انواع و مکانیسم ضخیم کننده ضخیم کننده های رنگ مبتنی بر آب

1. انواع ضخیم کننده ها و مکانیسم ضخیم شدن

(1) ضخیم کننده معدنی:
ضخیم کننده های معدنی در سیستم های مبتنی بر آب عمدتاً خاک رس هستند. مانند: بنتونیت. کائولین و زمین دیاتوما (مؤلفه اصلی SIO2 است که دارای ساختار متخلخل است) به دلیل خاصیت تعلیق آنها به عنوان ضخیم کننده های کمکی برای سیستم های ضخیم استفاده می شود. بنتونیت به دلیل داشتن سطح بالا بودن آب مورد استفاده گسترده تر است. بنتونیت (بنتونیت) ، همچنین به عنوان بنتونیت ، بنتونیت و غیره شناخته می شود ، ماده اصلی بنتونیت مونتموریلونیت است که حاوی مقدار کمی از مواد معدنی آلومینیوسیلیکات هیدروز فلزی با قلیایی و قلیایی است ، متعلق به گروه آلومینیوسیلیکات ، فرمول عمومی شیمیایی آن عبارت است از: (NA ، CA) (AL ، MG) 6 (SI4O10) 3 (OH) 6 • NH2O. عملکرد انبساط بنتونیت با ظرفیت انبساط بیان می شود ، یعنی حجم بنتونیت پس از تورم در محلول اسید هیدروکلریک رقیق ، ظرفیت انبساط نامیده می شود که در ML/گرم بیان شده است. بعد از اینکه ضخیم کننده بنتونیت آب و تورم را جذب می کند ، حجم می تواند چندین بار یا ده بار به آن برسد که قبل از جذب آب ، بنابراین سیستم تعلیق خوبی دارد و از آنجا که یک پودر با اندازه ذرات ریز تر است ، با سایر پودرهای موجود در سیستم پوشش متفاوت است. بدن قابلیت اختلال خوبی دارد. علاوه بر این ، در حین تولید تعلیق ، می تواند پودرهای دیگر را برای تولید یک اثر ضد مسکن خاص سوق دهد ، بنابراین بهبود ثبات ذخیره سازی سیستم بسیار مفید است.

اما بسیاری از بنتونیت های مبتنی بر سدیم از بنتونیت مبتنی بر کلسیم از طریق تبدیل سدیم تبدیل می شوند. در همان زمان سدیمیزاسیون ، تعداد زیادی از یون های مثبت مانند یون های کلسیم و یون های سدیم تولید می شوند. اگر محتوای این کاتیونها در سیستم بسیار زیاد باشد ، مقدار زیادی از خنثی سازی بار بر روی بارهای منفی روی سطح امولسیون ایجاد می شود ، بنابراین تا حدی ممکن است باعث عوارض جانبی مانند تورم و لخته سازی امولسیون شود. از طرف دیگر ، این یون های کلسیم نیز عوارض جانبی بر روی پراکندگی نمک سدیم (یا پراکندگی پلی فسفات) دارند و باعث می شود این پراکندگی ها در سیستم پوشش رسوب کنند و در نهایت منجر به از بین رفتن پراکندگی می شوند و پوشش ضخیم تر ، ضخیم تر یا حتی ضخیم تر می شوند. بارش شدید و لخته سازی رخ داده است. علاوه بر این ، اثر ضخیم کننده بنتونیت به طور عمده به پودر برای جذب آب و گسترش برای تولید تعلیق متکی است ، بنابراین یک اثر تیکسوتروپیک قوی را به سیستم پوشش می دهد ، که برای پوشش هایی که نیاز به اثرات سطح بندی خوبی دارند ، بسیار نامطلوب است. بنابراین ، ضخیم کننده های معدنی بنتونیت به ندرت در رنگهای لاتکس استفاده می شوند و فقط مقدار کمی به عنوان ضخیم کننده در رنگهای لاتکس درجه پایین یا رنگهای لاتکس برس استفاده می شود. با این حال ، در سالهای اخیر ، برخی از داده ها نشان داده اند که Bentone®LT Hemmings. هکتوریت اصلاح شده ارگانیک و تصفیه شده دارای اثرات ضد سد سازی و اتمی سازی خوبی در هنگام استفاده از سیستم های پاشش بدون هوا لاتکس است.

(2) سلولز:
سلولز یک پلیمر بالا طبیعی است که با تراکم β- گلوکز تشکیل می شود. با استفاده از ویژگی های گروه هیدروکسیل در حلقه گلوکوزیل ، سلولز می تواند برای تولید یک سری مشتقات ، واکنش های مختلفی انجام دهد. در میان آنها ، واکنش های استری و اتریکاسیون به دست می آید. استر سلولز یا مشتقات اتر سلولز مهمترین مشتقات سلولز هستند. محصولات معمولاً مورد استفاده عبارتند از: کربوکسی متیل سلولز ، هیدروکسی اتیل سلولز ، متیل سلولز ، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و غیره. از آنجا که کربوکسی متیل سلولز حاوی یون های سدیم است که به راحتی در آب محلول هستند ، از مقاومت در برابر آب ضعیف برخوردار است ، و تعداد جایگزین های موجود در زنجیره اصلی آن کوچک است ، بنابراین به راحتی با خوردگی باکتری ها تجزیه می شود ، ویسکوزیته محلول آبی را کاهش می دهد و آن را بو می کند. میزان انحلال آب متیل سلولز به طور کلی کمی پایین تر از هیدروکسی اتیل سلولز است. علاوه بر این ، ممکن است مقدار کمی از ماده نامحلول در طی فرآیند انحلال وجود داشته باشد ، که بر ظاهر و احساس فیلم پوشش تأثیر می گذارد ، بنابراین به ندرت در رنگ لاتکس استفاده می شود. با این حال ، تنش سطح محلول آبی متیل کمی پایین تر از سایر محلول های آبی سلولز است ، بنابراین یک ضخیم کننده سلولز خوب است که در بتونه استفاده می شود. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز همچنین یک ضخیم کننده سلولز است که به طور گسترده در زمینه بتونه مورد استفاده قرار می گیرد و اکنون عمدتاً در بتونه مبتنی بر سیمان یا لیموترش (یا سایر اتصال دهنده های معدنی) مورد استفاده قرار می گیرد. هیدروکسی اتیل سلولز به دلیل حلالیت خوب آب و احتباس آب به طور گسترده در سیستم های رنگ لاتکس مورد استفاده قرار می گیرد. در مقایسه با سایر سلولزها ، تأثیر کمتری در عملکرد فیلم پوشش دارد. مزایای هیدروکسی اتیل سلولز شامل راندمان پمپاژ بالا ، سازگاری خوب ، پایداری ذخیره خوب و پایداری pH خوب ویسکوزیته است. معایب از سیالیت تراز ضعیف و مقاومت در برابر چلپ چلوپ ضعیف است. به منظور بهبود این کاستی ها ، اصلاح آبگریز ظاهر شده است. هیدروکسی اتیل سلولز مرتبط با جنس (HMHEC) مانند Natrosolplus330 ، 331

(3) پلی کربوکسیلات:
در این پلی کربوکسیلات ، وزن مولکولی بالا ضخیم کننده است و وزن مولکولی کم پراکندگی است. آنها به طور عمده مولکول های آب را در زنجیره اصلی سیستم جذب می کنند ، که باعث افزایش ویسکوزیته فاز پراکنده می شود. علاوه بر این ، آنها همچنین ممکن است روی سطح ذرات لاتکس جذب شوند تا یک لایه پوشش ایجاد شود ، که اندازه ذرات لاتکس را افزایش می دهد ، لایه هیدراتاسیون لاتکس را ضخیم می کند و ویسکوزیته فاز داخلی لاتکس را افزایش می دهد. با این حال ، این نوع ضخیم کننده دارای راندمان ضخیم نسبتاً کم است ، بنابراین به تدریج در برنامه های پوشش از بین می رود. اکنون این نوع ضخیم کننده عمدتاً در ضخیم شدن خمیر رنگ مورد استفاده قرار می گیرد ، زیرا وزن مولکولی آن نسبتاً بزرگ است ، بنابراین برای پراکندگی و پایداری ذخیره سازی خمیر رنگ مفید است.

(4) ضخیم کننده قابلمه قلیایی:
دو نوع اصلی ضخیم کننده های قابلمه قلیایی وجود دارد: ضخیم کننده های معمولی قلیایی و ضخیم کننده های قابلمه قلیایی. بزرگترین تفاوت بین آنها تفاوت در مونومرهای مرتبط موجود در زنجیره مولکولی اصلی است. ضخیم کننده های مرتبط با قلیایی انجیر با مونومرهای انجمنی کوپلیمر می شوند که می توانند در ساختار زنجیره ای اصلی یکدیگر را جذب کنند ، بنابراین پس از یونیزاسیون در محلول آبی ، جذب داخل مولکولی یا بین مولکولی می تواند رخ دهد و باعث می شود ویسکوزیته سیستم به سرعت افزایش یابد.

الف ضخیم کننده معمولی قلیایی:

نوع اصلی نماینده محصول ضخیم کننده قلیایی معمولی ASE-60 است. ASE-60 به طور عمده کوپلیمریزاسیون اسید متاکریلیک و آکریلات اتیل را اتخاذ می کند. در طی فرآیند کوپلیمریزاسیون ، اسید متاکریلیک حدود 1/3 از محتوای جامد را تشکیل می دهد ، زیرا وجود گروه های کربوکسیل باعث می شود زنجیره مولکولی دارای درجه خاصی از آبگریز باشد و روند تشکیل نمک را خنثی می کند. با توجه به دافع اتهامات ، زنجیره های مولکولی گسترش می یابند که باعث افزایش ویسکوزیته سیستم می شود و اثر ضخیم کننده ای ایجاد می کند. با این حال ، گاهی اوقات وزن مولکولی به دلیل عملکرد ماده اتصال متقاطع بسیار زیاد است. در طی فرآیند انبساط زنجیره مولکولی ، زنجیره مولکولی در یک دوره زمانی کوتاه به خوبی پراکنده نمی شود. در طی فرآیند ذخیره طولانی مدت ، زنجیره مولکولی به تدریج کشیده می شود ، که پس از غرق شدن ویسکوزیته به همراه می آورد. علاوه بر این ، از آنجا که در زنجیره مولکولی این نوع ضخیم کننده ، مونومرهای آبگریز کمی وجود دارد ، تولید مجتمع آبگریز بین مولکول ها ، عمدتاً برای جذب متقابل درون مولکولی آسان نیست ، بنابراین این نوع ضخیم کننده دارای راندمان ضخیم کم است ، بنابراین به تنهایی استفاده می شود. این ماده به طور عمده در ترکیب با سایر ضخیم کننده ها استفاده می شود.

ب. انجمن (Concord) نوع ضخیم کننده تورم قلیایی:

این نوع ضخیم کننده اکنون به دلیل انتخاب مونومرهای انجمنی و طراحی ساختار مولکولی ، انواع مختلفی دارد. ساختار زنجیره ای اصلی آن همچنین عمدتاً از اسید متاکریلیک و آکریلات اتیل تشکیل شده است ، و مونومرهای انجمنی مانند آنتن در ساختار هستند ، اما فقط مقدار کمی از توزیع دارند. این مونومرهای انجمنی مانند شاخکهای اختاپوس هستند که مهمترین نقش را در کارآیی ضخیم کننده ضخیم کننده ایفا می کنند. گروه کربوکسیل در ساختار خنثی شده و تشکیل نمک است و زنجیره مولکولی نیز مانند یک ضخیم کننده معمولی قلیایی است. همان دافع بار نیز رخ می دهد ، به طوری که زنجیره مولکولی آشکار می شود. مونومر انجمنی در آن نیز با زنجیره مولکولی گسترش می یابد ، اما ساختار آن حاوی زنجیره های آبگریز و زنجیره های آبگریز است ، بنابراین یک ساختار بزرگ میسل شبیه به سورفاکتانت ها در مولکول یا بین مولکول ها تولید می شود. این میسل ها با جذب متقابل مونومرهای انجمن تولید می شوند و برخی از مونومرهای ارتباط از طریق اثر پل زدن ذرات امولسیون (یا ذرات دیگر) یکدیگر را جذب می کنند. پس از تولید میسل ، آنها ذرات امولسیون ، ذرات مولکول آب یا ذرات دیگر موجود در سیستم را در حالت نسبتاً استاتیک درست مانند حرکت محفظه برطرف می کنند ، به طوری که تحرک این مولکول ها (یا ذرات) ضعیف شده و ویسکوزیته سیستم افزایش می یابد. بنابراین ، کارآیی ضخیم کننده این نوع ضخیم کننده ، به ویژه در رنگ لاتکس با محتوای امولسیون بالا ، بسیار برتر از ضخیم کننده های معمولی قلیایی است ، بنابراین به طور گسترده در رنگ لاتکس استفاده می شود. نماینده اصلی محصول نوع TT-935 است.

(5) پلی اورتان انجمنی (یا پلی اتر) ضخامت و تراز کردن:

به طور کلی ، ضخیم کننده ها دارای وزن مولکولی بسیار بالایی (مانند سلولز و اسید اکریلیک) هستند و زنجیره های مولکولی آنها در محلول آبی کشیده می شود تا ویسکوزیته سیستم را افزایش دهد. وزن مولکولی پلی اورتان (یا پلی اتر) بسیار اندک است و عمدتاً از طریق تعامل نیروی ون در والس از بخش لیپوفیلیک بین مولکول ها ارتباط برقرار می کند ، اما این نیروی ارتباط ضعیف است ، و ارتباط ممکن است تحت نیروی خارجی خاصی انجام شود. جدایی ، در نتیجه کاهش ویسکوزیته ، منجر به تراز کردن فیلم پوشش می شود ، بنابراین می تواند نقش عامل سطح بندی را ایفا کند. هنگامی که نیروی برشی از بین می رود ، می تواند به سرعت ارتباط را از سر بگیرد و ویسکوزیته سیستم افزایش می یابد. این پدیده برای کاهش ویسکوزیته و افزایش سطح بندی در طول ساخت و ساز مفید است. و پس از از بین رفتن نیروی برشی ، ویسکوزیته بلافاصله ترمیم می شود تا ضخامت فیلم پوشش را افزایش دهد. در کاربردهای عملی ، ما بیشتر نگران اثر ضخیم کننده چنین ضخیم کننده های انجمنی بر امولسیون پلیمری هستیم. ذرات اصلی لاتکس پلیمر نیز در ارتباط سیستم شرکت می کنند ، به طوری که این نوع ماده ضخیم و ترازو نیز در صورت پایین بودن از غلظت بحرانی آن ، دارای اثر ضخیم کننده خوبی (یا تراز کردن) است. هنگامی که غلظت این نوع ماده ضخیم و تراز کننده هنگامی که بالاتر از غلظت بحرانی آن در آب خالص باشد ، می تواند به خودی خود ارتباط برقرار کند و ویسکوزیته به سرعت افزایش می یابد. بنابراین ، هنگامی که این نوع ماده ضخیم و تراز کردن از غلظت بحرانی آن پایین تر باشد ، زیرا ذرات لاتکس در ارتباط جزئی شرکت می کنند ، اندازه ذرات امولسیون کوچکتر ، ارتباط قوی تر و ویسکوزیته آن با افزایش میزان امولسیون افزایش می یابد. علاوه بر این ، برخی از پراکندگی ها (یا ضخیم کننده های اکریلیک) حاوی ساختارهای آبگریز هستند و گروه های آبگریز آنها با پلی اورتان در تعامل هستند ، به طوری که این سیستم یک ساختار شبکه بزرگی را تشکیل می دهد ، که این امر باعث ضخیم شدن می شود.

2. تأثیر ضخیم کننده های مختلف بر مقاومت جداسازی آب رنگ لاتکس

در طراحی فرمولاسیون رنگهای مبتنی بر آب ، استفاده از ضخیم کننده ها پیوند بسیار مهمی است که مربوط به بسیاری از خواص رنگهای لاتکس مانند ساخت و ساز ، توسعه رنگ ، ذخیره سازی و ظاهر است. در اینجا ما بر تأثیر استفاده از ضخیم کننده ها بر ذخیره رنگ لاتکس تمرکز می کنیم. از مقدمه فوق ، می توانیم بدانیم که بنتونیت و پلی کربوکسیلات: ضخیم کننده ها عمدتاً در برخی از پوشش های خاص استفاده می شوند ، که در اینجا مورد بحث قرار نمی گیرد. ما به طور عمده در مورد متداول ترین سلولز ، تورم قلیایی و ضخیم کننده های پلی اورتان (یا پلی اتر) ، به تنهایی و در ترکیب ، بر مقاومت جداسازی آب از رنگهای لاتکس تأثیر خواهیم گذاشت.

اگرچه ضخیم شدن با هیدروکسی اتیل سلولز به تنهایی در جداسازی آب جدی تر است ، اما به راحتی می توان آنرا هم بزنید. استفاده منفرد از ضخیم شدن تورم قلیایی هیچ جداسازی و بارش آب ندارد اما ضخیم شدن جدی پس از ضخیم شدن است. استفاده منفرد از ضخیم شدن پلی اورتان ، اگرچه جداسازی آب و ضخیم شدن پس از ضخیم شدن جدی نیست ، اما رسوب تولید شده توسط آن نسبتاً سخت و دشوار است. و این ترکیب هیدروکسی اتیل سلولز و ترکیب ضخیم کننده قلیایی را به تصویب می رساند ، بدون ضخیم شدن ، بارش سخت ، آسان برای هم زدن ، اما مقدار کمی آب نیز وجود دارد. با این حال ، هنگامی که هیدروکسی اتیل سلولز و پلی اورتان برای ضخیم شدن استفاده می شود ، جداسازی آب جدی ترین است ، اما بارش سختی وجود ندارد. ضخیم شدن و پلی اورتان با قلیایی با هم استفاده می شود ، اگرچه جداسازی آب در واقع جداسازی آب نیست ، اما پس از ضخیم شدن ، و رسوب در پایین به طور مساوی دشوار است. و آخرین مورد از مقدار کمی هیدروکسی اتیل سلولز با تورم قلیایی و ضخیم شدن پلی اورتان استفاده می کند تا حالت یکنواخت بدون بارش و جداسازی آب داشته باشد. مشاهده می شود که در سیستم امولسیون اکریلیک خالص با آبگریز قوی ، ضخیم تر شدن فاز آب با سلولز هیدروکسی اتیل آبگریز جدی تر است ، اما می توان آن را به راحتی به طور مساوی هم زده کرد. استفاده واحد از تورم قلیایی هیدروفوبیک و ضخیم شدن پلی اورتان (یا ترکیب آنها) ضخیم است ، اگرچه عملکرد جداسازی ضد آب بهتر است ، اما هر دو بعد از آن ضخیم می شوند ، و اگر بارش وجود داشته باشد ، آن را بارش سخت می نامند ، که به طور مساوی دشوار است. استفاده از ضخیم شدن ترکیب سلولز و پلی اورتان ، به دلیل دورترین تفاوت در مقادیر آبگریز و لیپوفیلی ، منجر به جدی ترین جداسازی و بارش آب می شود ، اما رسوب نرم و آسان برای هم زدن است. فرمول آخر به دلیل تعادل بهتر بین آبگریز و لیپوفیلیک ، بهترین عملکرد جداسازی ضد آب را دارد. البته در فرآیند واقعی طراحی فرمول ، انواع امولسیون ها و عوامل خیس کننده و پراکنده و مقادیر آبگریز و لیپوفیلی آنها نیز باید در نظر گرفته شود. فقط در صورت رسیدن به تعادل خوب ، سیستم می تواند در حالت تعادل ترمودینامیکی قرار بگیرد و از مقاومت خوبی در آب برخوردار باشد.

در سیستم ضخیم کننده ، ضخیم شدن فاز آب گاهی اوقات با افزایش ویسکوزیته فاز روغن همراه است. به عنوان مثال ، ما به طور کلی معتقدیم که ضخیم کننده های سلولز فاز آب را ضخیم می کنند ، اما سلولز در مرحله آب توزیع می شود