رنگهای دریایی

1-رنگها وپوشش های معمولی

در اصطلاح کلی پوشش های معمولی به آن دسته از پوشش ها اطلاق می شودکه محمل آنها از روغن های گیاهی هوا خشک، رزین های فسیلی و طبیعی و دیگر مواد خام رزین مانند تشکیل شده است. تا پیش از رشد سریع صنعت پتروشیمی، روغنهای گیاهی و رزین های طبیعی تنها موادی بودند که در رنگهای دریایی استفاده می شدند. با پیشرفت علم و تکنولوژی، ساختار پوشش های محافظ تغییر کرد ولی هنوز هم پوشش های معمولی بخشی از تولیدات کارخانه های رنگ سازی را تشکیل می دهن، پس باید مورد توجه باشند.

اساسا ً خصوصیات رنگ تابع خواص محمل (رزین) آن است. البته نوع و مقدار رنگدانه مصرفی هم خیلی مهم می باشد ولی چون نوع رنگدانه مصرفی به جز یک یا دو مورد خاص، تقریبا ً در همه رنگ ها یکسان است، پس تأثیر رنگدانه ها در رنگ های مختلف را می توان یکسان در نظر گرفت.

2-پوشش های آلی

پوشش های آلی جایگزین پوششهایی هستند که به سادگی از طبیعت حاصل می شوند و با پیشرفت تکنولوژی، تأمین کننده نیازها و استانداردها می باشند.

دوام و مقاومت پوشش رنگ یک کشتی را با استفاده از پوشش های معمولی و ارزان قیمت نمی توان بیش از یک یا دو سال تضمین کرد و سرمایه گذاری اقتصادی طولانی مدت، برای این سیستم ممکن نیست. در مقابل پوشش های آلی می توانند برای 15 سال یا بیشتر دوام داشته باشند زیرا پوشش های معمولی روی سطوح زنگ زده نیز قابلیت کاربردی دارند ولی پوشش های آلی بایستی حتما ً روی سطوح کاملا ً تمیز شده به کار روند و پس از انجام آماده سازی سطح و تمیزکاری سطح بلافاصله بایستی پوشش آستری به کار رود لذا زنگ زدگی در زیر پوشش وجود نداشته چسبندگی رنگ به سطح عالی خواهد بود. گروه پوشش های عالی شامل انواع مختلف سیستم های دو جزئی بر پایه رزین اپوکسی و پلی اورتان و یا پوشش های پلیمری نظیر کلروکائوچو و وینیل ها است.

سیستم یک جزئی کلروکائوچو برای پوشش بیرونی بدنه کشتی به ویژه در قسمتهایی که سایش زیادی دارد نظیر خط آبخور و عرشه بسیار مناسب است و حتی در شرایط هوای سرد، رنگ خشک می شود و بر روی سطوح فولادی با زنگ زدگی مختصر بدون هیچ مشکلی چسبندگی بسیار خوبی داردو سطح فیلم همواره بدون هیچ اشکالی چسبندگی لازم را جهت کاربرد لایه های بعدی حفظ می کند. خواص سیستم وینیلی نیز مشابه  و تا حدی بهتر از کلروکائوچو است و فیلم بهتری تشکیل می دهد. رزین های وینیلی تمایل زیادی به جمع شدگی دارند که خود مشکی برای این گروه است. استفاده از کو پلیمرهای وینیلی نیز هر یک ایرادی داشته و قابل مصرف نیستند. برای مثال پلی وینیل کلراید فوق العاده گران است و حتی کلروپلی پروپیلن که فیلم خوی با خواص عالی تشکیل می دهد دوام مناسبی روی سطح ندارد.

پوشش های اپوکسی دو جزئی در حال حاضر بهترین پوشش هستند سیستم پلی آمید برای قسمت های خارجی بدنه کشتی و سیستم های آمین و آمین آداکت برای مخازن مواد شیمیایی بهترین سیستم و قابل اعتدال هستند.

3-خزه گرفتگی

خزه گرفتگی واژه ای است به معنای رویش جانداران دریایی بر روی اجسامی که در آب دریا غوطه ور هستند. این موجودات به دو دسته گیاهی و جانوری تقسیم می شوند. موجودات گیاهی که توسط هاگهای خیلی ریز انتشار می یابند و به راحتی به سطح، چسبیده و رشد می نمایند، نیاز به نور دارند بنابراین به سطوح بالایی بدنه کشتی می چسبند. معروف ترین این گیاهان Enteromorpha می باشد که از جمله خزه های دریایی هستند که دارای ریشه های لوله ای شکل بلند بوده و در زمانی که شرایط برای آنها مناسب باشد به سرعت رشد ی کنند. اگر از چسبندگی این خزه ها به بدنه کشتی جلوگیری نشود، در طی چند ساعت به سختی به بدنه کشتی می چسبند. موجودات آبزی که قادرند خود را به بدنه کشتی بچسبانند عبارتند از: بارنیکل ها (Barnicles)، صدف هاف کرم های پهن، جانوران مرجانی، نرم تنان دریایی و اسفنج ها.

مشهورترین این جانداران بارنیکل ها هستند. این جانداران برای رشد خود به نور نیاز ندارند و از این رو می توانند در تمام قسمت های کشتی که در آب غوطه ور است، به حیلت خود ادامه دهند. این بارنیکل ها پس از حدود 48 ساعت به سختی به بدنه کشتی می چسبند. اجتماع خزه ها در آبهای گرم سریعتر از آبهای سرد صورت می پذیرد. در مورد کشی هایی که در لنگرگاه متوقف هستند، سرعت خزهگرفتگی بیشتر از زمانی است که این کشتی ها در حال حرکت می باشند. هرچه سرعت کشتی بیشتر باشد سرعت خزه گرفتگی کمتر است. چرا که سرعت زیاد کشتی به جانداران دریایی اجازه نمی دهد تا براحتی خود را به بدنه بچسبانند.

◄ مشکلات خزه گرفتگی

خزه گرفتگی باعث بروز مشکلات زیر می گردد:

1-زبری سطح زیرین کشتی، باعث افزایش مصرف سوخت و کاهش سرعت می گردد.

2-کاهش سرعت، باعث افزایش زمان مسافت شده و سود سرمایه گذاران را کاهش می دهد.

3-مسئله زمان و هزینه ای که بایستی در هنگام Docking  پرداخته شود، این مشکل برای کشتیهای چوبی بیشتر است زیرا امکان دارد موجودات دریایی، کف کشتی چوبی را سوراخ نمایند و این اتفاق در شرایط ایده آل نیاز به زمان کمی دارد.

◄روش های مبارزه با خزه گرفتگی

از جمله روش های مبارزه با این جانداران، ایجاد نوعی پوشش است که با آزاد کردن سم باعث مرگ این موجودات پیش از رشدشان می گردد. چرا که در صورت رشد کردن، کنترل آنها بسیار مشکل می شود. سرعت آزاد کردن سم توسط این پوشش ها فاکتور بسیار مهمی است که کیفیت پوشش های ضد خزه را کنترل می نماید و به آن Leaching Rate می گویند. سرعت زیاد آزاد سازی سم باعث کوتاه شدن عمر پوشش می گردد و سرعت کم آن، نمی تواند غلظت مورد نیاز برای از بین بردن این موجودات را فراهم آورد.

در طول زمان های مختلف از مواد متفاوتی استفاده شده که تنها بعضی از آنها مؤثر بودند. بعضی از مواد سمی در آب بسیار محلول بودند و سرعت آزاد سازی آنها در رنگ زیاد بود و بعضی بسیار کم محلول بودند و حداقل غلظت کشندگی را ایجاد نمی کردند و بی نظیر ترکیبات آرسنیک و جیوه از لحاظ زیست محیطی خطرناک شناخته شده اند.

انواع مواد ضد خزه که در حال حاضر استفاده می شوند عبارتند از:

1-ترکیبات مس که شامل:

● اکسید مس II  (Cuprous Oxide)

● تیوسیانات مس (Cuprous Thiocyayate)

 ●سولفید مس (Cuprous Sulfide) هستند

2-ترکیب قلع مانند:

در این میان اکسید مس بیشترین مصرف را دارد و قابل ذکر است که برای کشتی های آلومینیمی مصرف نمی شود.

حفظ بدنه کشتی ها در مقابل آسیبهای ناشی از چسبیدن خزه ها و سخت پوستان دریایی به همان اندازه ی حفظ و نگهداری آن برابر عوامل خورنده اهمیت دارد. مدارک به دست آمده نشان می دهد که انگلستان اولین کشوری است که در سال 1863 از ترکیبات سترون در پوشش های کشتی استفاده نموده است. ترکیبات ضد خزه در آن دوران نوعی صابون بوده در رزین های طبیعی (روزین) و گریسها مخلوط شده بود. اولین اسناد و مدارک تحقیق در مورد نوآوری استفاده از مس در ترکیبات ضد خزه در زمان پادشاهی جورج سوم به ثبت رسیده است. ولی امروزه با پیشرفت علم ترکیبات بسیار بهتری شناخته شده و مورد استفاده قرار میگیرند.

3-انواع پوشش های ضد خزه

این پوشش ها به دودسته تقسیم می شوند: لایه انحلال پذیر و لایه انحلال ناپذیر.

لایه انحلال پذیر شامل یک جزء رزینی است که به حل شدن اجازه نفوذ آرام مواد سمی را به آب دریا می دهد. این پوشش ها به دلیل مقرون به صرفه بودن در کشتی های تجاری به کار برده می شوند. در لایه انحلال ناپذیر از مقادیرزیادی مواد سمی استفاده می شود و سرعت شسته شدن آن مستقل از نوع لایه است. همچنین کارایی آنها به واسطه تماس پیوسته ذرات سمی با آب دریاست، به طوری که وقتی یک ذره حل می شود، ذره دیگر در معرض شسته شدن قرار میگیرد و به طور کلی پوشش های یاد شده 2 یا 3 برابر نوع اولیه مقاومت دارند ولی قیمت آنها بیشتر است. سیستم بایندر در روکش های ضد خزه به عنوان یک عامل کنترل کننده بر روی میزان رهایش ماده سمی عمل کرده و بر همین اساس سیستم های مختلفی جهت تولید این گونه روکش ها پدید آمده که آنها را می توان در یک دسته بندی کلی به صورت ذیل تقسیم نمود:

روکش های ضد خزه سنتی براساس عمل کرد و نحوه کارشان به دو دسته تقسیم می شوند که عبارتند از: ماتریس محلول و تماسی.

در نوع ماتریس محلول، مواد سمی را در یک بایندر، که به طور جزئی در آب دریا قابل حل می باشد، پخش می نمایند.در این نوع پوشش ها با حل شدن تدریجی بایندر سم آزاد می شود. در این جا برای کنترل میزان رهایش باید سرعت حل شدن ماتریس را به دقت کنترل نمود. سرعت حل شدن ماتریس که رابطه مستقیم با سرعت رهایش سم دارد. باید به حدی باشد که اولا ً خیلی کند نبوده لذا میزان سم رها شده برای دور نگه داشتن میکروارگانیزم های دریایی از آن کافی باشد و ثانیا ً خیلی سریع نباشد که از یک طرف موجب آلودگی آب گردد و از طرف دیگر عمر روکش ها خیلی کوتاه شود. پوشش های تماس حاوی حجم بالایی از پیگمنت های سمی می باشند. به طوری که ذرات پیگمنت که در فاز پراکنده (Dispersed Media) هستند. با یکدیگردر تماس می باشند. بایندر مورد استفاده در این روکش ها در آب دریا تقریبا ً نا محلول است، و وقتی قسمتی از ماده سمی حل می گردد، یک فیلم سمی از بایندر روی سطح باقی می ماند. البته این روکش ها کاملا ً نامحلول نبوده و کنترل رها سازی مواد سمی در این روکش ها حاصل موازنه ای بین حل شدن و حل نشدن بایندر در آن باشد.

روکش های مدرنی در زمینه مسئله خزه بستن عرضه گردیده که امروزه متداولترین و پر مصرف ترین این نوع روکش ها مواد ضد خزه خود ساینده Self Plishing می باشد.

سیستم دیگر در روکش های ضد خزه استفاده از تکنیک Micro encapsulation می باشد. یکی از مکانیزم های جالب توجه در کنترل رها سازی مواد زیست فعال در محیط Micro encapsulation می باشد. در این تکنیک مواد سمی را ابتدا توسط یک دیواره نازک پلیمری پوشش داده و سپس این ماده سمی را همراه سایر مواد روکش ضد خزه به صورت روکش های سنتی ضد خزه به کار می برند.

این میکرو کپسول ها رها سازسی سم را کنترل کرده و تنها میزانی از سم را که جهت جلوگیری از خزه بستن لازم می باشد و موجب آلودگی آب دریا نمی شود آزاد می سازند و موجب می شوند که مدت زمان بیشتری عمر کرده و بازده ضد خوردگی بالاتری داشته باشد. البته سیستم های Micro encapsulation به علت محدودیت در انتخاب مواد سمی و نیز مشکلات معمول، که در روکش های سنتی موجود است. کماکان نسبت به سیستم های Self polish از درجه اهمیت کمتری برخوردار هستند.

4-ویژگی های پوشش ضد خزه

از ویژگی های مهم یک سیستم ضد خزه عالی می توان به موارد زیر اشاره کرد

1-اثر بر روی طیف وسیعی از موجودات میکروسکوپی، جلبک ها ، مرجان ها، کرمهای لوله ای، نرم تنان و اسفنج ها و دیاتومه ها.

2-فاقد ترکیبات قلع

3-بدون اثر نا مطلوب روی محیط زیست

4-دوام زیاد

5-سازگاری با بسیاری از رزین ها از جمله کوپلیمرهای صیقلی شونده اکریلیک، کلروکائوچو، وینیل و روزین.

6-وقتی در محیط آب دریا آزاد می شود سریعا ً توسط میکرو ارگانیسم های موجود تجزیه گردد.