بسیاری از پوشش‌های پایه‌حلال مدرن بسیار مهم، اپوکسی‌ها، آلکیدها و آکریلیک‌ها؛ در فرمولاسیون‌های پایه‌آب نیز در دسترس می‌باشند. در سال‌های اخیر، حتی تکنولوژی‌های پلیمرهای یورتانی در پوشش‌های پایه‌آب مورد استفاده قرار گرفته‌اند. رنگ‌های پایه‌آب، رنگ‌های پایه‌حلالی نمی‌باشند که به آسانی حلال آلی در آن با آب جایگزین شود، بنابراین شیمیست‌های رنگی باید یک فرمولاسیون کلی جدید برای سیستم موردنظر طراحی نمایند. در این بخش، بررسی می‌کنیم که رنگ‌های پایه‌آب چگونه از رنگ‌های پایه‌حلال متفاوت می‌باشند.

رنگ‌های پایه‌آب نسبت به رنگ‌های پایه‌حلال، ماهیت و فرمولاسیون پیچیده‌تری دارند. گروه بسیار کوچکی از پلیمرها که درون آب حل می‌شوند، در رنگ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در موارد گسترده‌، یک پوشش پایه‌حلال تک جزئی حاوی یک پلیمر است که درون حلال مناسب حل می‌شود. تشکیل فیلم صرفا حاوی اعمال فیلم و تبخیر حلال می‌باشد. در یک پوشش لاتکس پایه‌آب، ذرات پلیمری کاملا حل نمی‌شوند و به صورت ذرات پلیمری جامد درون آب دیسپرس می‌شوند. هنگامیکه تئوری‌های ترشوندگی، ترمودینامیک،  انرژی سطحی مطرح می‌شوند؛ تشکیل فیلم پیچیده می‌گردد. در میان دیگر چالش‌ها، شیمیست رنگ‌های پایه‌آب باید:

• یک واکنش پلیمری طراحی نماید که درون آب رخ دهد که ذرات مونومر به ذرات پلیمری جامد پلیمریزه شوند.
• افزودنی‌هایی را پیدا کند که بتوانند ذرات پلیمر جامد را به صورت دیسپرژن پایدار و نه به صورت توده در ته قوطی رنگ نگه دارند.
• افزودنی‌هایی را بیابند که می‌توانند تا حدودی بخش بیرونی ذرات جامد را نرم نمایند و سپس در طی تشکیل فیلم آنها راحتر صاف می‌شوند.

و همه این‌ها برای بایندر است. افزودنی‌های ویژه‌ای موردنیاز است مانند جلوگیری از تجمع ذرات پیگمنت، که این افزودنی‌ها برای حلال‌های قطبی مانند متفاوت از افزودنی‌های مورد استفاده در حلال‌های آلی غیرقطبی میباشد. به طور مشابه می‌توان گفت برخی مواد شیمیایی برای ادغام بهتر پیگمنت با بایندر مورد استفاده قرار می‌گیرد به‌طوری که شکافی بین ذرات پیگمنت و بایندر رخ نمی‌دهد. البته برخی افزودنی‌ها باید به‌طور منحصربفرد برای فرمولاسیون‌های پایه‌آب جهت جلوگیری از شروع زنگ‌زدگی در فولاد قبل از تبخیر آب، مورد استفاده قرارگیرد.

3.1 تکنولوژی‌ برای پلیمرها درون آب

بیشتر زنجیرهای پلیمر قطبی نمی‌باشند و آب که یک حلال بسیار قطبی است نمی‌تواند آنها را حل نماید. راه‌هایی برای حل این مشکل ایجاد شده است. تکنولوژی رنگ برای حل‌نمودن یا تعلیق زنجیرهای پلیمری درون آب راه‌های متفاوتی ارائه نموده است. تمام آنها نیازمند اصلاح پلیمر برای پایدار کردن آن درون حلال یا دیسپرژن آب می‌باشند. غلظت گروه‌های عاملی قطبی نقش مهمی در تعیین فرم رنگ پایه‌آب بازی می‌کند، غلظت بالا منجربه ایجاد حلالیت-آبی و غلظت کم منجربه ایجاد دیسپرژن می‌گردد.

3.1.1 پوشش‌های رقیق‌شونده با آب و پلیمرهای محلول در آّب

در پوشش‌های رقیق‌شونده با آب و پلیمرهای محلول در آّب، زنجیرهای پلیمری که به‌طور طبیعی آبگریز می‌باشند، تغییر می‌کنند، بخش‌های آبدوست مانند گروه‌های کربوکسیلیک‌اسید، گروه‌های سولفونیک‌اسید و آمین‌های نوع سوم برای ایجاد حلالیت در آب به زنجیر پلیمری متصل می‌شوند.

در پوشش‌های رقیق‌شونده با آب، پلیمر به صورت محلول درون یک حلال آلی که با آب رقیق می‌شود، ایجاد می‌شود، سپس آب افزوده می‌شود. پلیمر آبگریز به صورت ذرات کلوئیدی جدا می‌شود و بخش‌های آبدوست، کلوئیدها را پایدار می‌کنند. پوشش‌های رقیق شونده در آب به دلیل ماهیتشان همواره دارای کسری حلال آلی می‌باشند.

پلیمرهای محلول در آب، درون حلال آلی قرار نمیگیرند، این پلیمرها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که مستقیما درون آب حل شوند. یکی از مزیت‌های این روش این است که خشک شدن به دلیل دیسپرژن و امولسیون نبودن پوشش، بسیار آسان می‌شود. علاوه‌براین در تشکیل فیلم دما اهمیت زیادی ندارد. پلیمرهایی که در این روش مورد استفاده قرار می‌گیرند نسبت به پلیمرهای مورد استفاده در دیسپرژن(10⁵-10⁶) وزن ملکولی پایینتری دارند(10³-10⁴).

3.1.2 پوشش‌های امولسیون آبی

امولسیون دیسپرژنی از یک مایع درون مایع دیگر است. بهترین مثال شیر است که قطرات چربی درون آب امولسیفای شده است. در پوشش امولسیونی، یک پلیمر مایع درون آب دیسپرس می‌شود. بسیاری از رنگ‌های اپوکسی و آلکید مثالی از این نوع پوشش‌ها هستند.

3.1.3 پوشش‌های دیسپرژن آبی

در یک پوشش دیسپرژن آبی، پلیمر به‌طورکلی محلول در آب نمی‌باشد و به صورت دیسپرژن یا لاتکسی از ذرات ریز جامد درون آب می‌باشند. لازم به ذکر است که تشکیل ذرات پلیمری جامد درون حلال آلی، باعث حذف حلال می‌شود و بعد از آن افزودن ذرات به آب، پوشش‌های دیسپرژن آبی تولید نمی‌نماید. برای این پوشش‌ها از همان ابتدا پلیمرها باید درون آب تولید شوند. بیشتر فرم‌های لاتکس به شکل امولسیونی از بلوک‌های پلیمری و سپس تحت پلیمریزاسیون تهیه می‌شوند. از سوی دیگر، دیسپرژن‌های پلی‌یورتانی توسط پلی‌کندانسیون بلوکه‌های آبی تشکیل می‌شوند.

3.2 آب در مقابل حلال‌های آلی

تفاوت بین رنگ‌های پایه‌حلالی و پایه‌آبی در مشخصه منحصربفرد آب می‌شود. در بیشتر خواصی که مهم‌می‌باشند، آب متفاوت از حلال‌های آلی می‌باشد. در تولید یک رنگ پایه‌آب، شیمیست رنگ باید از ابتدا شروع به بررسی تمام مشخصه‌ها و مواد از رزین گرفته تا سایر افزودنی‌ها بپردازد. در بسیاری از مشخصه‌ها آب متفاوت از حلال‌های آلی است، برای مثال ثابت دی‌الکتریک آن بسیار بیشتر از حلال‌های آلی می‌باشد. دانسیته، کشش‌سطحی، رسانایی حرارتی آن بیشتر از سایر حلال‌های رایج است. برای استفاده آن در رنگ، تفاوت‌های بین آب و حلال‌های آلی، که در زیر آورده شده‌اند، بسیار مهم است:

• آب، پلیمرهایی که در رنگ به عنوان رزین مورداستفاده قرار می‌گیرند را حل نمی‌کند، بنابراین پلیمر باید به طور شیمیایی تغییر کند که بتواند به‌عنوان Backbone رنگ مورد استفاده قرار گیرد. گروه‌های عاملی مانند گروه‌های آمینی، سولفونیک و گروه‌های کربوکسیلیک برای محلول کردن رزین و یا دیسپرس‌کردن آن در آب، به رزین افزوده می‌شوند.
• گرمای نهان تبخیر آب بسیار بالاتر از حلال‌های آلی است، تبخیر ترمودینامیکی آب در دمای اتاق بسیار آهسته‌تر رخ می‌دهد.
• کشش‌سطحی آب بسیار بالاتر از دیگر حلال‌های مورد استفاده در رنگ است، این کشش‌سطحی بالا نقش بسیار مهمی در تشکیل فیلم در لاتکس‌ها دارد.

3.3 تشکیل فیلم لاتکس

دیسپرژن‌های پایه‌آب طی یک فرآیند جذاب فیلم تشکیل می‌دهند. برای انجام کراس‌لینک و تشکیل فیلم منسجم، ذرات جامد در دیسپرژن باید هنگام تبخیر آب پخش شوند، زیرا به صورت ترمودینامیکی انعقاد مطلوب‌تر از ذرات پلیمری جداگانه است. کاهش سطح کلی منجربه کاهش انرژی آزاد می‌شود.

تشکیل فیلم میتواند در سه مرحله توصیف شود، مراحل تشکیل فیلم در ادامه توصیف شده است، مراحل 1 و 2 در شکل 3.1 نشان داده شده است.

• غلظت کلوئید

بخش زیادی از آب هنگام اعمال رنگ تبخیر می‌شود. از آنجا، فاصله میان ذرات پلیمر کروی کاهش می‌یابد، ذرات حرکت می‌کنند و روی هم می‌لغزند تا به‌طور کامل pack شوند. با تبخیر آب ذرات به هم نزدیک‌تر می‌شوند ولی شکل آنها تغییری نمی‌کند.

• انعقاد

این مرحله هنگامی آغاز می‌شود که تنها آب باقی‌مانده بین ذرات باشد. در دومین مرحله، که مرحله مویینگی هم نامیده می‌شود، کشش سطحی بالای آب یک فاکتور می‌شود. آب تلاش می‌کند تا کشش سطحی خود در فصل مشترک آب – هوا و آب-ذرات را کاهش دهد. درواقع آب باعث تغییر شکل ذرات پلیمری جامد می‌شود. این اتفاق در بالا، پایین و دو طرف کره و هرجایی که با کره دیگر در تماس است، رخ می‌دهد. و نتیجه آن ایجاد ساختار لانه زنبوری دودکاهدرال می‌باشد.

• نفوذ ماکروملکولی

تحت شرایط ویژه، مانند دمای به‌اندازه کافی بالا، زنجیرهای پلیمری می‌توانند درون مرزهای ذرات نفوذ کنند و یک فیلم پیوسته و همگن شکل می‌گیرد. استحکام مکانیکی و مقاومت آبی فیلم افزایش می‌یابد.

شکل 3.1 تشکیل فیلم لاتکس، A تغلیظ کلوئید، B انعقاد. توجه شود که فاصله مرکز تا مرکز بین ذرات در انعقاد تغییری نمی‌کند

3.3.1 نیروی محرکه تشکیل فیلم

فرآیند تشکیل فیلم بسیار پیچیده است. تعداد زیادی تئوری‌های مختلف برای توصیف این فرآیند وجود دارد. تفاوت عمده‌ی آنها در نیروی محرکه برای تغییر شکل ذرات: کشش سطحی ذرات پلیمر، جاذبه‌ی واندروالسی، کشش بین‌سطحی پلیمر-آب، فشار مویینگی در فصل‌مشترک آب-هوا یا ترکیبی از این‌ها می‌باشد.

این تئوری‌های مکانیزم تشکیل فیلم لاتکس، برای بهبود رنگ‌های پایه‌آب و طراحی نسل‌های بعدی این رنگ‌ها ضروری و لازم است. برای بهبود سرعت تشکیل فیلم، اگر نیروی محرکه اصلی برای انعقاد در فصل مشترک بین پلیمر و آب ، بین آب و هوا، یا بین ذرات پلیمر قرار گرفته است، دانستن اینکه این موقعیت تعیین می‌نماید که چه کشش سطحی یا انرژی سطحی باید بهینه شود، بسیار اهمیت دارد.

در سال‌های اخیر، به این اتفاق نظر رسیده‌اند که کشش سطحی آب، چه درفصل مشترک  هوا-آب یا فصل مشترک پلیمر-آب یا هردو، نیروی محرکه است. مطالعات AFM نشان می‌دهد که فشار مویینگی در فصل مشترک هوا-آب از اهمیت بسیار بیشتری برخوردار است. Visscher و همکارانش تحقیقات طبق روش دیگری ، نتایج یکسانی را گزارش نموده اند. آنها هنگام تغییر شکل پلیمر برای یک سیستم نیروهای مختلفی را تخمین زده‌اند که برای تغییر شکل ذرات نیروی 10^-7 نیوتونی موردنیاز است. نیروهای ایجادشده توسط مویینگی آب بین ذرات و توسط فصل‌مشترک آب-هوا هردو به‌اندازه کافی بزرگ هستند(جدول3.1).

جدول 3.1 تقریب نیروهای ایجاد شده در طول تغییر شکل ذرات

مقدار تقریبی (نیوتون)	نوع عامل نیرو
	نیروی جاذبه بر روی ذرات
	نیروهای واندروالسی(در فاصله 5 نانومتری)
	نیروهای واندروالسی(در فاصله 0.2 نانومتری)
	دافعه الکترواستاتیک
	نیروی مویینگی به دلیل فصل‌مشترک آب-هوا
	نیروی مویینگی به دلیل پل‌های مایع

Gauthier و همکارانش اشاره کرده‌اند که کشش بین سطحی پلیمر-آب و فشار مویینگی در فصل‌مشترک آب-هوا بیان‌کننده‌ی پدیده‌ی فیزیکی مشابهی می‌باشند و توسط قانون یانگ و لاپلاس برای انرژی سطحی قابل توصیف می‌باشند. در حقیقت دو حداقل دمای تشکیل فیلم وجود دارد، یکی تر و دیگری خشک. که ممکن است نشان‌دهنده‌ی این باشد که فصل مشترک آب-پلیمر و تبخیر آب بینابینی، محرکه‌ی تشکیل فیلم می‌باشند.

برای اطلاعات دقیق‌تر درمورد فرآیند تشکیل فیلم و بررسی انرژی سطحی و ترمودینامیک به مطالعات Gauthier،Guyot, Perez, and Sindt ،Visschers, Laven   مراجعه شود. همه این مطالعات درمورد سیستم‌های لاتکس نانوپیگمنته شده می‌باشد.

3.3.2 رطوبت و پخت لاتکس

برخلاف حلال‌های آلی، آب به مقدار زیادی در اتمسفر موجود می‌باشد. محققان تخمین‌زده‌اند که اتمسفر حاوی  لیتر آب می‌باشد. به همین دلیل، رطوبت نسبی بر روی سرعت تبخیر آب در رنگ‌های پایه‌آب تاثیر می‌گذارد. مقالات تجاری نشان می‌دهند که پوشش‌های پایه‌آب به رطوبت بالا حساس می‌باشند. گرچه محققانی مانند Visschers، Laven و Vander linde به خوبی نشان داده‌اند که این عقیده اشتباه است. آنها از ترکیبی از تئوری‌های ترمودینامیکی و زاویه تماس برای اثبات اینکه رنگ‌های لاتکس عملا در تمام رطوبت‌ها در مدت زمانی که آنها مستقیما توسط بارندگی یا کندانسیون تر نشده‌اند، خشک می‌شوند. این نتایج از آزمایشات Forsgren و Palmgren نیز دیده شده است که آنها یافتند که تغییرات در رطوبت نسبی اثر چشمگیری در خواص مکانیکی و فیزیکیِ پوشش پخت‌شده ندارد. Gauthier و همکارانش به طور تجربی نشان دادند که انعقاد لاتکس به رطوبت محیط بستگی ندارد. در مطالعات تبخیرآب با استفاده از اندازه‌گیری کاهش وزن، آنها یافتند که در یک دمای مشخص، سرعت در مرحله یک به رطوبت محیط وابسته است. در مرحله 2، از آنجا که انعقاد رخ می‌دهد، سرعت تبخیر آب را نمی‌توان توسط مدل مشابه توصیف نمود.

3.3.3 پوشش‌های واقعی

مدل‌های تشکیل فیلم توصیف شده در بالا، برای سیستم‌های برپایه‌ی لاتکس تنهاست. پوشش‌های لاتکس پایه‌آب واقعی حاوی اجزای بیشتری است، مانند انواع مختلف پیگمنت، عامل انعقاد کننده برای نرم‌کردن بخش بیرونی ذرات پلیمری، سورفکتانت و امولسیفایر و غلظت‌دهنده برای کنترل ترکنندگی، ویسکوزیته و تثبیت دیسپرژن.

موفقیت رنگ پایه‌آب در تشکیل یک فیلم پیوسته وابسته به تعدادی از فاکتورهاست که در زیر آورده شده است:

• ترشوندگی ذرات پلیمری توسط آب (Visschers و همکارانش دریافتند که زاویه تماس آب برروی سطح ذرات پلیمری تاثیر چشمگیری در نیروی تماسی که ذرات پلیمری را از هم جدا (در صورت مثبت بودن) و یا به هم نزدیک می‌نماید(درصورت منفی بودن) دارد).
• سختی پلیمر
• میزان موثر بودن عامل انعقادکننده
• نسبت بایندر به پیگمنت
• دیسپرژن ذرات پلیمری درون ذرات پیگمنت
• اندازه نسبی پیگمنت به بایندر در لاتکس

3.3.3.1 پیگمنت

در فرمولاسیون یک رنگ، چه پایه‌حلال و چه پایه‌آب، پیگمنت باید به خوبی دیسپرس شود، هنگام پخت توسط بایندر پوشش داده شود و در نسبت مناسبی با بایندر ترکیب شود. نکته آخر درمورد سیستم‌های پایه‌حلال و پایه‌آب مشابه است، درحالیکه که دومورد اولی در پوشش‌های پایه‌آب باید مورد توجه قرار گیرد.

کشش‌سطحی بالای آب نه تنها دیسپرژن پلیمر را تحت تاثیر قرار می‌دهد بلکه دیسپرژن پیگمنت را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد. همانطور که Kobayashi اشاره نموده است، مهم‌ترین فاکتور در دیسپرژن پیگمنت، توانایی حلال برای تر نمودن آن است. با توجه به کشش سطحی، ترشوندگی وابسته به دو عامل است؛ آبگریزی (یا آبدوستی) و هندسه پیگمنت.

Joanicot و همکارانش آزمایش نموده‌اند که هنگامی که ذرات پیگمنت افزوده شده به سیستم اندازه بسیار بزرگتری از ذرات لاتکس داشته باشند، در فرآیند تشکیل فیلم چه اتفاقی رخ می‌دهد. آنها دریافتند که در این مورد سیستم‌های پایه‌آب مشابه سیستم‌های پایه‌حلال رفتار می‌کنند، غلظت حجمی پیگمنت بحرانی است. در پوشش‌های با PVC کم، فرآیند تشکیل فیلم، توسط حضور پیگمنت تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. در PVC بالا، ذرات لاتکس هنگام تبخیر آب تغییر شکل می‌دهند اما به مقدار کافی برای گسترش کامل در ذرات پیگمنت وجود ندارد. پوشش خشک شده شبیه ماتریسی از ذرات پیگمنت است که در بسیاری نقاط توسط ذرات لاتکس کنارهم قرار گرفته‌اند.

مشکلات عدم تعادل دیسپرژن پیگمنت-PVC در شکل 3.2 نشان داده شده است. در بخش بالایی شکل 3.2، PVC بسیار بالاست و ذرات بایندر در برخی سایت‌ها بین ذرات پیگمنت، تجمع یافته‌اند. هنگامی که آنها تغییر شکل می‌دهند، فیلم حاوی ذرات پیگمنتی است که توسط پلیمر و حفره‌های هوا کنارهم قرار دارند.

بخش میانی شکل 3.2 نیز PVC بسیار بالایی دارد، اما در اینجا ذرات بایندر دیسپرس شده‌اند. ذرات پیگمنت ممکن است یک فیلم پیوسته اطراف ذرات پیگمنت تشکیل دهد اما حفره‌ی هوا نیز ممکن است به دلیل ناکافی بودن بایندر ایجاد شود.

قسمت بالایی شکل 3.2، PVC  کمتر است و بایندر نه تنها ذرات پیگمنت را می‌پوشاند بلکه هیچ حفره‌ای ایجاد نمی‌نماید و این ایده‌آل‌ترین حالت است.

شکل 3.2 ترکیبات پیگمنت و بایندر، ذرات پلیمری مشکی  و ذرات پیگمنت سفید می‌باشند

3.3.3.2 افزودنی‌ها

در رنگ‌های پایه‌آب، فرآیند تشکیل فیلم ممکن است روی لایه‎‌ی غیرهمگن رنگ پخت‌شده تاثیر گذارد. Tzitzinou و همکارانش، نشان داده‌اند که ترکیب لایه‌ی رنگ پخت‌شده انتظار می‌رود در راستای عمق فیلم تغییرکند. آنها یک سورفکتانت آنیونی در یک فیلم لاتکس آکریلیک را مطالعه نمودند. با استفاده از AFM و طیف‌سنجی Rutherford backscattering بر روی فیلم پخت‌شده، آنها دریافتند که غلظت سورفکتانت در سطح بیشتر از بالک پوشش است. Wegmann نیز ناهمگنی فیلم‌های پایه‌آب را بعد از پخت مورد مطالعه قرار داد اما یافته‌های او عمدتا مربوط به انعقاد ناکافی در طول فرآیند پخت می‌باشد.

شیمی تشکیل لاتکس بسیار پیچیده است، و مدل‌‌سازی پیش‌بینی ‌شده را به چالش می‌کشد. مشکل گزارش‌شده برای مدلسازان پایه آب، این است که افزایش در دمای پخت می‌تواند اجزای پوشش را تحت تاثیر قرار دهد. Snuparek و همکارانش یک امولسیفایر غیریونی به دیسپرژن کوپلیمر بوتیل متا‌آکریلات/ بوتیل آکریلات/ آکریلیک اسید اضافه نمودند. هنگامی که پخت در دمای اتاق رخ می‌دهد، مقاومت آبی فیلم‌ها با مقدار امولسیفایر افزوده شده، افزایش می‌یابد. هنگامی که پخت در دمای 60درجه سانتیگراد رخ می‌دهد، مقاومت آبی فیلم با مقدار امولسیفایر افزوده شده، کاهش می‌یابد.

3.4 حداقل دمای تشکیل فیلم

حداقل دمای تشکیل فیلم، حداقل دمای موردنیاز برای یک بایندر برای تشکیل فیلم منسجم می‌باشد. این اندازه‌گیری‌ها براساس دمای انتقال شیشه‌ای پلیمر می‌باشد. اگر یک پوشش در زیر MFFT اعمال شود، آب همانگونه که برای مرحله 1 توصیف شد، تبخیر می‌شود. به دلیل اینکه که دمای محیط کمتر از MFFT می‌باشد، ذرات به سختی تغییر شکل می‌دهند. ذرات در مرحله دوم هنگام تبخیر آب باهم ادغام نمی‌شوند. یک ساختار لانه‌زنبوری با پیوندهای واندروالسی بین ذرات و نفوذ ملکول‌های پلیمر درون مرز ذرات، رخ نمی‌دهد.

MFFT را می‌توان در آزمایشگاه به عنوان دمای حداقل که در آن فیلم لاتکس شفاف می‌شود، اندازه گیری نمود. این روش بسیار آسان است زیرا اگر پوشش فیلم منسجمی تشکیل ندهد، حاوی حفره‌های هوا می‌شود. این حفره‌ها سطح‌های داخلی درون فیلم ایجاد می‌کنند که منجر به کدری و پشت‌پوشی فیلم می‌گردد.

لاتکس‌‌ها باید همیشه در دمای بالای NFFT اعمال شوند، که بسیار سخت‌تر از چیزی است که به نظر می‌رسد، زیرا MFFT یک مقدار دینامیکی است که با زمان تغییر می‌کند. در سیستم‌های دوجزئی، MFFT به‌محض اختلاط مواد، افزایش می‌یابد. رنگ‌های پایه‌آب دوجزئی باید قبل از افزایش MFFT تا رسیدن به دمای اتاق، اعمال و خشک شوند. زمانیکه MFFT به دمای اتاق برسد و POT LIFE یک رنگ پایه‌آب به پایان برسد، ویسکوزیته افزایش نمی‌یابد.

3.4.1 mFFT خشک و mFFT تر

اگر یک رنگ لاتکس در زیر mfft خشک شود، هیچ تغییرشکل ذره‌ای رخ نمی‌دهد. گرچه اگر دمای لاتکس خشک‌شده بعدا به بالای mfft برسد، انعقاد رخ نمی‌دهد، برای ایجاد نیروی مویینگی هیج سطح‌مشترک آب-هوا موجود نمی‌باشد و بنابراین تغییرشکل ذره رخ نمی‌دهد. اگر افزایش دما زیاد باشد، تغییر شکل ذرات رخ می‌دهد. به این دلیل است که، آب باقی‌مانده بین ذرات به دلیل تراکم مویینگی از آنجا خارج می‌شود. در دمای بالاتر این پل‌های مایع بین ذرات می‌تواند نیروی کافی برای تغییر شکل ذرات را ایجاد نماید. دو NFFT وجود دارد: Mfft خشک و mfft تر. MFFT نرمال یا تر، دمایی است که تحت شرایط عادی دیده می‌شود، که در آن یک لاتکس در دمای محیط و بالای دمای انتقال شیشه‌ای پلیمر اعمال می‌شود و تشکیل فیلم طبق سه مرحله ذکرشده در بخش 3.3 رخ می‌دهد. این MFFT مرتبط با تغییرشکل ذرات به دلیل فصل‌مشترک هوا-آب است.

دمای بالاتری که ذرات لاتکس غیرادغام شده، تغییر شکل می‌دهند، MFft خشک نامیده می‌شود. این پدیده مربوط به مقدار بسیار کمتر آب بین ذرات می‌باشد. نقش آب در اینجا به خوبی قابل فهم نمی‌باشد. ممکن است که مقدار کمتر قادر به تغییر شکل ذرات باشد زیرا یک احتمال رخ‌دادن یک مکانیزم تغییرشکل متفاوت در دمای بالا وجود دارد. یا ممکن است تحت این شرایط ذرات پلیمری نرم‌تر شوند.

3.5 Flash Rusting

Nicholson، flash rusting را اینگونه تعریف می‌نماید: خوردگی سریع زیرآیند درطول خشک‌شدن پوشش آبی، با ظهور محصولات خوردگی بر روی سطح فیلم خشک. flash rusting به عنوان یک مشکل احتمالی در پوشش‌های پایه‌آب معرفی می‌شود. اما Nicholson اشاره کرده است که این پدیده هنوز به خوبی درک نشده است و اهمیت دراز مدت آن برای پوشش ناشناخته است. مطالعات زیادی برای شناسایی افزودنی‌های anti flash rusting انجام گرفته‌است.

بحث کلی flash rusting ممکن است غیرضروری باشد. Igetoft اشاره نموده است که flash rusting تنها به آب نیاز ندارد بلکه به حضور نمک هم نیاز دارد.

Forsgren و Persson نتایجی بدست آوردند که نشان می‌دهد که در رنگ‌های پایه‌آب مدرن مشکل flash rusting یک مشکل جدی نیست. آنها از اندازه‌گیری زاویه تماس، FTIR و AFM برای مطالعه تغییرات شیمی سطح در سطح مشترک پوشش آکریلیک پایه‌آب-فولاد قبل از انجام پخت، استفاده کردند. به طور‌ویژه، انرژی سطحی کلی فولاد و اجزای الکترومغناطیس و اسید-باز آن، قبل و بلافاصه بعد اعمال پوشش مورد مطالعه قرار گرفتند.

انتظار می‌رفت که اجزای اسیدی و بازی انرژی سطحی فولاد باید بلافاصله بعد از اعمال پوشش افزایش یابند. درحالیکه که انرژی سطحی کلی کاهش می‌یابد و اجزای باز لوویس افت می‎کنند.

اندازه‌گیری زاویه تماس بعد از تماس با پوشش بیشتر برای پلیمرهای رایج است تا فولاد. مطالعات طیف‌سنجی دو دقیقه بعد از قرارگیری درمعرض رنگ، گروه‌های کربوکسیل و آلکان را بر روی سطح فولاد نشان می‌دهد. میکروسکوپ نیروی اتمی نشان می‌دهد که بعد از مدت کوتاهی قرارگیری در معرض رنگ بر روی سطح ذرات گِرد نرمتر از فولاد وجود دارد. نویسندگان براین باورند که تقویت‌کننده چسبندگی در زنجیرهای پلیمری بسیار موثر هستند که بعد از 20ثانیه درابتدا ذرات پلیمر به سطح فولاد متصل می‌شوند. اثرات این پیوندهای سریع و حفاظت از خوردگی بلندمدت شناخته شده نمی‌باشد. دانش بهتر فرآیند در فصل‌مشترک فلز-پوشش بلافاصله بعد از اعمال پوشش رخ می‌دهد که ممکن است به درک و جلوگیری از پدیده‌های نامطلوب مانند Flash rusting کمک نماید.

* برگرفته از فصل دوم کتاب Corrosion control throuth Organig Coatings نوشته Amy Forsgren