امروزه رنگ‌های ضد خزه در صنایع دریایی بسیار مرسوم و پرکابرد هستند.این رنگ‌های ضدخزه جهت اعمال بر روی قسمت‌های مختلف کشتی که در تماس با آب هستند، به کار می‌رود و باعث می‌شوند تا طی مکانیسمهایی فرایند خزه‌گرفتن در بدنه کشتی‌ها را دچار اختلال نمایند. برای شناخت رنگ‌های ضدخزه نخست باید اطلاعاتی راجع به خزه‌ها داشته باشیم.خزه‌های دریایی از چسبیدن بارناکل‌ها(barnacle)،جلبک‌های درشت(macro algea) و مواد لیز و لزج میکروبی(microbial slimes) بوجود می آید که این لایه چسبنده مشکلات زیادی را از قبیل افزایش زبری سطح، افزایش نیروی اصطکاک بین آب دریا و کشتی در حال حرکت،افزایش هزینه مربوط به سوخت مصرفی، تخریب پوشش بدنه و تعمیر آن،افزایش خوردگی و زیان‌های ناشی از آن و افزایش زمان توقف در محل مخصوص تعمیر بدنه کشتی برای کلیه سطوح ثابت و متحرک دریایی به وجود می‌آورد.
برای خرید و استعلام قیمت رنگ ضدخزه دریایی کلیک کنید.
بارناکل‌ها پس از حدود48 ساعت به سختی به بدنه کشتی می‌چسبند. این جانداران برای حیات خود به نورخورشید احتیاج ندارند به همین خاطر می‌توانند در تمام قسمت‌های یک کشتی که در تماس با آب دریا است، به زندگی خود ادامه دهند.یکی دیگر از عوامل موثر در رشد خزه‌گرفتن،سرعت کشتی‌هاست. اگر این کشتی مدت زمان بیشتری در توقف باشد، رشد این خزه‌ها بیشتر می‌شود.
مبارزه با خزه‌ها از گذشته نیز وجود داشت. در گذشته از قیر برای پوشش ضد خزه در قایق‌های چوبی استفاده می‌شد اما با پیشرفت صنایع دریایی و گسترش علوم از ترکیبات آرسنیک و قلع به عنوان رنگ دریایی ضدخزه استفاده کردند.از جمله ترکیبات قلع می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تری بوتیل تین اکساید (TBTO)
- تری بوتیل تین فلوراید (TBTF)
- تری فنیل تین فلوراید (TPTF)
- تری بوتیل تین اکریلات (TBTA)
- تری بوتیل تین متیل متاکریلات (TBTMMA)
با توجه به قوانین محیط زیستی که سازمان بین االمللی دریایی در سال 2008 میلادی به تصویب رساند استفاده از رنگ‌های دریایی ضدخزه حاوی ترکیبات قلع ممنوع شد.
همچنین از ترکیبات مس مانند اکسید مس(II)، تیوسیانات مس و سولفید مس نیز به عنوان ضد خزه استفاده می شوند البته کاربرد این ترکیبات هم با محدودیت رو به رو است اما به مراتب مخاطرات زیست محیطی کمتری نسبت به ترکیبات قلع دارند.
مکانیزم عملکرد پوشش‌های ضدخزه چیست؟
به طور کلی رنگ‌های ضد خزه استفاده شده از گذشته تاکنون دارای مکانیزم‌های زیر هستند:
رزین محلول-خزه‌کش محلول
در این حالت ماده خزه‌کش در بایندری که نسبتا در آب دریا قابل حل است،دیسپرس می‌گردد.از این رو توزیع ماده سمی در سطح رنگ‌های دریایی باید موزون باشد تا کارایی مطلوب را به دست دهد.برای تهیه این نوع از پوشش‌های ضد خزه معمولا از ترکیباتی نظیر اکسید مس،رزین و روغن‌های خشک‌شونده استفاده می‌شود.ایراد این نوع از پوشش‌ها کاهش عملکرد آن با گذشت زمان است.بعد از گذشت مدتی این خزه کش‌ها در پوشش دیگر نمی‌توانند در آب حل شوند و بازده مطلوب را داشته باشند.طول عمر رنگ‌های ضدخزه که در فرمولاسیون آن‌ها از ترکیبات مس استفاده شده تقریبا 12 ماه است.
رزین نامحلول-خزه‌کش محلول
اگر رزین جرم مولکولی بالا داشته باشد دیگر به مقدار کافی در آب حل نمی‌شود و تنها خزه‌کشِ موجود در سطح بدنه با محیط دریا محلول خواهد بود که باعث می‌شود خزه‌ها از بین بروند.البته کاهش آزادسازی بایوسایدها از رزین که عموما وینیلی هستند به عنوان یک نقیصه در این مکانیزم مشاهده شده است ولی در این نوع از رنگ‌های ضدخزه که علاوه بر ترکیبات مس،TBTO , TBTF نیز وجود دارد به بیش از دو سال می‌رسد.
خود صیقل شونده(رنگ‌های ضدخزه خود صیقل شونده)
در این نوع پوشش‌های ضد خزه ،رزین موجود در رنگ با خزه‌کش پیوند برقرار کرده و به محض تماس با آب، خزه کش آزاد می‌گردد.مکانیزم عملکرد این نوع از پوشش ها شبیه به رزین محلول-خزه‌کش محلول است با این تفاوت که با هم پیوند شیمیایی برقرار کرده‌اند.لایه آزاد شده از سطح باعث می‌شود تا بدنه شناور همواره صاف و صیقلی بماند.
خزه جدا
رنگ‌های دریایی ضدخزه با این مکانیزم دارای کارایی بالاتر و بروزتر هستند.نتایج تحقیقات محققین نشان داد چسبندگی خزه‌ها بر روی سطح تحت تاثیر دو پارامتر اساسی کشش سطحی و مدول الاستیک می‌باشد.در این نوع از رنگ‌های ضدخزه اساساً خزه‌ها نمی‌توانند به بدنه کشتی بچسبند.آزمایشات متعدد بر روی رزین‌های مختلف اثبات کرد که رزین‌های بر پایه پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) به دلیل داشتن انرژی سطحی پایین و همچنین میزان مدول الاستیک،کمترین میزان چسبندگی نسبی به خزه را در مقایسه با پلیمرهای دیگر دارا هستند.در مبحث رنگ‌های ضدخزه خاصیت آبگریزی (هیدروفوبیک) بسیار حائز اهمیت است.هرچه رنگ خاصیت آبگریزی بیشتری داشته باشد،میزان خزه‌های جذب شده نیز کاهش خواهد یافت.بدین منظور استفاده از نانو ذرات سیلیکا خاصیت آبگریزی رنگ‌های ضدخزه را تقویت می‌کند.
پدیده نیلوفر آبی
سطوح آبگریز(خودتمیز شونده) اولین بار با مطالعه ریز ساختار برگ نیلوفر آبی که بر خلاف ظاهر صافش،دارای سطحی زبر در مقیاس میکرو و نانو است،مطرح شد.در این گیاه آب به محض تماس با سطح به شکل قطرات کروی تجمع یافته و با لغزش از روی سطح ،ذرات آلودگی‌ها و خاک را با خود می‌برد.بنابراین سطوح آبگریز با سازوکاری مشابه با برگ نیلوفر آبی،علاوه بر دفع آب از روی سطح،توانایی دفع آلودگی‌ها شامل ذرات جامد گرد و خاک ،مایعات آلی و آلودگی‌های زیستی را نیز دارد.
در حال حاضر پیشرفت‌ها و مطالعات در خصوص نانو پوشش‌های آبگریز بسیار گسترده شده و همچنان هم در حال تکمیل شدن است.
البته در این مکانیزم برای رنگ‌های ضدخزه لازم است تا کشتی‌ها با سرعت مناسب درحال حرکت باشند و تقریبا معادل 15 گره دریایی سرعت داشته باشند.ترکیبات دارای فلوئور(مانند ظروف آشپزی تفلون) نیز به دلیل کشش سطحی بسیار پایین و خاصیت آبگریزی مناسب آن‌ها می توانند استفاده شوند.به عنوان مثال پلی سیلوکسانها با زنجیر جانبی فلوئور و هگزیل متیل سیلوکسان یا تری فلوئورو پروپیل متیل سیلوکسان خاصیت آبگریزی بسیار خوبی به دست می‌دهند.
نکته قابل ذکر این است که سیلوکون‌ها خود به تنهایی انرژی سطحی بالایی دارند اما چه‌چیز باعث می‌شود تا این مواد خاصیت آبگریزی داشته باشند؟باید گفت که سیلیکون ها را به وسیله گروه‌های آبگریز مانند اتیلن یا متیلن پیوند می‌دهند تا آبگریز شوند.
نکته مهم دیگر در آبگریزی پوشش‌ها و رنگ‌های دریایی زبری سطح است.هنگامی که یک قطره آب بر روی سطح قرار می‌گیرد می‌تواند اشکال مختلف زیر را به خود بگیرد:
درشکل سمت چپ قطره سطح زیرآیند را به خوبی تر می‌کند(خاصیت آبدوستی).در شکل وسط قطره کمی سطح زیرآیند را تر کرده است ولی در شکل سمت راست قطره سطح را تر نمی‌کند(خاصیت آبگریزی سطح).
همانطور که ملاحظه می‌شود هر چه زاویه تماس(θ) کوچکتر باشد،قطره سطح رابه مقدار بیشتری تَر( wet) می‌کند و خاصیت آبدوستی بیشتر خواهد بود.بنابراین برای دست‌یابی به سطوح آبگریز باید زاویه ای در حدود 120 درجه به بالا داشت.به همین خاطر است که اغلب روغن‌ها با آب سازگار نبوده و قطرات آب بر روی سطوح روغنی به صورت کروی در می‌آیند.پس روغن‌ها خاصیت آبگریزی دارند.
با استفاده از زبری سطح در مقیاس نانو می‌توان این خاصیت آبگریزی را تقویت کرد.
در پایان می توان اشاره کرد که تحقیقات امروزی بیشتر بر مبنای نانو ذرات صورت می گیرد و دانشمندان با استفاده از این تکنولوژی به نانو ذراتی مانند سیلیکا یا دی اکسید تیتانیوم دست پیدا کرده اند که خواص آبگریزی بالایی از خود نشان می دهد.در نانوذرات تیتان با استفاده از یکسری واکنش های فوتوکاتالیستی از جذب آلودگی به سطح جلوگیری به عمل می‌آید که نیاز است تا در جای خود بحث گردد.
ثبت ديدگاه