی به تولید صنعتی رنگدانه فتالوسیانین آبی مس با توجیه اقتصادی و کیفیت بالا
ست. مهمترین دستاورد این طرح، دستیابی به اندازه ذرات در حد نانو برای رنگدانه فتالوسیانین مس با روشی جدید است.

 رنگدانه‌ها مواد جامد تزئينی هستند که در شکل‌ها و اندازه‌های مختلف در حلالهای مربوطه به‌کار مي‌روند. رنگ آبی که از جمله رنگ‌های اصلی است، برای تولید طیف گسترده‌ای از رنگ‌های ترکیبی نیز به‌کار می‌رود و به همین دلیل بازار مصرف قابل توجهی در داخل کشور دارد. این رنگدانه‌ها در صنايع رنگسازی نقش مهمی از قبيل ايجاد رنگ، پوشش، براقيت، سختی، مقاومت، حفاظت و افزايش چسبندگی ايفا می‌نمايند. بنابراین اقدام به تولید نمونه داخلی می‌تواند بستر مناسبی را برای پیشرفت در زمینه تولید رنگدانه‌ها و کاهش واردات و وابستگی به کشورهای صنعتی فراهم آورد. معمولاً رنگدانه‌ها را بر اساس انواع مواد رنگ‌زا و شیمیایی به رنگدانه‌های معدنی یا طبیعی و رنگدانه‌های آلی طبقه‌بندی می‌کنند. رنگدانه‌های آلی و معدنی می‌توانند طبیعی یا سنتز شده باشند. رنگدانه‌های معدنی  که از خانواده اکسید آهن می‌باشند عبارتند از: گل اخرا، گل ماشی (خاک سرخ)، اخرای زرد، اکسیدهای آهن قرمز و زرد و سیاه. امروزه کاربرد رنگدانه‌های آلی به مراتب بیشتر از رنگدانه‌های معدنی است. برخی از جدیدترین رنگدانه‌ها، ساختمان آلی فلزی دارند. بیشتر رنگدانه‌های آلی مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب شده‌اند. از مهمترین رنگدانه‌های آلی می‌توان به گروه فتالوسیانین‌ها اشاره کرد که طیف رنگهای آبی و سبز را در برمی‌گیرند. فتالوسیانین مس، رنگدانه‌ای آبی است که به علت خواص مقاومتی خوب در برابر عوامل مختلف، یک رنگدانه با ارزش به شمار می‌رود.

رنگدانه‌های آلی به صورتی که امروزه در صنعت استفاده می‌شوند در طبیعت یافت نمی‌شوند و تقریباً همه آنها سنتزی می‌باشند. در حال حاضر روش فتالیک انیدرید/اوره مهمترین مسیر صنعتی در تولید رنگ آبی فتالوسیانین مس محسوب می‌گردد.

 فتالیک انیدرید و اوره، به همراه مس (II) کلرید و کاتالیزور، تا دمای مناسب حرارت‌دهی می‌شوند. دی اکسید کربن و آمونیاک آزاد می‌شود که نشان از انجام واکنش است. پس از ۲ الی ۳ ساعت واکنش کامل شده و بازده حدود ۸۵ الی ۹۰ درصد خواهد داشت. نانورنگ‌دانه بدست آمده دارای خواص نوری مناسب و پوشش سطحی و رنگ‌دهی بالا خواهد بود. همچنین حلال واکنش بطور کامل قابل بازیافت است و علاوه بر کاهش هزینه‌ها، فرآیند تولید فاقد هرگونه آلودگی زیست محیطی است.

مراحل تولید نانو رنگدانه فتالوسیانین مس

تشکیل آرایه‌های منظم نانورنگ‌دانه در تصویر SEM به وضوح قابل مشاهده است. نانوساختارها با اندازه متوسط ۳۵ نانومتر روی سطح به خوبی تشکیل شده‌اند. آنچه در صنعت رنگ اهمیت دارد تولید رنگدانه‌هایی با اندازه کمتر از ۲۰ میکرومتر است زیرا ذرات با اندازه ریزتر در حلال بهتر باز می‌شوند و به دلیل مساحت سطح بالا می‌توانند رنگدهی بالایی داشته باشند. همچنین پوشش سطحی بالای رنگ در اثر نسبت بالای سطح به حجم حاصل می‌شود. به عبارت دیگر رنگدانه ریزتر قابلیت تولید رنگی را فراهم می‌کند که یک مقدار مشخصی از این رنگ، توانایی ایجاد یک فیلم رنگ با مساحت بیشتر از رنگدانه‌های بزرگتر را دارد. بنابراین کیفیت بالای رنگدانه نانومتری تولید شده قابل توجیه است. تحویل محصول این طرح به رنگ‌ساز جهت تهیه رنگ (که در اثر اختلاط رنگدانه با حلال و رزین حاصل می‌شود) نیز رضایت رنگساز را در پی داشته است. 

آنالیز گرما وزنی (TGA) انجام شده مقاومت حرارتی بالای این محصول تا دمای حدود ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد که این رنگدانه را برای فعالیت‌های صنعتی دمای بالا مناسب ساخته است.

  • تولید صنعتی این محصول در داخل کشور 
  • رنگدهی بالای نانورنگدانه حاصل تا سه برابر نمونه‌های مشابه 
  • حذف واکنش‌های ناقص و عدم استفاده توده‌ای از مواد اولیه 
  • افزایش راندمان واکنش نسبت به روش‌های موجود (از ۶۵ درصد به بیش از ۸۵ درصد) 
  • حذف حلال‌های سمی و استفاده از حلال سازگار با محیط زیست و قابلیت بازیافت حلال 

  • صنایع رنگ‌های نقاشی، جوهرسازی، رنگ‌سازی
  • صنایع نساجی
  • صنایع خودروسازی
  • صنایع دستی و هنرهای تجسمی
  • صنایع لاستیک و صنایع شیمیایی
برگشت