- ۱۳۹۸ ۱۵ اردیبهشت
اثر ساختار مونومرها در رزین های پایه آب لاتکس
امروزه لاتکس های سنتزی به طور گسترده مصرف می شوند و متداولترین انواع آنها بر پایۀ آکریلات استرها، ترکیبات استایرن- آکریلات استر یا وینیل استات که حاوی نرم کننده خارجی یا به همراه انواع گوناگونی از مونومرهای انعطاف پذیر است، می باشند، نوع و نسبت مونومرهای مورد استفاده، تأثیر بسزایی در خواص لاتکس نهایی دارد.
قطعات مونومر مهم که به طور تجاری در پلیمر امولسیونی مصرف می شوند، در جدول 1 آمده اند. این جدول تعدادی از ویژگی های مهم را نشان داده است. به خصوص دمای گذار شیشه ای (Tg) هموپلیمرها که بر اساس آن می توان مونومرها را به مونومرهای سخت کننده و انعطاف پذیر کننده تقسیم کرد.
مونومرهای تجاری در دسترس
مونومرهای مهم مورد استفاده در پلیمر امولسیونی که در جدول 2 آمده اند، بر اساس گونۀ شیمیایی مرتب شده و سپس به سخت کننده، انعطاف پذیر کننده و اثرات ویژه تقسیم بندی شده اند. جدول 3 مونومرها و بعضی از خصوصیات مهمی را که آنها به پلیمر می بخشند، نشان می دهد.
جدول 1- لاتکس ها- واحدهای ساختاری مونومرهای مهم
جدول 2- مونومرهای مورد استفاده در لاتکس ها
جدول 3- لاتکس ها- مونومرها و خواص به دست آمده
تأثیر ساختار مونومر بر خواص و عملکرد
ساختار پلیمر و فاز آبی، نقش عمده ای را در کنترل پایداری انبارداری، خواص حین کار و عملکرد نهایی یک امولسیون دارد. در حالی که فاز آبی نقش مهمی را در تعیین خواص حین کار ایفا می کند، ساختار پلیمر به میزان زیادی عملکرد نهایی مانند مقاومت در برابر حلال، چسبندگی، استحکام کششی، انعطاف پذیری، سختی و دوام را تعیین می کند.
مونومرهای سخت کننده
1-وینیل استات
از لحاظ نظری، وینیل استات معایبی دارد مانند استعداد در صابونی شدن، مقاومت نسبتا ً ضعیف در برابر آب، اما به صورت هموپلیمر، وقتی با دی بوتیل فتالات نرم می شود یا با آکریلات ها، مالئاتها یا فوماراتها کوپلیمر می شود، عملکرد کلی خوبی را نشان می دهد. نسبتا ً ارزان قیمت بوده و پلیمرهای آن به راحتی نرم شده و مقاومت خوبی در برابر تابش فرابنفش و تخریب اکسایشی دارند، دو ویژگی اخیر به هوازدگی خوب، کمک می کنند. میتوان با کوپلیمر وینیل استات با اتیلن یا وینیل استر ورساتیک اسید، Veo Va 10، پلیمر را در برابر قلیا مقاوم کرد.
2- وینیل ورساتات 9 Veo Va9)(®
وینیل ورساتات 9 مونومر نسبتا ً جدیدی است که اساسا ً استروینیلی یک اسید ایزومری شاخه دار با اتم 9 اتم کربن بودن و Tg هموپلیمر آن 60+ درجه سانتیگراد است. به آسانی هم با وینیل استات و هم Veo Va 10 پلیمر شده و واحدهای ساختاری بعدی را با این مونومرها تشکیل می دهد که مقاومت در برابر آب و قلیا را افزایش می دهند و بنابراین عملکرد کلی را بهبود می بخشند.
3- وینیل کلرید
گرچه وینیل کلرید نیاز به احتیاطهای خاصی طی پلیمر و روشهای ویژه جهت کاهش مونومر آزاد تا میزان بسیار کم دارد، اما برای ایجاد مقاومت فوق العاده در برابر قلیا و مقاومت در برابر آب، به کار می رود.
4- متیل متاکریلات
پلی (متیل متاکریلات) پلمیر سخت با شفافیت عالی وسفید چون آب است. با 105 oCTg، نیاز به نرم کردن شدید و کوپلیمر شدن دارد و n-بوتیل آکریلات (که هموپلیمر آن -55 oCTg دارد) غالبا ً به کار می رود. نرم کردن بیرونی معمولا ً استفاده نمی شود. کوپلیمرهای متیل متاکریلات بسیار مقاوم در برابر آب، اسیدها، قلیاها و روغنها، بی رنگ شدن در دمای زیاد و تابش فرابنفش و تخریب حاصل از هوازدگی، هستند.
5- استایرن
استایرن به عنوان یک هموپلیمر، فیلمهای سستی حتی در دماهای زیاد تولید می کند و نسبت به وینیل استات نیاز به نرم کننده بیشتری برای انعطاف پذیری مناسب دارد. وقتی نرم کننده آن از بین رود، به سرعت می شکند و به همبن دلیل به عنوان یک چسباننده رنگ، به کار نمی رود. به سادگی نمیتوان آن را از بیرون نرم کرد، دی بوتیل فتالات ممکن است استفاده شود، اما فقط در محدوده نشبتا ً کوچکی، مؤثر است. مقادیر بسیار کم نرم کننده، فیلمهایی با ظاهر پنیری شکل تولید نموده در حالی که مقادیر بیشتر آن فیلمهایی نرم با استحکام کم ایجاد میکند. زمانی که نیاز به پلی استایرن به صورت هموپلیمر باشد، تری بوتوکسی اتیل فسفات اغلب به عنوان نرم ساز، ترجیح داده میشود.برای اکثر کاربردهایی که انعطاف پذیری دائمی مورد نیاز است پلی استایرن یا با بوتادیان یا با آکریلات استرها کوپلیمر می شود که پلیمرهای به دست آمده دارای مقاومت عالی در برابر آب و قلیا هستند.
مونومرهای انعطاف پذیرکننده
مونومرهای انعطاف پذیر کننده به سه دسته متمایز تقسیم می شوند: استرهای اسیدی آکریلی، مالئیک یا فوماریک، وینیل استرها و الفینها.
1-استرهای آکریلیک اسید
اتیل، بوتیل و 2-اتیل هگزیل آکریلاتها، متداولترین استرهای آکریلی هستند و هر اندازه طول زنجیر الکل آلیفاتیک آنها افزوده شود، کارایی نرم کنندگی مونومر بیشتر می شود. زنجیرهای شاخه دار، کارایی کمتری نسبت به راست زنجیرها در ایجاد انعطاف پذیری دارند، گرچه 2-اتیل هگزیل آکریلات کم شاخه، به دلیل سهولت دستیابی به الکل ساختگی آن، متداول است. برای کمک به کارایی نرم کنندگی آنها، استفاده از دی بوتیل فتالات مرسوم است، 2-اتیل هگزیل آکریلات با وینیل استات کارایی حدود 60 تا 70 درصدی دی بوتیل فتالات را دارد، در حالی که کارایی اتیل و بوتیل آکریلاتها تا اندازه ای کمتر است. چنانچه این استرها، کوپلیمر شوند، می توانند دائمی در نظر گرفته شوند، در حالی که دی بوتیل فتالات به آرامی تمایل به خروج از فیلم دارد و در نتیجه از انعطاف پذیری آن کاسته می شود.
2- استرهای مالئیک یا فوماریک اسید
بوتیل و اکتیل مالئاتها و فوماراتها، فقط با وینیل استات استفاده می شوند. اولین لاتکس های کوپلیمر بر پایه این مونومرها بوده و در مجموع عملکرد خوبی دارند. عیب اصلی آنها، در مقایسه با استرهای آکریلاتی مشابه بر پایه همان الکل، کارایی نرم کنندگی کمتر و سرعت پلیمر، آهسته تر است.
جدول 4- اثر کومونومرهای مختلف روی صابونی شدن وینیل استات
3- وینیل استرها
وینیل استرها تقریبا ً همیشه به عنوان مونومر دمای انعطاف پذیرکننده با وینیل استات استفاده می شوند. وینیل کاپرات و وینیل استئارات دو مونومر مشتق شده اسید چرب زنجیر بلند هستند ه به این ترتیب به کار می روند. اخیرا ً وینیل ورستات (Veo Va 10) که اساسا ً وینیل استر یک اسید زنجیری شاخه دار ایزومری با 10 اتم کربن است نیز استفاده می شود. Veo Va 10 Tg، -30 oC است.
تمامی این مونومرها، کارایی نرم کنندگی کمتری به عنوان کومونومر با وینیل استات، نسبت به بوتیل یا 2-اتیل هگزیل آکریلات دارند. گرچه، وینیل ورستات 10 با الحاق یک گروه مقاوم در برابر قلیا بین گروههای استوکسی آن، ویژگی مفید مقاومت زیاد در برابر قلیا را به کوپلیمرهای وینیل استات می بخشد. جدول 4 اثر این کومونومر را در مقادیر مختلف، بر روی وینیل استات نشان می دهد.
4- اتیلن
اتیلن یک کومونومر انعطاف پذیرکننده مفید برای وینیل استات است، زیرا دارای سازوکار نرم کنندگی بسیار کارا بوده و مقاومت قلیایی و انعطاف پذیری خوبی در دمای پایین به پلیمرهای وینیل استات می دهد. عملکرد اتیلن به عنوان یک مونومر انعطاف پذیرکننده در فیلمهای پلیمری، با مقادیر متفاوت اتیلن در مقایسه با دو کوپلیمر وینیل استات/EHA و وینیل استات/Veo Va 10، در جدول 5 آمده است. همچنین اتیلن به همراه وینیل کلرید و وینیل استات در لاتکسهای سه پلیمری استفاده می شود.
5- بوتادی ان
برای سالها، بوتادی ان به عنوان کوپلیمر انعطاف پذیرکننده برای استایرن استفاده می شده است.
جدول 5- مقایسه خواص فیزیکی کوپلیمرهای مختلف وینیل استات
گرچه، یک نرمساز با کارایی مناسب است، اما دارای دو پیوند دوگانه است و این سیرنشدگی پس از پلیمر، باعث بی رنگ شدن و شکنندگی در هنگام پیر سازی می شود. این فرایند با پاداکسنده ها به تعویق می افتد، اما متوقف نمی شود.
مونومرهای با اثرات ویژه
بعضی از اثرات ویژه که ب استفاده از مونومرهای خاصی، قابل حصول اند، در جدول 3 خلاصه شده اند. معمولا ً این مونومرها برای ایجاد خواص ویژه در پلیمرها، به مقدار کم (حداکثر 10% وزن پلیمر) به آن اضافه می شوند. آکریلونیتریل مقاومت در برابر حلال را افزایش می دهد و اوره فرمالدهید با ملامین فرمالدهید و یا آکریل آمید، باعث شبکه ای شدن می شوند، همچنین مونومری، مانند n-متیلول آکریل آمید، تحت گرما یا با یک کاتالیزگر، اما بدون یک واکنشگر، خود شبکه ای می شود. اسیدها، مانند آکریلیک اسید و متاکریلیک اسید، مقاومت قلیایی هموپلیمری که حاوی آنها باشد را کاهش می دهند بنابراین استفاده از آنها فقط به کوپلیمر با مونومرهایی که بیشتر مقاوم قلیایی هستند مانند استایرن و آکریلات استرها، محدود می شود. در چنین پلیمرهایی، آنها پایداری لاتکس، پیوستگی و قدرت چسبندگی رنگدانه را بهبود می بخشند.
وینیلیدین کلرید، ضریب شکست زیادی دارد (n20=1/6) و در بعضی شرایط در فرمولبندی رنگهای لاتکس براق، مفید است. آمینو آکریلاتها، مانند دی متیل آمینواتیل متاکریلات و آکریلاتهای چند عاملی مانند تری متیلول پروپان تری آکریلات و گلیسیرین متاکریلات، وقتی تحت شرایط بسیار کنترل شده، کوپلیمر شوند، خواص چسبندگی پلیمر نهایی را بهبود می بخشند.
تأثیر ساختار شیمیایی و ساختار مونومر بر دمای گذار شیشه ای (Tg)
1-ساختار شیمیایی
ساختار شیمیایی مونومرهای اصلی مورد استفاده در لاتکس در جدول 1 آمده است، این مونومرها به تنهایی و یا به صورت ترکیب شده، انواع گوناگونی از پلیمرها با خواص فیزیکی متفاوت را ایجاد می کنند. جوانب مهم ساختار شیمیایی به عملکرد فیزیکی ارتباط دارد. این جنبه ها به طور خلاصه با نگاهی به چند نوع پلیمر اصلی، مرور می شوند.
الف) وینیل استات
وینیل استات به دلیل ممانعت فضایی گروههای استات تکرار شونده در طول زنجیر پلیمر با پلیمر سخت در دمای محیط است (شکل 1). برای افزایش انعطاف پذیری، مونومرهایی مانند استرهای آکریلیک اسید (EHA) و مالئیک اسید (DBM) و وینیل استرها (Veo Va 10) گروههای آلکیل آویزان را در طول زنجیر درشت مولکول وارد می کنند و به دلیل اینکه آنها انعطاف پذیر هستند، تحریک بین زنجیرهای پلیمر همسایه را تسهیل می کنند (شکلهای 2 و 3 و 4).
در شکل 4 ساختار وینیل استات Veo Va 10 نشان می دهد که چطور زنجیرهای آویزان در طول مولکول، انعطاف پذیری بیشتر را ایجاد می کنند و بتاعث مقاومت بهتر در برابر آب ( از طریق خاصیت آب گریزی بیشتر آن )، مقاومت بیشتر در برابر آبکافت( از طریق ساختار شاخه دار حجیم و اینکه مولکولهای همسایه در اثر ممانعت فضایی ساختار شاخه دار محافظت می شوند) و مقاومت بهتر در برابر تابش فرابنفش (زیرا شاخه در موقعیت a-a1 کربوکسیلیک اسید است و این مسئله تخریب تحت تابش یا هوا را مشکل می کند) می شوند.
از طرف دیگر، اتیلن با پلیمر در طول زنجیر اصلی فاصله بین دو گروه استات را زیاد می کند، به طوری که ممانعت فضایی آن قابل صرف نظر است، به همین دلیل خود زنجیر پلیمر انعطاف پذیر می شود (شکل 5).
شکل 1- پلی وینیل استات
شکل 2- کوپلیمر وینیل استات-2-اتیل هگزیل آکریلات
شکل3- کوپلیمر وینیل استات-دی بوتیل مالئات
شکل 4-کوپلیمر وینیل استات –Veo Va 10
شکل 5- کوپلیمر وینیل استات-اتیلن
اثر این پدیده بر روی خواص فیزیکی اتیلن پلیمرشونده در زنجیر وینیل استات بسیار چشمگیر است اما فقط به دلیل مقدار اتیلن نیست. شاخه دار شدن، پیوند زنی و شبکه ای شدن حالتهای مختلف پیچیده ای از پلیمر هستند که بر خواص مکانیکی اثر می گذارند.
ب) آکریلیکی خالص
لاتکسهای آکریلیکی خالص بر پایه مونومرهای استرمتاکریلات هستند که دوباره با استرهای آکریلیک اسید کوپلیمر شده اند. شکلهای 6 و 7 بعضی از این تغییرات را که می توان ایجاد شود، نشان می دهند.
عوامل مهمی که بر خواص اثر می گذارد عبارت اند از وجود گروه متیل در موقعیت آلفا که باعث ممانعت از چرخش قطعه ای زنجیر پلیمر شده و در نتیجه متاکریلاتها نسبت به آکریلات ها انبساط کششی کمتری دارند، در حالی که افزایش طول زنجیر گروه استری باعث انعطاف پذیری بیشتر و کاهش استحکام کششی به دلیل افزایش چرخش قطعه ای در زنجیر جانبی می گردد. سایر ویژگی های فیلم به عاملیت استر زنجیر جانبی بستگی دارد.
ج) استایرن-بوتادی ان
فرمول ساختاری (شکل 8) سیرنشدگی پیوند دوگانه را نشان می دهد که در معرض عوامل مختلف شکسته شده و باعث می شود این لاتکس در مقایسه با سایر لاتکس ها با دوام کمی داشته بتاشد. از نظر ساختار شیمیایی، دو متغیر اصلی وجود دارند که ارتباطی را بین ساختار پلیمر و خواص فیلم بر قرار می کنند، این دو، دمای گذار شیشه ای (Tg) و پارامتر انحلال پذیری (d) هستند.
شکل 6- کوپلیمر متیل متاکریلات-2-اتیل هگزیل آکریلات
2-دمای گذار شیشه ای (Tg) و ساختار مونومر
دمای گذار شیشه ای (Tg) به عنوان دمایی (یا دقیق تر، محدودۀ دمایی) تعریف می شود که در آن چرخش قطعه ای در زنجیر اصلی و یا زنجیرهای جانبی اتفاق می افتد. پایین تر از Tg زنجیرها را می توان غیر متحرک در نظر گرفت، بجز حرکتی که حول موقعیت تعادلی خود دارند. در این حالت پلیمر، جامدی سخت و شکننده است. بالای این دما، حرکت قابل ملاحظۀ قطعات پلیمر در زنجیر پلیمر اتفاق می افتد که این بدین دلیل است که مولکولها انرژی ارتعاشی کافی را کسب می کنند تا بعضی از گروههای جانبی بتوانن از کنار یکدیگر حرکت کنند و این باعث افزایش درجۀ انعطاف پذیری زنجیر می شود.
شکل 7- کوپلیمر متیل متاکریلات –بوتیل آکریلات
شکل 8- کوپلیمر استایرن-بوتادی ان
عوامل مهمی که Tg پلیمر را تعیین می کنند عبارتند از 1-انعطاف پذیری زنجیر اصلی پلیمر، 2-قطبیت پلیمر و 3-حضور یا عدم حضور گروههای بزرگ که مستقیما ً به زنجیر اصلی پلیمر متصل شده باشند. به طور کلی، پلیمرهای قطبی دماهای گذار شیشه ای بالا دارند. گروههای بزرگ، اگر به زنجیر اصلی پلیمر متصل شوند، Tg را افزایش می دهند، در حالی که اگر با فاصله دورتری به زنجیر اصلی پلیمر متصل شوند، باعث کاهش Tg می شوند (جدول 1 را ببینید).
شکل 9-ارتباط بین دمای گذار شیشه ای (Tg) و ساختار پلیمر.
در شکل 9 ارتباط بین Tg و ساختار مونومر برای تعدادی از مونومرهای سخت و نرم اصلی، نشان داده شده است.
معمولا ً، Tg پلمیرها برای رنگهای لاتکس ای ساختاری در محدوده 5- تا 25 درجه سانتیگراد قرار دارد، که مسلما ً خیلی دورتر از محدودۀ دمای محیط که در آن استفاده می شوند، نیست.
3- دمای گذار شیشه ای (Tg) و حداقل دمای تشکیل فیلم (MFFT)
حداقل دما تشکیل فیلم (MFFT)، پایین ترین دمایی است که در آن لاتکس می تواند یک فیلم پیوسته را تشکیل دهد وغالبا ً به جای Tg در نظر گرفته می شود. گرچه ارتباط نزدیکی بین Tg و MFFT وجود دارد اما MFFT برای اکثر پلیمرهای قطبی مانند وینیل استات و آکریلات به دلیل اثر نرم کنندگی آب و امولسیون کننده ها طی ادغام، کمتر از Tg است.
جدول 6- تأثیر ساختار پلیمرو نرم ساز بیرونی بر حداقل دمای تشکیل فیلم (MFFT)و دمای گذار شیشه ای (Tg)
در شرایط پلیمرهای نا قطبی مانند استایرن-آکریلیکی، دیده می شود که MFFT بیشتر از مقدار Tg است. ارتباط بین MFFT و Tg و تأثیر آنها بر سختی فیلم، برای پلیمرهای قطبی و ناقطبی در جدول 6 دیده می شود. معمولا ً MFFT پلیمرها برای رنگهای لاتکس ساختاری در محدودۀ 0 تا 25 درجه سانتیگراد است که یقینا ً خیلی دور از حداقل دمای حین کار آنها نیست. در MFFTهای بالاتر مقداری آزادی وجود دارد. به همین جهت حلالهای ادغام کننده در لاتکس ها یا محصولات آنها می توانند برای پایین آوردن MFFT به منظور تشکیل فیلم در 5 درجه سانتیگراد، استفاده شوند. این حلالهای ادغام کننده، اثر نرمسازی موقتی داشته و به همین دلیل فیلمهای پیر سازی شده ممکن است به اندازه فیلمهای تازه، انعطاف پذیر نباشند. بنابراین مهم است که در هر آزمون تسریع شده ای مطمئن شویم که تمامی حلال پیش از آنکه انعطاف پذیری اندازه گیری شود، حذف شده است.
4- اثر افزایش نرمساز خارجی بر Tg و MFFT
روش دیگر برای افزایش انعطاف پذیری یا کاهش Tg، افزودن یک نرمساز حلالی یا بیرونی است. نرمسازهای بیرونی بین درشت مدولهای پلیمر نفوذ کرده و باعث می شوند آنها در کنار یکدیگر حرکت کنند. جدول 6 اثر دی بوتیل فتالات را بر Tg یک هموپلیمر وینیل استات نشان می دهد.
5- پارامتر انحلال پذیری و اثر آن بر خواص فیلم
پارامتر انحلال پذیری (d) که توسط هیدبرند کشف و به وسیلۀ بارل بر پلیمرها اعمال شد. کمیتی با ارزش در فهم، نحوه ارتباط و پیشگویی انحلال پذیری و سازگاری پلیمرها است که آنها نیز به نوبه خود در براقیت و حمله حلال به پلیمر و فیلمهای رنگ مؤثرند.
بر اساس مقدار d مربوطه به حلال و پلیمر، حمله حلال به پوشش می تواند پیش بینی شود، مثلا ٌ پلیمرهای حاوی زنجیرهای جانبی بلند آلکیل مانند پلی ( n-بوتیل آکریلات) (d=8/7) احتمالا ً مقاومت خوبی در برابر آب (d=23/4) و اتانول (d=12/7) دارند. در حالی که پیش بینی می شود پلیمرهای قطبی مانند پلی (آکریلونیتریل) (d=12/5) مقاومت خوبی در برابر حمله هیدروکربنهای آلیفاتیک (بنزین d=7/0) نشان دهند.
انواع لاتکس های تجاری موجود
از آنچه گفته شد، در می یابیم که لاتکس های تجاری موجود معمولا ً بر پایه مخلوطی از مونومرها بوده تا در یک Tg مناسب توازنی از خواص به دست آید و مونومرهای به اصطلاح سخت کننده به گروههای لاتکس ای خاص منجر می شوند. بنابراین، ما گروههای اصلی زیر را به همراه انواع زیرگروهها، بسته به کومونومرهای انعطاف دهنده داریم.
1-بر پایه وینیل استات
الف) معمولا ً دی بوتیل فتالات نرمساز بیرونی هموپلیمرهای وینیل استات است.
ب) کوپلیمرهای وینیل استات –وینیل استر که کومونومر انعطاف دهنده آنها Veo Va 0، وینیل پروپیونات یا وینیل کاپرات است.
ج) کوپلیمرهای وینیل استات-مالئات/فومارات که کومونومر انعطاف دهنده آن دی بوتیل یا دی اکتیل مالئات یا دی بوتیل یا دی اکتیل فومارات است.
د) کوپلیمرهای وینیل استات-آکریلات که کومونومر انعطاف دهنده آن بوتیل آکریلات یا 2-اتیل هگزیل آکریلات است.
ه) کوپلیمر وینیل استات-اتیلن یا به صورت سرپلیمر با وینیل کلرید.
و) سه پلیمرهای وینیل استات/Veo Va 10/Veo Va 9 که گروه جدیدی هستند و جای خود را باز کرده اند.
2- برپایه استایرن
الف) هموپلیمرهای استایرن معمولا ً با یک استرفتالات یا فسفات به طور بیرونی نرم می شوند.
ب) کوپلیمرهای استایرن-بوتادی ان.
ج) کوپلیمرهای استایرن-آکریلات که کومونومر انعطاف پذیر کننده آن بوتیل آکریلات یا 2-اتیل هگزیل آکریلات است.
3- آکریلیکهای خاص
آنها معمولا ً بر پایه متیل متاکریلات بوده و انواعی از استرهای آکریلیکی اسید را به عنوان کومونومرهای انعطاف پذیرکننده دارند و غالبا ً حاوی متاکریلیک اسیدند.
اثر تغییرات ساختار مونومر بر روی خواص فیزیکی فیلم انواع لاتکس های تجاری
ساختار پلیمر لاتکس به طور مستقیم بر خواص فیلم اثر می گذارد و در زیر بعضی از این تغییرات و اثرات آنها بررسی شده است.
1-اثر بر گرمانرمی
ساختار مونومر تأثیر مستقیمی روی گرمانرمی فیلم خشک شده لاتکس داشته و در واقع اثرات مهمی روی میزان باقی ماندن کثیفی در فیلم رنگ بر پایه پلیمر، پس از تماس با فضای باز دارد. گرمانرمی می تواند به عنوان دمایی که در آن یک فیلم با گرما، بسته می شود، تعریف شود و انتظار میرود که فیلم با دمای بسته شدن گرمایی کمتر، مقاومت ضعیف تری در برابر باقی ماندن کثیفی نشان دهد. جدول 7، دمایی را که در آن یک فیلم از پلیمرهای مختلف با 30 درصد غلظت حجمی رنگدانه(PVC) در یک محیط روباز، تحت شرایط ثابت زمان اقامت و فشار، می تواند با گرما بسته شود را نشان می دهد. از جدول 7، مشخص است که هیچ همبستگی نزدیکی بین MFFT و گرمانرمی وجود ندارد.
2- اثر بر قابلیت گسترش
قابلیت گسترش یک پلیمر، با افزایش مقدار کومونومر انعطاف دهنده، بیشتر می شود. مثلا ً در جدول 8 دیده می شود که ضریب ازدیاد طول یک کوپلیمر VA:2 EHA با افزودن محتوای 2-اتیل هگزیل آکریلات از 15 به 25 درصد، از x20 به x43 افزایش می یابد.
جدول 7- اثر ساختار پلیمر بر گرمانرمی
جدول 8- اثر ساختار پلیمر بر سختی، قابلیت گسترش
همچنین دیده می شود که کوپلیمرهای استایرن-آکریلیکی دمای کارکرد پایین خوبی دارند مثلا ً، در مقادیر یکسان MFFT کوپلیمرهای VA:2 EHA و S:BA:AA به ترتیب نقاط شکنندگی 10 و 10- درجه سانتیگراد دارند.
جدول 9- تأثیر ساختار پلیمر بر جذب آب و عبور بخار آب
3-اثر بر جذب آب و نفوذ پذیری
ساختار مونومر بر جذب آب و نفوذ پذیری اثر می گذارد. به طور کلی پلیمرهای آب گریزتر مانند استایرن آکریلیکها و آکریلیکهای خالص فیلمهای با جذب آب و نفوذ پذیری کمتر نسبت به پلیمرهای آبدوست مانند پلیمرهای وینیل استات تولید می کنند. اگرچه، اثر تورمی آب روی ذرات پلی وینیل استات می تواند باعث خود بسته شدن فیلم شود که نفوذ پذیری را کاهش می دهد. وجود کمک ادغام کننده ها و بهبود دهنده های روانی مانند گلیکولها، جذب آب فیلم ها را افزایش می دهد.
در جدول 9 دیده می شود که پلیمرهای وینیلیدین کلرید، کمترین جذب آب را دارند. همچنین این پلیمرها نفوذ پذیری بسیار کمی در برابر رطوبت دارند. در همه انواع پلیمر، لاتکس های با یک ساختار پلیمر واحد، ویژگی های جذب آب متفاوتی بسته به تغییر در اجزای فاز آبی دارند. به علاوه نفوذ پذیری بخار آب معمولا ً با افزایش میزان رنگدانه گذاری، کاهش می یابد و در غلظت حجمی بحرانی رنگدانه به حداقل می رسد.
4- اثر بر ویژگی های انتشار آتش و دود
عامل دیگری که مستقیما ً تحت تأثیر ساختار پلیمر قرار می گیرد، اشتعال پذیری و مسائل مربوط به آن یعنی نشر دود و محصولات سمی حاصل از احتراق است. جدول 10 سرعت انتشار دود تحت شرایط مختلف را برای تعدادی از انواع لاتکس ها نشان می دهد.
مقایسه نتایج کوپلیمرهاب وینیل استات-اتیلن-وینیل کلرید با سایر پلیمرهای بر پایه وینیل استات نشان می دهد که، محتوای وینیل کلرید باعث نشر بیشتر دود در شرایط شعله وری می شوددر حالی که در سوختن تدریجی اثر کمتری دارد. حضور نسبتهای زیاد مونومرهای هیدروکربنی بوتادی ان و استایرن باعث نشر زیاد دود می شود، این به دلیل عدم وجود اکسیژن در مولکول آنها و نسبت بالای کربن-هیدروژن است که باعث می شود آنها کمتر به اکسیدهای کربن تبدیل شوند و مقداری زیادتری دوده تولید کنند. کوپلیمرهای وینیل استات-اتیلن تغییر کمی را با افزایش محتوای اتیلن نشان می دهند.
جدول 10- تأثیر ساختار پلیمر بر گسترش و چگالی دود
اگر انتشار کم دود ضروری باشد، کوپلیمرهای وینیل استات-اتیلن و آکریلیکی خالص ترجیح داده می شوند.
در سیستم های پوشش دهی فعلی سرعت سوختن نشان می دهد که پلیمرهای وینیل استات-اتیلن-وینیل کلرید مطلوب ترین شرایط را داشته و پس از آن وینیل استات –Veo Va 10 و لاتکس های آکریلیکی خالص قرار دارند، لاتکس های استایرن-آکریلیکی کمترین مقبولیت را دارند.