ارتقا پخش‌شوندگي رنگدانه‌هاي كربن سياه در محيط‌ هاي آبي و بهينه‌سازي فرآيند به روش رويه پاسخ

Dispersibility Promotion of the Carbon Black Pigments and Optimization of the Process Via Response Surface Methodology (RSM)

يكي از مشكلات صنعت رنگ و جوهر، پخش كربن سياه در محيط آبي مي‌باشد. به منظور رفع اين مشكل، اصلاح سطحي رنگدانه‌هاي كربن سياه با استفاده از دي آزوتاسيون اسيد سولفانيليك و واكنش آن با اين رنگدانه در دستوركار قرار گرفت. به علت تعدد عوامل اثرگذار، از روش رويه پاسخ (RSM) براي يافتن حدود مناسب استفاده گرديده و اثر چهار عامل دما، مقدار اصلاح‌كننده، زمان فراصوت وpH اصلاح در 5 سطح بررسي گرديد. خواص رنگدانه اصلاح‌شده توسطآزمون‌هاي (DLS,TGA/DTG,FTIR) مورد بررسي قرار گرفته و صحت اصلاح انجام يافته تائيد گرديد. شرايط بهينه براي اصلاح pH = 3.66، دماهاي حدود 17 درجه سانتي‌گراد زمان فراصوت30 دقيقه و مقدار اصلاح‌كننده 6/25 ميلي مول تعيين گرديد. نمونه اصلاح‌شده در شرايط بهينه، پايداري سوسپانسون بسيار بالايي از خود نشان داد. به نحوي كه اين نمونه بيش از 8 ماه بدون ايجاد هيچ گونه ته نشيني، به صورت معلق و پايدار باقي مانده است.

One of the main problems of the paint and ink industry is the dispersion of carbon black in water-based media. Surface modification of the particles was used as an effective method to overcome the problem. Diazotized sulfanilic acid was used to modify the carbon black surface as the modifier. Due to the diversity of effective parameters and vast levels, the RSM method was used to find a suitable range of the parameters (temperature, modifier amount, ultrasonic time, and pH) at 5 levels. The properties of the modified pigment were analyzed by DLS, TGA/DTG, and FT-IR. Also, the accuracy of the modification was confirmed. Optimum conditions for modification were pH = 3.66, temperatures around 25 ℃, ultrasonic time of 30 minutes, and 6.25 mmol of the modifier. The optimally modified sample showed very high dispersion stability, so this sample has remained dispersed and stable for more than 8 months without any precipitation