کاربرد اکسید آهن قرمز در تولید رنگ و رزین ها

اکسید آهن

اکسید آهن ترکیبی شیمیایی از آهن و اکسیژن می باشد. در کل 16 نوع اکسید آهن و اکسی هیدروکسید وجود دارد. در بسیاری از فرآیندهای طبیعی ژئولوژیکی و بیولوژیکی، این ماده نقش مهمی داشته و انسان ها از آن به عنوان رنگدانه، سنگ آهن و کاتالیزور در ترمیت به صورت گسترده استفاده می کنند. در صنایع، آهن اکسید مورد استفاده در دو نوع مختلف سنتزی و معدنی می باشد.

انسان ها از دوران غارنشینی از مواد رنگی استفاده می کردند. از رنگ برای ساخت کشتی ها و جلوگیری از نفوذ آب و پوسیدگی، حفاظت چوب در بناهای چوبی و جلوگیری از زنگ زدگی وسایل آهنی استفاده می شد. در گذشته، مردم دشت نشین فلات ایران با پیشرفت در کار و زندگی خود و توسعه محل سکونت، خانه های خود را تزئین کرده و محل اتاق ها را با اکسید آهن و سایر مواد، نقاشی می کردند و ظروف سفالی می ساختند.

ذخایر خاک سرخ و زرد در اشکال مختلف که در اثر هوازدگی در طبیعت ایجاد شده، می توان یافت. در جزیره هرمز، خاک سرخ با نام تجاری آخری، از جمله این ذخایر است. رنگ قرمزی این اکسید به علت وجود هماتیت در آن می باشد. نام این کانی، کلمه یونانی بوده و به معنای خونین است. از زمان های قدیم برای رنگ آمیزی و نقاشی ازخاک سرخ، که یکی از رنگدانه های معدنی طبیعی است، استفاده می شد و تقریبا از اولین کانی هایی بوده که توسط بشر به کار برده شد. نقاشی ها و تصاویر به جا مانده روی دیوارهای غارنشینی، آثاری از خاک سرخ و سایر رنگدانه های طبیعی اکسید آهن است. در آن زمان از خاک سرخ به عنوان رنگ برای تزیین و لعاب کاری سرامیک و کوزه های گلی استفاده می-کردند.

نحوه تولید اکسید آهن از طریق رسوب دهی سولفات آهن:

در این روش pH سولفات آهن کمتر از 3 بوده و در آب حل می شود. سپس به محلول بدست آمده، سدیم هیدروکسید اضافه کرده و هوادهی انجام می گیرد. به مرور pH محلول را تا 7 افزایش داده و هیدروکسید آهن به رنگ زرد تشکیل می شود. محلول بدست آمده فیلتر شده و کیک فیلتر که دارای هیدروکسید آهن است، از محلول جدا می شود. سپس آن را برای خشک و آسیاب شدن، به گرم-خانه منتقل می کنند. هیدروکسید آهن در اثر قرار گرفتن در هوای محیط، خیلی سریع به حالت پایدار اکسید آهن زرد تبدیل خواهد شد. محصول بدست آمده در اثر افزایش تدریجی دما به رنگ نارنجی، قرمز، قهوه ای و سیاه درمی آید.

کاربردهای اکسید آهن:

• تولید لوازم آرایشی و بهداشتی

• صنایع رنگسازی

• تولید کاشی و سرامیک

• ساخت انواع موزاییک های رنگی

تولید رنگ:

رنگ معمولا از رنگدانه، رزین، حلال، پرکننده و مواد افزودنی تولید می شود. در صنعت رنگ سازی، پیگمنت یا رنگدانه برای تولید رنگ پوشش براق، افزایش مقاومت و چسبندگی کاربرد دارد. پیگمنت ها به صورت معدنی (طبیعی و مصنوعی)، آلی (رنگی) و غیر پوششی یا اکستندر، مثل کربنات کلسیم، باریت و تالک، وجود دارد. پیگمنت معدنی طبیعی، سفید است. پیگمنت رنگی معدنی مصنوعی شامل: سرب قرمز، اکسید مس و پیگمنت های فلزی معدنی شامل: اکسید آهن زرد، اکسید آهن قرمز، اکسید آهن سیاه می-باشد. پيگمنت رنگی معدنی مصنوعی نیز شامل روی و پودر آلومینیوم برنز است.

عامل اصلی در تولید رنگ ها، رزین بوده و نامگذاری آن بر اساس منشا پیدایش و ساختار ملکول است. رزین برای نگهداشتن ذرات رنگدانه کنار هم و چسبندگی به سطح رنگ استفاده می شود. رنگ پلاستیکی طبق رزین پلی ونیل استات فرموله می شود. همچنین بر اساس رزین های اکریلیکی که پایه آب یا پایه حلال هستند، رنگ-های اکریلیکی ساخته شده و با توجه به نوع کاربرد و محل مصرف، رنگ اکریلیک نهایی تولید می شود. رزین های پایه حلال انواع مختلفی دارند. در بخش ساختمان، رایج ترین رزین های مبتنی بر حلال، عبارتند از رزین های آلکلیدی که بیشتر به عنوان رنگ فلز کاربرد دارد. اپوکسی، پلی استر و رنگ های پلی یورتان، از رزین های پوششی محافظ هستند که در صنعت بسیار استفاده می شوند.

اولین محصولات تولیدی از رزین ها، پرایمرها هستند که به ساده-ترین شکل تولید شده و اغلب در رنگ آمیزی های آستری کاربرد دارند. این محصولات علاوه بر نفوذ در زیر کار، اتصال بین رنگ و سطح را محکم تر می کنند. ماده دیگری که برای تولید رنگ به کار می رود، حلال است که برای رنگدانه و رزین ها به عنوان حامل عمل می کند و ممکن است آلی، معدنی یا آب باشد.

از مواد افزودنی جهت ارتقاء خواص، از جمله سهولت قلم خوری، افزایش مقاومت در برابر کپک، مقاومت خمشی، خشک شدن و خراش، استفاده می شود.