اثر مقدار بنزوئیل پراکسید بر خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش ترافیکی دوجزئی برپایه رزین پلی‌متیل‌متاکریلات

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه رنگ و روکش‌های سطح، صندوق پستی 112-14975

چکیده

هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر مقدار عامل پخت بنزوئیل پراکسید بر خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش ترافیکی دوجزئی برپایه پلیمر متیل متاکریلات بود. بدین منظور و برای رسیدن به مقدار مناسب و بهینه از عامل پخت، نمونه‌های پوشش ترافیکی دوجزئی با مقادیر مختلف عامل پخت بنزوئیل پراکسید شامل 0.4، 0.8، 1، 1.2، 1.4، 1.6 و %2 وزنی نسبت به جزء اول تهیه شد. سپس، خواص نمونه‌های مختلف با انجام آزمون‌های تعیین زمان خشک‌شدن ترافیکی، سختی‌سنجی، مقاومت در برابر شرایط جوی شتاب‌یافته، استحکام کششی و خواص دینامیکی مکانیکی بررسی شد. نتایج آزمون‌های فیزیکی مکانیکی مختلف نشان داد، مقدار بنزوئیل پراکسید بر خواص فیزیکی، مکانیکی و گرمایی پوشش ترافیکی دوجزئی حاصل اثر دارد، به نحوی که در مقادیر کم از عامل پخت (0.4 درصد وزنی)، خواص پوشش به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد و با افزایش مقدار عامل پخت و رسیدن به مقدار بهینه،‌ تغییرات خواص نهایی پوشش شایان توجه نیست. این موضوع را می‌توان به واکنش رادیکالی پلیمرشدن رزین متیل متاکریلات با وجود عامل پخت بنزوئیل پراکسید نسبت داد. از سوی دیگر، با افزایش مقدار عامل پخت به مقدار %2 وزنی، به دلیل وجود ترکیبات واکنش نداده عامل پخت و نرم‌کننده محتوی آن، برخی دیگر از خواص مانند ثبات جوی و خواص مکانیکی کاهش می‌یابد. با توجه به نتایج آزمون‌های مختلف، محدوده بهینه برای مقدار عامل پخت پراکسیدی برای دست‌یابی به خواص مناسب از نظر زمان خشک‌شدن و خواص فیزیکی و مکانیکی نهایی، بین %1.2 تا %1.6 وزنی به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Benzoyl Peroxide Content on Physical and Mechanical Properties of a Two-Component Methylmethacrylate-based Traffic Paint

نویسندگان [English]

  • Elahe Hadizadeh
  • Seyed Mojtaba Mirabedini
  • Shahla Pazokifard
Department of Color and Surface Coatings, Faculty of Polymer Processing, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box 14975-112, Tehran, Iran
چکیده [English]

Hypothesis: A two-component methylmethacrylate (MMA) traffic paint, used in cold plastic road marking, is considered as a vital part of the safety infrastructure of the road networks and a tool for delineation and traffic control. This system must be well-maintained during its service life. The aim of this study was to evaluate the effect of benzoyl peroxide (BPO) curing agent content on the physical and mechanical properties of MMA traffic paints.
Methods: In order to optimize the amount of BPO, samples of two-component traffic paint were prepared and cured with 0.4, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6 and 2.0 wt% BPO. Different physical and mechanical properties of the samples, such as traffic no pick-up time, hardness, resistance against accelerated weathering conditions were evaluated and their mechanical properties were assessed using stress-strain analysis (SSA) and dynamic mechanical thermal analysis (DMTA).
Findings: The results showed that the amount of BPO was a critical parameter in physical mechanical performance of the paints, in such a way that the low and high levels of curing agent (0.4 wt% and 2.0 wt%, respectively) led to loss of paint properties. This could be related to insufficient curing agent (0.4 wt%) and its overdose (2.0 wt%) in the polymerization of methylmethacrylate. Increasing the curing agent to its optimal amount did not increase the polymer network density, and in some cases impaired the mechanical properties of the samples. The results also showed that the increase in peroxide content reduced the drying time (no pick-up time). Within the optimal range of BPO content level at 1.2 and 1.6 wt%, we achieved traffic paints of two-component formulations with optimum physical and mechanical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • traffic paint
  • two-component methacrylate curing agent
  • polymerization
  • physical/mechanical properties

Rao G.V., Mouli S.C., and Boddeti N.K., Anti Skid Methods and Materials-Skid Effects and Their Remedial Methods, Int. J. Eng. Technol., 2, 87-92, 2010.
Mirabedini M., A Guide for Implementation of Road Markings, Transportation Research Institute, Tehran, 2012.
Koleske J.V., Paint and Coating Testing Manual, 15th ed. of Gardner-Sward Hand Book, Pavement Marking Materials, 799-806, 2012.
Kwon T.Y., Bagheri R., Kim Y.K., Kim K.H., and Burrow M.F., Cure Mechanisms in Materials for Use in Esthetic Dentistry, J. Invest. Clinic. Dentist. 3, 3-16, 2012.
Lai P.L., Chen L.H., Chen W.J., and Chu I.M., Chemical and Physical Properties of Bone Cement for Vertebroplasty, Biomed. J., 36, 162-7, 2013.
Hilf S., Klein A., Heeb H., Kizewski I., Grimm S., and Flittner M., Low-odour (meth)acrylic Reaction Resins, US Pat. 20140128536 A1, May 8, 2014.
Cruz M., Klein A., and Steiner V., Sustainability Assessment of Road Marking Systems, Transport. Res. Procedia, 14, 869-875, 2016
Hadizade E., Optimization of Skid Resistance and Dirt Pick Up of a Traffic Paint Using Aggregates, Silica Nanoparticles and Additives, MSc Thesis, Iran Polymer and Petrochemical Institute, October 2015.
McLaren K., The Development of the CIE 1976 (L*a*b*) Uniform Color Space and Color Difference Formula, J. Soc. Dyers Colour, 92, 338-341, 1976.
Goto A. and Fukuda T., Kinetic Study on Nitroxide-Mediated Free Radical Polymerization of Tert-Butyl Acrylate, J. Macromol., 32, 618-623, 1999.
Vazquez B., Deb S., and Bonfield W., Optimization of Benzoyl Peroxide Concentration in an Experimental Bone Cement Based on Poly(methyl methacrylate), J. Mater. Sci., 8, 455-460, 1997.
So F. and Kondakov D., Degradation Mechanisms in Small-molecule and Polymer Organic Light-emitting Diodes, Adv. Mater., 22, 3762–3777, 2010.
Ghazi Zahedi M., Lorenzo D., Brescia R., Ruffilli R., Liakos I., Pellegrino T., Athanassiou A., and Fragouli D., Magnetic-Field-Induced Formation of Superpara Magnetic Microwires in Suspension, J. Phys. Chem., 118, 28220-28226, 2014.
Pavia D., Lampman G., and Kriz G., Introduction to Spectroscopy, 4th ed., Brooks/Cole, USA, 15-105, 2008.