1. Vrste zgušnjivača i mehanizam za zgušnjavanje
(1) Neorganski zgušnjivač:
Neorganski zgušnjivači u sistemima na bazi vode su uglavnom gline.Kao što su: bentonit.Kaolin i dijatomejska zemlja (glavna komponenta je SiO2, koji ima poroznu strukturu) se ponekad koriste kao pomoćni zgušnjivači za sisteme za zgušnjavanje zbog svojih svojstava suspenzije.Bentonit se više koristi zbog svoje velike sposobnosti bubrenja u vodi.Bentonit (Bentonit), poznat i kao bentonit, bentonit, itd., Glavni mineral bentonita je montmorilonit koji sadrži malu količinu alkalnih i zemnoalkalnih vodnih aluminosilikatnih minerala, koji pripadaju grupi aluminosilikata, njegova opšta hemijska formula je: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O.Sposobnost ekspanzije bentonita izražava se kapacitetom ekspanzije, odnosno zapremina bentonita nakon bubrenja u razrijeđenoj otopini hlorovodonične kiseline naziva se kapacitetom ekspanzije, izraženom u ml/gram.Nakon što bentonitski zgušnjivač upije vodu i nabubri, zapremina može dostići nekoliko puta ili deset puta veću pre nego što upije vodu, tako da ima dobru suspenziju, a budući da je prah sitnije čestice, razlikuje se od ostalih prahova u premazu. sistem.Tijelo ima dobru mešljivost.Osim toga, dok proizvodi suspenziju, može pokrenuti druge prahove da proizvedu određeni efekat protiv raslojavanja, tako da je vrlo korisno za poboljšanje stabilnosti skladištenja sistema.
Ali mnogi bentoniti na bazi natrijuma transformiraju se iz bentonita na bazi kalcija putem konverzije natrijuma.Istovremeno sa natrijumizacijom, proizvodiće se veliki broj pozitivnih jona kao što su joni kalcijuma i natrijevi ioni.Ako je sadržaj ovih kationa u sistemu previsok, velika količina neutralizacije naboja će se stvoriti na negativnim nabojima na površini emulzije, tako da u određenoj mjeri može uzrokovati nuspojave kao što su bubrenje i flokulacija emulzija.S druge strane, ovi ioni kalcija će također imati nuspojave na disperzante natrijumove soli (ili polifosfatne disperzante), uzrokujući taloženje ovih disperzanta u sistemu premaza, što na kraju dovodi do gubitka disperzije, čineći premaz debljim, debljim ili čak deblji.Došlo je do jakih padavina i flokulacije.Osim toga, učinak zgušnjavanja bentonita se uglavnom oslanja na to da prah apsorbira vodu i širi se kako bi se proizvela suspenzija, tako da će donijeti snažan tiksotropni učinak na sistem premaza, što je vrlo nepovoljno za premaze koji zahtijevaju dobre efekte izravnavanja.Stoga se neorganski zgušnjivači bentonita rijetko koriste u lateks bojama, a samo mala količina se koristi kao zgušnjivači u niskokvalitetnim lateks bojama ili brušenim lateks bojama.Međutim, posljednjih godina neki podaci pokazuju da Hemmingsov BENTONE®LT.organski modificirani i rafinirani hektorit ima dobre anti-sedimentacijske i atomizacijske efekte kada se nanosi na sisteme bezvazdušnog prskanja lateks boja.
(2) Eter celuloze:
Eter celuloze je prirodni visokopolimer nastao kondenzacijom β-glukoze.Koristeći karakteristike hidroksilne grupe u glukozilnom prstenu, celuloza se može podvrgnuti različitim reakcijama da bi proizvela niz derivata.Među njima se dobijaju reakcije esterifikacije i eterifikacije.Ester celuloze ili derivati celuloznog etera su najvažniji derivati celuloze.Uobičajeni proizvodi su karboksimetil celuloza,hidroksietil celuloze, metil celuloza, hidroksipropil metil celuloza i tako dalje.Budući da karboksimetil celuloza sadrži natrijeve ione koji su lako topljivi u vodi, ima slabu vodootpornost, a broj supstituenata u njenom glavnom lancu je mali, pa se lako razgrađuje bakterijskom korozijom, smanjujući viskozitet vodene otopine i čineći je smrdljiv, itd. Fenomen, rijetko se koristi u lateks boji, općenito se koristi u niskokvalitetnom polivinil alkoholnom ljepilu i kitu.Brzina rastvaranja metilceluloze u vodi je općenito nešto niža od one hidroksietilceluloze.Osim toga, može postojati mala količina nerastvorljive materije tokom procesa rastvaranja, što će uticati na izgled i osjećaj premaznog filma, tako da se rijetko koristi u lateks bojama.Međutim, površinski napon metil vodene otopine je nešto niži od one drugih vodenih otopina celuloze, tako da je dobar zgušnjivač celuloze koji se koristi u kitu.Hidroksipropil metilceluloza je također zgušnjivač celuloze koji se široko koristi u području kitova, a sada se uglavnom koristi u kitovima na bazi cementa ili na bazi vapna i kalcijuma (ili drugim anorganskim vezivnim sredstvima).Hidroksietil celuloza se široko koristi u sistemima lateks boja zbog svoje dobre rastvorljivosti u vodi i zadržavanja vode.U poređenju sa drugim celulozama, ima manji uticaj na performanse filma premaza.Prednosti hidroksietil celuloze uključuju visoku efikasnost pumpanja, dobru kompatibilnost, dobru stabilnost skladištenja i dobru pH stabilnost viskoziteta.Nedostaci su loša fluidnost niveliranja i slaba otpornost na prskanje.Kako bi se ovi nedostaci poboljšali, pojavila se hidrofobna modifikacija.Hidroksietilceluloza povezana sa seksom (HMHEC) kao što je NatrosolPlus330, 331
(3) polikarboksilati:
U ovom polikarboksilatu, visoka molekulska težina je zgušnjivač, a mala molekulska masa je disperzant.Oni uglavnom adsorbuju molekule vode u glavnom lancu sistema, što povećava viskozitet dispergovane faze;osim toga, oni se također mogu adsorbirati na površini čestica lateksa kako bi se formirao sloj prevlake, koji povećava veličinu čestica lateksa, zgušnjava hidratacijski sloj lateksa i povećava viskoznost unutrašnje faze lateksa.Međutim, ovaj tip zgušnjivača ima relativno nisku efikasnost zgušnjavanja, tako da se postepeno eliminira u primjenama premaza.Sada se ova vrsta zgušnjivača uglavnom koristi za zgušnjavanje paste u boji, jer je njegova molekularna težina relativno velika, tako da pomaže u disperzibilnosti i stabilnosti skladištenja paste u boji.
(4) Alkalno bubri zgušnjivač:
Postoje dvije glavne vrste zgušnjivača koji bubre u bazi: obični zgušnjivači koji bubre i asocijativni zgušnjivači koji bubre.Najveća razlika između njih je razlika u povezanim monomerima sadržanim u glavnom molekularnom lancu.Asocijativni alkalijski bubri zgušnjivači su kopolimerizovani sa asocijativnim monomerima koji se mogu adsorbovati jedni na druge u strukturi glavnog lanca, tako da nakon jonizacije u vodenom rastvoru može doći do intramolekularne ili intermolekularne adsorpcije, što dovodi do brzog porasta viskoziteta sistema.
a.Obični zgušnjivač koji bubri na bazi alkalija:
Glavni reprezentativni tip običnog zgušnjivača koji bubri na bazi alkalija je ASE-60.ASE-60 uglavnom usvaja kopolimerizaciju metakrilne kiseline i etil akrilata.Tokom procesa kopolimerizacije, metakrilna kiselina čini oko 1/3 čvrstog sadržaja, jer prisustvo karboksilnih grupa čini da molekularni lanac ima određeni stepen hidrofilnosti i neutrališe proces formiranja soli.Zbog odbijanja naelektrisanja, molekularni lanci se šire, što povećava viskoznost sistema i stvara efekat zgušnjavanja.Međutim, ponekad je molekularna težina prevelika zbog djelovanja agensa za umrežavanje.Tokom procesa ekspanzije molekularnog lanca, molekularni lanac nije dobro raspršen u kratkom vremenskom periodu.Tokom procesa dugotrajnog skladištenja, molekularni lanac se postepeno rasteže, što dovodi do naknadnog zgušnjavanja viskoziteta.Osim toga, zbog malog broja hidrofobnih monomera u molekularnom lancu ove vrste zgušnjivača, nije lako stvoriti hidrofobnu kompleksaciju između molekula, uglavnom da bi se napravila intramolekularna međusobna adsorpcija, tako da ova vrsta zgušnjivača ima nisku efikasnost zgušnjavanja, pa je rijetko se koristi sam.Uglavnom se koristi u kombinaciji s drugim zgušnjivačima.
b.Asocijacijski (konkord) tip alkalnog zgušnjivača bubrenja:
Ova vrsta zgušnjivača sada ima mnogo varijanti zbog odabira asocijativnih monomera i dizajna molekularne strukture.Njegova glavna lančana struktura je također uglavnom sastavljena od metakrilne kiseline i etil akrilata, a asocijativni monomeri su kao antene u strukturi, ali samo u maloj količini distribucije.Upravo ovi asocijativni monomeri poput pipaka hobotnice igraju najvažniju ulogu u efikasnosti zgušnjavanja zgušnjivača.Karboksilna grupa u strukturi je neutralizovana i stvara soli, a molekularni lanac je takođe poput običnog zgušnjivača koji bubri.Dolazi do istog odbijanja naboja, tako da se molekularni lanac odvija.Asocijativni monomer u njemu također se širi s molekularnim lancem, ali njegova struktura sadrži i hidrofilne lance i hidrofobne lance, tako da će se u molekuli ili između molekula stvoriti velika micelarna struktura slična surfaktantima.Ove micele nastaju međusobnom adsorpcijom asocijacijskih monomera, a neki asocijacijski monomeri adsorbuju jedni druge kroz efekat premošćavanja čestica emulzije (ili drugih čestica).Nakon što su micele proizvedene, one fiksiraju čestice emulzije, čestice molekula vode ili druge čestice u sistemu u relativno statičkom stanju, baš kao što je kretanje zatvorenog prostora, tako da je mobilnost ovih molekula (ili čestica) oslabljena, a viskozitet sistem se povećava.Zbog toga je efikasnost zgušnjavanja ove vrste zgušnjivača, posebno kod lateks boja sa visokim sadržajem emulzije, daleko bolja od one kod običnih zgušnjivača koji bubre na bazi alkalnih kiselina, pa se široko koristi u lateks bojama.Glavni predstavnik proizvoda Tip je TT-935.
(5) Asocijativno poliuretansko (ili polietersko) sredstvo za zgušnjavanje i izravnavanje:
Generalno, zgušnjivači imaju vrlo visoku molekularnu težinu (kao što su celuloza i akrilna kiselina), a njihovi molekularni lanci se rastežu u vodenom rastvoru kako bi se povećao viskozitet sistema.Molekularna težina poliuretana (ili polietera) je vrlo mala i uglavnom formira asocijaciju kroz interakciju van der Waalsove sile lipofilnog segmenta između molekula, ali je ta asocijacijska sila slaba, a povezanost se može ostvariti pod određenim spoljna sila.Odvajanje, čime se smanjuje viskoznost, pogoduje izravnavanju filma premaza, tako da može igrati ulogu sredstva za izravnavanje.Kada se eliminiše sila smicanja, ona može brzo nastaviti sa povezivanjem, a viskozitet sistema raste.Ovaj fenomen je koristan za smanjenje viskoznosti i povećanje nivelacije tokom izgradnje;a nakon što se izgubi sila smicanja, viskoznost će se odmah vratiti kako bi se povećala debljina filma premaza.U praktičnim primjenama, više nas brine učinak zgušnjavanja takvih asocijativnih zgušnjivača na polimerne emulzije.Glavne čestice polimernog lateksa takođe učestvuju u povezivanju sistema, tako da ova vrsta sredstva za zgušnjavanje i izravnavanje takođe ima dobar efekat zgušnjavanja (ili izravnavanja) kada je niža od kritične koncentracije;kada je koncentracija ove vrste sredstva za zgušnjavanje i izravnavanje Kada je veća od kritične koncentracije u čistoj vodi, može sama formirati asocijacije, a viskozitet brzo raste.Stoga, kada je ova vrsta sredstva za zgušnjavanje i izravnavanje niža od svoje kritične koncentracije, jer čestice lateksa sudjeluju u djelomičnom povezivanju, što je manja veličina čestica emulzije, to je asocijacija jača, a njen viskozitet će se povećavati s povećanjem količina emulzije.Osim toga, neki disperzanti (ili akrilni zgušnjivači) sadrže hidrofobne strukture, a njihove hidrofobne grupe su u interakciji s onima od poliuretana, tako da sistem formira veliku mrežnu strukturu, koja pogoduje zgušnjavanju.
2. Utjecaj različitih zgušnjivača na otpornost lateks boje na odvajanje vode
U dizajnu formulacija boja na bazi vode, upotreba zgušnjivača je vrlo važna karika, koja je povezana sa mnogim svojstvima lateks boja, kao što su konstrukcija, razvoj boje, skladištenje i izgled.Ovdje se fokusiramo na utjecaj upotrebe zgušnjivača na skladištenje lateks boje.Iz gornjeg uvoda možemo znati da se bentonit i polikarboksilati: zgušnjivači uglavnom koriste u nekim posebnim premazima, o kojima ovdje neće biti govora.Uglavnom ćemo raspravljati o najčešće korištenim celuloznim, alkalnim bubrenjima i poliuretanskim (ili polieterskim) zgušnjivačima, sami ili u kombinaciji, utječu na otpornost na odvajanje vode lateks boja.
Iako je zgušnjavanje samo hidroksietil celulozom ozbiljnije u odvajanju vode, lako je ravnomjerno promiješati.Jednokratna upotreba alkalnog zgušnjavanja s bubrenjem nema odvajanje vode i taloženja, ali ozbiljno zgušnjavanje nakon zgušnjavanja.Jednokratna upotreba poliuretanskog zgušnjavanja, iako odvajanje vode i naknadno zgušnjavanje. Zgušnjavanje nije ozbiljno, ali talog koji se njime proizvodi je relativno tvrd i teško ga je promiješati.I usvaja hidroksietil celulozu i jedinjenje za zgušnjavanje alkalnog bubrenja, nema naknadnog zgušnjavanja, nema jakih taloga, lako se miješa, ali postoji i mala količina vode.Međutim, kada se za zgušnjavanje koriste hidroksietil celuloza i poliuretan, odvajanje vode je najozbiljnije, ali nema jakih taloga.Alkalno bubrilo zgušnjavanje i poliuretan se koriste zajedno, iako separacija vode u osnovi nije odvajanje vode, već nakon zgušnjavanja, a talog na dnu je teško ravnomjerno promiješati.I posljednji koristi malu količinu hidroksietil celuloze sa alkalnim bubrenjem i poliuretanskim zgušnjavanjem kako bi se dobilo jednolično stanje bez taloženja i odvajanja vode.Može se vidjeti da je u sistemu čiste akrilne emulzije sa jakom hidrofobnošću ozbiljnije zgušnjavanje vodene faze hidrofilnom hidroksietil celulozom, ali se lako može ravnomjerno promiješati.Jednokratna upotreba hidrofobnog alkalnog bubrenja i poliuretanskog (ili njihovog spoja) zgušnjavanja, iako je učinak protiv odvajanja vode bolji, ali se oboje nakon toga zgusne, a ako ima padavina, to se zove tvrda precipitacija koju je teško ravnomjerno promiješati.Upotreba zgušnjavanja celuloznog i poliuretanskog jedinjenja, zbog najveće razlike u hidrofilnim i lipofilnim vrijednostima, rezultira najozbiljnijim odvajanjem vode i taloženjem, ali je sediment mekan i lako se miješa.Posljednja formula ima najbolji učinak protiv odvajanja vode zbog bolje ravnoteže između hidrofilnog i lipofilnog.Naravno, u stvarnom procesu dizajniranja formule, treba uzeti u obzir i vrste emulzija i sredstava za vlaženje i dispergiranje i njihove hidrofilne i lipofilne vrijednosti.Tek kada postignu dobru ravnotežu, sistem može biti u stanju termodinamičke ravnoteže i imati dobru vodootpornost.
U sistemu za zgušnjavanje, zgušnjavanje vodene faze je ponekad praćeno povećanjem viskoziteta uljne faze.Na primjer, općenito vjerujemo da zgušnjivači celuloze zgušnjavaju vodenu fazu, ali celuloza se distribuira u vodenoj fazi
Vrijeme objave: 29.12.2022