Pigment Seçim Kriterleri
Bir pigment geliştirilirken ve seçimi esnasında üretici ve kullanıcı amaçlarına uygun farklı testler uygularlar. Bu makalede özellikle üreticilerin gerçekleştirdiği ve üzerinde durduğu kriterler üzerinde durulacaktır. Kullanıcılar da bu testlerin birçoğunu yapsa da bunların neler olduğu ayrı bir yazının konusu olacaktır.
Üreticilerin uyguladığı başlıca testler:
• Yüzey alanı – BET ve yağ absorpsiyonu,
• Dispersiyon,
• Reoloji,
• Renk tonu ve gücü,
• Kimyasal direnç,
• Dayanım _ iç ve dış,
• Aşırı boyama kalıcılığı,
• Pigmentin stabilitesi – flokülasyon, yüzme, taşkınlık,
• Parlaklık.
Bunlara biraz daha ayrıntılı bakarsak:
Pigment yüzey alanı için uygulanılabilecek en kolay test “Yağ Absorbsiyonu Testi” olmaktadır. Bu 100 gr pigmentin ne kadar keten yağı absorb etmesi ile belirlenir. Bu test “Rub Out” testi olarak tanımlanır ve bu miktar ne kadar az ise o kadar daha iyi akışı olacağı
anlamına gelmektedir.
• Pigment Yüzey Alanı için ayrıca BET Değeri belirlenir (Brunauer Emmet Teller). Spesifik yüzey alanı için azot absorbansına bakılır. Bu değer özellikle ne kadar katkıya ihtiyacı olduğunu öngörmekte kullanılır.
• Bir başka önemli test parçacık boyut dağılımının belirlenmesidir. Bir yığındaki pigment parçacıkları çok ufak taneciklerden iri taneciklere kadar değişik boyutlardadır. Bunların dağılımları incelendiğinde bir çan eğrisi oluşturduğu görülür ve bu çan eğrisinin maksimum olduğu tepe noktası ortalama parçacık boyutu hakkında bilgi verir.
Ancak bu çan eğrisi yaygın olabileceği gibi daha dar da olabilir. Dar olması büyük orandaki
parçacıkların ortalama parçacık boyutlarında olduğunu gösterir.
• Bir sonraki önemli test pigmentin dispersiyonunun incelenmesidir. Önceki testlerde yüzey
alanı, yağ absorpsiyon değerleri ve ortalama parçacık boyutu tespit edilen pigmentin BET
değeri sayesinde dispersiyon için ne kadar katkı ihtiyacı olduğu da ön görüldükten sonra dispersiyonu incelenir.
Dispersiyon yapılırken boyanın renk şiddeti belli bir değere (tercihan 100%) kadar artış gösterir. Bu noktada her bir pigment parçacığı birbirinden mümkün olan maksimum
oranda ayrılmış bulunmaktadır. Bu maksimum noktaya eriştikten sonra renk şiddeti belli bir
süreye kadar sabit kalır.
Ancak dispersiyon süresinin belli bir kritik noktaya erişmesinden sonra renk şiddeti geriye gitmeye ve düşme eğilimine girerek renk şiddeti zayıflamaya başlar. Bu test maksimum renk şiddetinin ne kadar bir sürede yakalanılabileceği ve ne zamandan itibaren sürdürülmemesi konusunda fikir verecektir. Dispersiyon süresinin optimum seviyede tutulması zaman kazanımı ve enerji tasarrufu açısından önemlidir.
• Optimum dispersiyon süresi belirlendikten sonra pigmentin istenilen reoloji’yi sağlayıp sağlamadığının belirlenmesi bir sonraki aşamayı oluşturmaktadır. Reoloji malzemenin akış ve deformasyonunun incelenmesidir. Bir boya sistemine eklenen pigment ortamın reolojik özelliklerini geri dönülmez şekilde değiştirir.
Bu alanda genel kullanılan terim viskozitedir. Viskozite, bir sıvı içinde hareket eden birçok nesne üzerindeki direnç, sürükleme veya sürtünme veya sıvının akışını engelleyen (moleküllerin kimyasal çekimi ve fiziksel şekli nedeniyle) dirençtir.
• Bir sonraki aşamada uygulanan test ise renk tonu ve gücünün testidir. Bu test en basit şekilde göz ile yapılabileceği gibi, bilimsel olarak Spectrofotometre yoluyla uygulanır. Pigment kullanım yerine göre belli oranlarda TiO2 ve TiO2 olmadan tam tonda test edilerek renk tonu ve şiddeti belirlenir.
• Renk ölçüm aşaması da geçildikten sonraki test pigmentin kimyasal direncinin belirlenmesidir. Bu test hem asidik hem de alkali ortamda uygulanır. Bu test sonucuna göre pigmentin kullanım yerine uygunluğu belirlenmiş olur.
• Kimyasal direnç kadar önemli bir başka test ise çözücü direncidir. Sıvı ortamda üretilen boyada veya film haline geldikten sonra pigmentin kuru film içinde hareketinin öngörülmesi önemlidir.
Pigment esas olarak kullanıldığı ortamdaki çoğunlukla bu sistem bir çözücü içereceğinden
bu çözücü içinde çözünmemesi beklenir. Ayrıca boya uygulanıp boya film tabakası içinden de pigmentler sistem her ne kadar katı görünse de hareket etme kabiliyetine sahip olabilmektedir ki buna kanama özelliği denilmektedir ve istenmeyen bir özelliktir. Bu özellik zayıf ise pigment eğer o film üzerine bir başka boya filmi uygulanmış ise o film içerisine hareket ederek üstteki film tabakasını boyayabilir.
• Nihai aşamaya gelirken en önemli bir özellik pigmentin uygulandığı ortamda renk tonu ve
şiddetini koruyabilmesidir. Bu özelliğin belirlenmesinde genelde yaygın hatalara yapılmaktadır. Güneş ve bir başka aydınlatıcı ışığının boya filmi üzerine düşüşü ile gelen ışığın görünür dalga boylarındaki absorbsiyon veya yansıtması sayesinde renk oluşur.
Pigmenti tahrip eden esas olarak da absorbe edilen görünür ışık enerjileridir. Bu neden ile bu test için en hızlı test yöntemi, güneş ışığını en yakın oluşturan WOM cihazıdır. Ancak yaygın olarak daha ucuz olan ve UV ışıması yapan UV-CON cihazları kullanılmaktadır.
Ancak, bu cihazlar pigment dayanımını değil UV’nin tahrip ettiği boya filmini oluşturan polimerik malzemeyi test amacı taşımaktadır. Oluşturulan boya filmi WOM cihazında kullanım yerine göre 250 saatten 4000 saate kadar bir sürede test edilir.
Doğal ortam sonuçları ile karşılaştırmalı yapılan çalışmalar ve bu dış ortamda absorbe edilen görünür ışık enerji miktarlarına göre yaklaşık 1200 saatlik WOM testi dış ortamdaki 1 yıla karşılık geldiği öngörülmektedir. Ancak dünyanın değişik bölgelerinde yapılan çalışmalar
yine de 100% bir eş değerlik olmadığını göstermektedir. Bu eş değerlik net olmasa bile bu
test pigmentin dayanımı hakkında en güvenilir test durumundadır.
Doç. Dr. Gürses Öner
Bölge Satış Müdürü – Türkiye
SUDARSHAN Chemical Industries Ltd.
