Đối với những định nghĩa khác, xem Sơn ( xu thế )
Sơn là bất kỳ chất lỏng, có thể hóa lỏng, hoặc chất liệu rắn mastic nào, mà sau khi phủ một lớp mỏng lên một bề mặt, chuyển thành một màng cứng. Nó được sử dụng phổ biến nhất để bảo vệ, tạo màu hoặc tạo kết cấu cho các đối tượng. Sơn có thể được làm hoặc mua với nhiều màu — và nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như màu nước hoặc màu tổng hợp. Sơn thường được lưu trữ, bán và sơn dưới dạng chất lỏng, nhưng hầu hết các loại sơn đều khô thành rắn. Hầu hết các loại sơn đều có gốc dầu hoặc gốc nước và mỗi loại có những đặc điểm riêng biệt. Đầu tiên, ở hầu hết các thành phố, việc đổ sơn gốc dầu xuống cống rãnh hoặc cống rãnh trong gia đình là bất hợp pháp. Dung môi để tẩy rửa cũng khác đối với sơn gốc nước so với sơn gốc dầu.[1] Sơn gốc nước và sơn dầu sẽ xử lý khác nhau dựa trên nhiệt độ môi trường bên ngoài của vật thể được sơn (chẳng hạn như một ngôi nhà.) Thông thường đối tượng được sơn phải trên 10 °C (50 °F), mặc dù một số nhà sản xuất sơn / sơn lót bên ngoài tuyên bố rằng chúng có thể được thi công khi nhiệt độ thấp đến 35 °F (2 °C).[2]
Một bức tranh sơn dầu than Megaloceros từ Lascaux, Pháp
Sơn là một trong những phát minh sớm nhất của loài người. Một số bức tranh hang động được vẽ bằng đất đỏ hoặc vàng, hematit, oxit mangan và than củi có thể đã được tạo ra bởi những người Homo sapiens đầu cách đây 40.000 năm.[3] Sơn có thể cũ hơn. Vào năm 2003 và 2004, các nhà khảo cổ học Nam Phi đã báo cáo rằng đã tìm thấy trong hang Blombos một hỗn hợp có nguồn gốc từ đất son 100.000 năm tuổi do con người tạo ra có thể được sử dụng như sơn.[4][5] Việc khai quật thêm trong cùng một hang động đã dẫn đến báo cáo năm 2011 về một bộ công cụ hoàn chỉnh để mài bột màu và tạo ra một chất giống sơn nguyên thủy.[5][6]
Những bức tường màu cổ đại ở Dendera, Ai Cập, trải qua bao năm bị bào mòn, vẫn còn duy trì sắc tố tỏa nắng rực rỡ của chúng, sôi động như khi chúng được sơn vào lúc 2 nghìn năm trước. Người Ai Cập trộn lẫn sắc tố của họ với chất như kẹo cao su đặc, và sử dụng chúng riêng không liên quan gì đến nhau với nhau mà không có bất kể trộn lẫn hoặc hỗn hợp nào. Có vẻ như họ đã sử dụng sáu màu : trắng, đen, xanh, đỏ, vàng và xanh lá cây. Họ lần tiên phong bao trùm hàng loạt khu vực với màu trắng, sau đó vẽ khung phong cách thiết kế bằng màu đen, để lại những màu sáng cho màu nền. Họ dùng minium ( chì oxit Pb3O4 ) làm màu đỏ, và màu đỏ này thường sẫm màu hơn .Pliny đã đề cập đến một số ít trần nhà được sơn vào thời của ông ở thị xã Ardea, nơi đã được làm trước khi xây dựng Rome. Ông bày tỏ sự quá bất ngờ và ngưỡng mộ trước sự tươi mới của chúng sau nhiều thế kỷ trôi qua .Sơn được tạo ra từ lòng đỏ của trứng và do đó, chất này sẽ cứng lại và bám vào mặt phẳng mà nó được vận dụng. Bột màu được làm từ thực vật, cát và những loại đất khác nhau. Hầu hết những loại sơn đều sử dụng dầu hoặc nước làm cơ sở ( chất pha loãng, dung môi hoặc phương tiện đi lại cho bột màu ) .Một ví dụ vẫn còn sống sót của sơn dầu ngôi nhà thế kỷ 17 là Ham House ở Surrey, Anh, nơi một lớp sơn lót được sử dụng cùng với 1 số ít lớp phủ bên dưới và một lớp phủ trang trí phức tạp ; hỗn hợp bột màu và dầu sẽ được nghiền thành bột nhão bằng cối và chày. Quá trình này được những họa sỹ thực thi bằng tay khiến họ bị nhiễm độc chì do bột chì dùng để vẽ màu trắng .Năm 1718, Marshall Smith đã ý tưởng ra ” Máy hoặc động cơ để mài màu ” ở Anh. Người ta không biết đúng mực phương pháp hoạt động giải trí của nó, nhưng nó là một thiết bị giúp tăng hiệu suất cao nghiền bột màu một cách đáng kể. Chẳng bao lâu sau, một công ty có tên Emerton và Manby đã quảng cáo những loại sơn đặc biệt quan trọng giá rẻ được sản xuất bằng công nghệ tiên tiến tiết kiệm ngân sách và chi phí lao động :
Sơn sử dụng hàng ngày – sơn trắng trên tường
- Một pound màu nền trong Horse-Mill sẽ vẽ được mười hai yard, trong khi màu nền theo bất kỳ cách nào khác, sẽ không làm được một nửa số lượng công việc đó.
Vào thời gian khởi đầu chính thứ của Cách mạng Công nghiệp, vào giữa thế kỷ 18, sơn đã được nghiền trong những nhà máy sản xuất chạy bằng hơi nước, và một chất thay thế sửa chữa cho bột màu gốc chì đã được tìm thấy trong một dẫn xuất màu trắng của oxit kẽm. Sơn nội thất bên trong trong nhà ngày càng trở thành tiêu chuẩn khi thế kỷ 19 tiến triển, cả vì nguyên do trang trí và vì sơn có hiệu suất cao trong việc ngăn những bức tường mục nát khỏi khí ẩm. Dầu hạt lanh cũng ngày càng được sử dụng như một chất kết dính rẻ tiền .Năm 1866, Sherwin-Williams ở Hoa Kỳ đã được xây dựng như một nhà phân phối sơn lớn và ý tưởng ra một loại sơn hoàn toàn có thể sử dụng trực tiếp từ khi mở hộp mà không cần pha chế .Mãi cho đến khi sự kích thích của Thế chiến thứ hai tạo ra sự thiếu vắng dầu lanh trên thị trường cung ứng, thì nhựa tự tạo, hay còn gọi là alkyd, mới được ý tưởng ra. Chúng vừa rẻ, vừa dễ làm và còn giữ màu tốt và lâu trôi. [ 7 ]
Thành phần luân chuyển được cấu trúc bởi chất kết dính ; hoặc, nếu cần làm loãng chất kết dính bằng chất pha loãng như dung môi hoặc nước, thì đó là sự phối hợp của chất kết dính và chất pha loãng. [ 8 ] [ 9 ] Trong trường hợp này, khi sơn đã khô hoặc đóng rắn thì gần như hàng loạt dung dịch pha loãng đã bay hơi hết và chỉ còn lại chất kết dính trên mặt phẳng sơn. Do đó, một lượng quan trọng trong công thức chất phủ là ” chất rắn luân chuyển “, nhiều lúc được gọi là ” chất rắn nhựa ” trong công thức. Đây là tỷ suất của khối lượng lớp phủ ướt được kết dính, tức là phần xương sống polyme của màng sẽ còn lại sau khi khô hoặc đóng rắn hoàn tất .
Chất kết dính hoặc định hình
[
sửa|sửa mã nguồn]
Chất kết dính là thành phần tạo màng của sơn. [ 10 ] Nó là thành phần duy nhất luôn có trong tổng thể những loại công thức khác nhau. Nhiều chất kết dính quá dày nên không hề xây đắp và phải làm mỏng mảnh. Loại chất mỏng mảnh hơn, nếu có, đổi khác theo chất kết dính .Chất kết dính truyền đạt những đặc tính như độ bóng, độ bền, tính linh động và độ dẻo dai. [ 11 ]Chất kết dính gồm có những loại nhựa tổng hợp hoặc tự nhiên như alkyd, acrylic, vinyl-acrylics, vinyl acetate / ethylene ( VAE ), polyurethan, polyeste, nhựa melamine, epoxy, Silanes hoặc siloxan hoặc dầu .Chất kết dính hoàn toàn có thể được phân loại theo chính sách hình thành màng. Cơ chế nhiệt dẻo gồm có làm khô và kết tụ. Làm khô đề cập đến sự bay hơi đơn thuần của dung môi hoặc chất pha loãng để để lại một lớp màng kết dính. Coalescence đề cập đến một chính sách tương quan đến việc làm khô sau đó là sự tích hợp trong thực tiễn giữa những hạt rời rạc. Cơ chế tạo màng nhựa nhiệt dẻo đôi lúc được diễn đạt là ” giải quyết và xử lý nhựa nhiệt dẻo ” nhưng đó là một cách gọi sai vì không cần phản ứng đóng rắn hóa học nào để đan màng. Mặt khác, chính sách nhiệt rắn là chính sách đóng rắn thực sự tương quan đến ( những ) phản ứng hóa học giữa những polyme tạo nên chất kết dính. [ 12 ]
Cơ chế nhựa nhiệt dẻo: Một số màng được hình thành bằng cách làm nguội chất kết dính đơn giản. Ví dụ, sơn encaustic hoặc sáp là chất lỏng khi còn ấm và cứng lại khi nguội. Trong nhiều trường hợp, chúng mềm lại hoặc hóa lỏng nếu được hâm nóng.
Sơn mà khô bằng cách bay hơi dung môi và chứa chất kết dính rắn hòa tan trong dung môi được gọi là sơn mài. Một màng rắn hình thành khi dung môi bay hơi. Bởi vì không có link chéo hóa học tham gia, màng hoàn toàn có thể hòa tan lại trong dung môi ; do đó, sơn mài không thích hợp cho những ứng dụng mà năng lực kháng hóa chất là quan trọng. Các loại sơn mài nitrocellulose cổ xưa thuộc loại này, cũng như những vết bẩn không có hạt gồm có thuốc nhuộm hòa tan trong dung môi. Hiệu suất biến hóa theo công thức, nhưng sơn mài nói chung có khuynh hướng có năng lực chống tia cực tím tốt hơn và năng lực chống ăn mòn thấp hơn so với những mạng lưới hệ thống tương tự được giải quyết và xử lý bằng cách trùng hợp hoặc link .Loại sơn được gọi là Emulsion ở Anh và Latex ở Hoa Kỳ là sự phân tán trong nước của những hạt polymer có size nhỏ hơn micromet. Các pháp luật này ở những vương quốc tương ứng gồm có tổng thể những loại sơn sử dụng polyme tổng hợp như acrylic, vinyl acrylic ( PVA ), styrene acrylic, v.v. làm chất kết dính. [ 13 ] Thuật ngữ ” cao su đặc ” trong ngữ cảnh sơn ở Hoa Kỳ chỉ đơn thuần có nghĩa là chất phân tán trong nước ; mủ cao su đặc từ cây cao su đặc không phải là một thành phần. Các chất phân tán này được điều chế bằng phản ứng trùng hợp nhũ tương. Những loại sơn như vậy được giải quyết và xử lý bằng một quy trình gọi là kết dính, trong đó thứ nhất là nước, sau đó là vết, hoặc dung môi kết dính, bay hơi và hút lại với nhau và làm mềm những hạt chất kết dính và hợp nhất chúng với nhau thành những cấu trúc mạng link không hề đảo ngược, do đó sơn không hề phân hủy lại trong dung môi / nước bắt đầu mang nó. Các chất hoạt động giải trí mặt phẳng còn sót lại trong sơn, cũng như tính năng thủy phân với một số ít polyme làm cho sơn vẫn dễ bị mềm và theo thời hạn sẽ bị phân hủy bởi nước. Thuật ngữ chung của sơn latex thường được sử dụng ở Hoa Kỳ, trong khi thuật ngữ sơn nhũ tương được sử dụng cho những mẫu sản phẩm tựa như ở Anh và thuật ngữ sơn latex trọn vẹn không được sử dụng .
Cơ chế nhiệt rắn: Sơn đóng rắn bằng phản ứng trùng hợp nói chung là sơn một hoặc hai gói trùng hợp bằng phản ứng hóa học và đóng rắn thành màng liên kết chéo. Tùy thuộc vào thành phần, chúng có thể cần phải làm khô trước, bằng cách làm bay hơi dung môi. Epoxit hai gói cổ điển hoặc polyuretan [14] thuộc loại này.[15]
” Dầu làm khô “, với ngôn từ không theo trực giác, thực sự được làm khô bằng phản ứng link chéo ngay cả khi chúng không được đưa vào lò nướng và có vẻ như chỉ đơn thuần là khô trong không khí. Cơ chế hình thành màng của những ví dụ đơn thuần nhất tương quan đến sự bay hơi tiên phong của dung môi sau đó là phản ứng với oxy từ thiên nhiên và môi trường trong khoảng chừng thời hạn vài ngày, vài tuần và thậm chí còn vài tháng để tạo ra một mạng lưới link chéo. [ 8 ] Men alkyd cổ xưa sẽ thuộc loại này. Lớp phủ giải quyết và xử lý oxy hóa được xúc tác bởi chất làm khô phức sắt kẽm kim loại như coban naphthenat .
Các yêu cầu môi trường gần đây hạn chế việc sử dụng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), và các phương pháp xử lý thay thế đã được phát triển, thường cho các mục đích công nghiệp. Ví dụ, sơn đóng rắn UV cho phép pha chế với lượng dung môi rất thấp, hoặc thậm chí không có. Điều này có thể đạt được do các monome và oligome được sử dụng trong lớp phủ có trọng lượng phân tử tương đối rất thấp, và do đó có độ nhớt đủ thấp để cho phép chất lỏng chảy tốt mà không cần thêm chất pha loãng. Nếu dung môi có mặt với một lượng đáng kể, nói chung trước hết nó được bay hơi trước và sau đó bắt đầu tạo liên kết chéo bằng tia cực tím. Tương tự, sơn tĩnh điện chứa ít hoặc không chứa dung môi. Sự chảy và đóng rắn được tạo ra bằng cách làm nóng chất nền sau khi áp dụng cơ chế tĩnh điện cho bột khô.[16]
Cơ chế kết hợp: Cái gọi là lớp phủ “sơn mài có xúc tác” hoặc “cao su liên kết chéo” được thiết kế để tạo màng bằng sự kết hợp của các phương pháp: làm khô cổ điển cộng với phản ứng đóng rắn có lợi từ chất xúc tác. Có những loại sơn được gọi là plastisols / organosols, được tạo ra bằng cách trộn các hạt PVC với chất làm dẻo. Chúng được loại bỏ và hỗn hợp kết hợp với nhau.
Vẽ màu nước với cọKể từ thời Phục Hưng, sơn dầu ( đa phần là dầu hạt lanh ) là loại sơn thông dụng nhất trong những ứng dụng mỹ thuật và vẫn còn phổ cập cho đến thời nay. Tuy nhiên, trong thế kỷ 20, sơn nước, kể cả sơn màu nước và sơn acrylic, trở nên rất thông dụng với sự tăng trưởng của sơn acrylic và những loại sơn latex khác. Các loại sơn sữa ( còn gọi là casein ), với tên có nguồn gốc từ nhũ tương tự nhiên là sữa, thông dụng trong thế kỷ 19 và vẫn còn lúc bấy giờ. Egg tempera ( tên bắt nguồn từ một hỗn hợp lòng đỏ trứng gà trộn với dầu ) vẫn còn được sử dụng, như sơn sáp encaustic. Gouache là một loại màu nước được sử dụng trong thời Trung Cổ và Phục hưng cho những tranh minh họa. Chất nhuộm màu thường được làm từ đá trên mặt đất như lapis lazuli và chất kết dính được làm từ gôm kẹo cao su đặc hoặc trứng trắng. Gouache, còn được gọi là ‘ màu phong cách thiết kế ‘ hoặc ‘ màu chính ‘, đã được thương mại kinh doanh hóa thời nay .
