Page 65 - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
P. 65
กรด เบส และเกลือ 2-53
สารท ำ�แ ห้งเป็นเกลือห รือส บูข่ องโลหะก ับก รดอ ินทรีย์ ตัวอย่างข องส ารท ำ�แ ห้ง เช่น เกลืออ อกโทเอต (octoate
salt) หรือเกล ือแนฟทีเนต (naphthenate salt) ของโลหะโคบอลต์ (cobalt, Co) แมงกานีส (manganese, Mn) หรือ
เซอร์โคเนียม (zirconium, Zr) ในท ี่น ี้ขอน ำ�เสนอส ารท ำ�แ ห้งท ี่ใช้กันแ พร่หลายเป็นตัวอย่าง ซึ่งเป็นสารประกอบเกลือ
ออกโทเอโตคขบอองลโคตบ์เออทลิลตเ์ ฮคกือซโะคโบนอเอลตต์เเอปท็นิลขเอฮงกเซหะลโวนสเอีมต่ว ง (เcขo้มbaทlำ�tห2น-e้าtทhี่เyรl่งhกeาxรaแnหo้งaตtัวeข, อ(Cงบ7Hริเ1ว5ณCผOิวOช)ั้น2Cหoม)ึก พิมพ์ที่
พิมพ์บนว ัสดุใช้พิมพ์ โดยกลไกก ารแห้งตัวข องห มึกพิมพ์ที่ม ีอ งค์ประกอบของนํ้ามันซักแห้งหรือน ํ้ามันกึ่งซักแห้งน ั้น
เกิดขึ้นเมื่อออกซิเจนเข้าทำ�ปฏิกิริยากับโมเลกุลของนํ้ามันและสารอื่นๆ ที่มีอยู่ในนํ้ามัน ทำ�ให้เกิดอนุมูลอิสระ (free
radical) ขึ้นในช ั้นห มึกพ ิมพ์ อนุมูลอ ิสระเหล่าน ี้ม ีค วามไวต ่อก ารเกิดป ฏิกิริยาก ารเกิดพ อล ิเมอ ร์ กล่าวค ือ โมเลกุลข อง
นํา้ มันส ร้างพ นั ธะต อ่ ก นั จ นโมเลกลุ ม ขี นาดใหญข่ ึน้ ทำ�ใหน้ ํา้ มันท ีแ่ ตเ่ ดิมม สี ถานะเปน็ ข องเหลวเปลีย่ นเปน็ ข องแข็ง หรือ
เกิดก ารแ ห้งแ ข็งต ัวในท ี่สุด เมื่อใช้โคบอลต์เอทิลเฮกซ ะโนเอตเป็นส ารท ำ�แ ห้ง จะท ำ�ให้เกิดอ นุมูลอ ิสระได้อ ย่างร วดเร็ว
เพื่อให้ง ่ายต่อก ารแสดงปฏิกิริยาที่เกิดข ึ้น จึงขอแ สดงการป ฏิกิริยาก ารเกิดพ อลิเมอ ร์ด้วยไอออนข องโคบอลต์เท่านั้น
เนื่องจากป ฏิกิริยาก ารแ ห้งต ัวเกิดจ ากไอออนข องโคบอลตเ์ป็นส �ำ คัญ ส่วนไอออนเอทิลเฮกซ ะโนเอตท ำ�ห น้าทีใ่นก ารจ ับ
ออกซิเจนแ ละช ่วยให้สารทำ�แห้งสามารถละลายร วมกับนํ้ามันท ี่ใช้ผ ลิตเป็นตัวพ าของหมึกพ ิมพ์ได้ กลไกข องปฏิกิริยา
การเกิดอนุมูลอิสระแ ละก ารเกิดพอล ิเมอ ร์ที่เกิดจากไอออนของโคบอลต์ แสดงเป็นขั้นต อนได้ด ังนี้
1) Co2+ ทำ�ปฏิกิริยาก ับกรดไขมัน (แทนด้วย ROOH) ในน ํ้ามันกลายเป็น Co3+
Co2+ + ROOH Co3+ + RO. + OH—
2) Co3+ ทำ�ปฏิกิริยาก ับ O2 เกิดอนุมูลอ ิสระของเพอร์อ อกไซด์
Co3+ + O2 Co3+ — O — O
3) Co3+—O—O ทำ�ปฏิกิริยากับโมเลกุลของนํ้ามัน (แทนด้วย R—CH2 —CH = CH—(CH2)n—COOR)
ทำ�ให้โมเลกุลข องนํ้ามันก ลายเป็นอนุมูลอ ิสระ
CC(nooแ33++ท—น—OจOำ�น——วOนOข+HอRง+ห—มRู่C—CHHC22H—ซ—ึC่งมHCีจHำ�=น=ว—นC(แCHตHก—2ต)n(่าCง—HกCัน2)OตnาO—มRชCนOิดOขRองก รดไขมันของนํ้ามัน)
4) นํ้ามันโมเลกุลอ ื่นและอ นุมูลอ ิสระข องน ํ้ามันจาก 3) เกิดพันธะต่อกันก ลายเป็นโมเลกุลท ี่ม ี
ขนาดใ หญ่ขึ้น
RR —— CCRHH 22 ——— CCC|HHH ——= CCCHHH =—— C((CCHHH—22))nn(C ——HCC2O)OnOO—RRCʹʹO+ORR- CH. — CH = CH — (CH2)n — COORʹ
จากป ฏิกิริยา 4) เมื่ออ นุมูลอ ิสระแ ละโมเลกุลข องน ํ้ามันเกิดพ ันธะต ่อก ันม ากข ึ้น นํ้ามันจ ึงก ลายเป็นพ อล ิเมอ ร์
และเกิดก ารแ ห้งแข็งต ัว ทั้งนี้ป ฏิกิริยา 1) – 4) เป็นเพียงตัวอย่างห นึ่งของก ารเกิดอนุมูลอ ิสระบ างช นิด แต่ในค วามเป็น
จริงอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นมีมากมายหลายชนิด เนื่องจากองค์ประกอบในหมึกพิมพ์หลายประเภทที่สามารถเกิดเป็น
อนุมูลอ ิสระแ ละพ อลิเมอร์ร ่วมกับน ํ้ามันได้
