Klassificering, fortykningsmekanisme og anvendelsesegenskaber for almindeligt anvendte fortykningsmidler

01 Forord
Tykkemidler er en slags rheologisk tilsætningsstof, som ikke kun kan tykkere belægningen og forhindre sagging under konstruktionen, men også belægningen med fremragende mekaniske egenskaber og opbevaringsstabilitet. Tykkener har egenskaberne ved lille dosering, åbenlyst fortykkelse og praktisk anvendelse og er vidt brugt i belægninger, farmaceutiske produkter, udskrivning og farvning, kosmetik, fødevaretilsætningsstoffer, olieudvinding, papirfremstilling, læderforarbejdning og andre industrier.

Tykkemidler er opdelt i olieagtige og vandbaserede systemer i henhold til forskellige brugssystemer, og de fleste af fortykningsmændene er hydrofile polymerforbindelser.

På nuværende tidspunkt er der mange slags fortykningsmidler tilgængelige på markedet. I henhold til sammensætningen og virkningsmekanismen er de hovedsageligt opdelt i fire typer: fortykningsmidler, cellulose, polyacrylat og associativ polyurethan -fortykningsmidler.

02 Klassificering
Cellulosisk fortykningsmiddel
Cellulosisk fortykningsmidler har en lang historie med brug, og der er mange sorter, herunder methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose osv., Der plejede at være mainstream af fortykningsmidler. Den mest almindeligt anvendte af disse er hydroxyethylcellulose.

Tykkemekanisme:
Den fortykningsmekanisme for cellulosetyklementerne er, at den hydrofobe hovedkæde og de omgivende vandmolekyler er forbundet gennem hydrogenbindinger, hvilket øger væskevolumenet af selve polymeren og reducerer pladsen til fri bevægelighed for partiklerne, hvilket øger systemets viskositet. Viskositet kan også øges gennem sammenfiltring af molekylære kæder, der viser høj viskositet ved statisk og lav forskydning og lav viskositet ved høj forskydning. Dette skyldes, at ved statiske eller lave forskydningshastigheder er cellulosemolekylkæderne i en forstyrret tilstand, hvilket gør systemet meget viskøst; Mens molekylerne ved høje forskydningshastigheder er arrangeret på en ordnet måde parallelt med strømningsretningen og er lette at glide med hinanden, så systemviskositeten falder.

Polyacryltykningsmiddel

Polyacrylsyre -fortykningsmiddel, også kendt som alkali hævelse af fortykningsmiddel (ASE), er generelt en emulsion fremstillet af (meth) acrylsyre og ethylacrylat gennem visse polymerisation.

Den generelle struktur af alkali-svoldbar fortykningsmiddel er:

Tykkemekanisme: Tykkemekanismen for polyacrylsyre-fortykningsmiddel er, at fortykningsmidlet opløses i vand, og gennem den samme køn elektrostatiske carboxylationer strækker molekylkæden sig fra en spiralformet form til en stangform, hvilket øger viskositeten af ​​vandfasen. Derudover danner det også en netværksstruktur ved at bygge bro mellem latexpartikler og pigmenter, hvilket øger systemets viskositet.

Associativ polyurethan fortykningsmiddel

Polyurethan-fortykningsmiddel, benævnt heur, er en hydrofob gruppemodificeret ethoxyleret polyurethan vandopløselig polymer, der hører til ikke-ionisk associativ fortykningsmiddel. Heur er sammensat af tre dele: hydrofob gruppe, hydrofil kæde og polyurethan -gruppe. Den hydrofobe gruppe spiller en associeringsrolle og er den afgørende faktor for fortykning, normalt oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol osv. Den hydrofile kæde kan tilvejebringe kemiske stabilitet og viskositetsstabilitet, ofte anvendte er polyethere, såsom polyoxyethylen og dens derivater. Den molekylære kæde af heur udvides med polyurethan -grupper, såsom IPDI, TDI og HMDI.

Tykkemekanisme:

1) Den hydrofobe ende af molekylet forbinder med hydrofobe strukturer såsom latexpartikler, overfladeaktive stoffer og pigmenter for at danne en tredimensionel netværksstruktur, som også er kilden til høj forskydningsviskositet;

2) Som et overfladeaktivt middel, når den nuværende koncentration er højere end den kritiske micellekoncentration, dannes miceller, og midtskærviskositeten (1-100S-1) domineres hovedsageligt af den;

3) Molekylets hydrofile kæde virker på vandmolekylets brintbinding for at opnå det fortykningsresultat.

Uorganisk fortykningsmiddel

Uorganiske fortykningsmidler inkluderer hovedsageligt fumed hvid carbon sort, natriumbentonit, organisk bentonit, diatoméjord, attapulgit, molekylær sigte og silicagel.

Tykkemekanisme:

Her, der tager organisk bentonit som eksempel, er dens rheologiske mekanisme som følger:

Organisk bentonit findes normalt ikke i form af primære partikler, men er generelt et samlet af flere partikler. Primære partikler kan produceres gennem processen med befugtning, spredning og aktivering og danner en effektiv thixotropisk effekt.

I det polære system tilvejebringer den polære aktivator ikke kun kemisk energi til at hjælpe den organiske bentonit med at sprede sig, men også vandet indeholdt i det migrerer til hydroxylgruppen på kanten af ​​bentonitflager til dannelse. Se gennem brodannelse af vandmolekyler, utallige bentonit, flagerne danner en gelstruktur, og carbonhydridkæderne på flakeoverfladen tykner systemet og producerer thixotrope effekter gennem deres stærke solvationsevne. Under virkningen af ​​ekstern kraft ødelægges strukturen, og viskositeten falder, og den eksterne kraft vender tilbage til den oprindelige tilstand. Viskositet og struktur.

03 Anvendelse

Cellulosisk fortykningsmiddelcellulosykliter har høj fortykningseffektivitet, især til fortykning af vandfasen; Det har få begrænsninger på belægninger og er vidt brugt; Det kan bruges i et bredt pH -område. Der er dog ulemper, såsom dårlig nivellering, mere sprøjt under rullebelægning, dårlig stabilitet og modtagelig for mikrobiel nedbrydning. Fordi det har lav viskositet under høj forskydning og høj viskositet under statisk og lav forskydning, øges viskositeten hurtigt efter belægning, hvilket kan forhindre sagging, men på den anden side forårsager det dårlig nivellering.

Polyacrylsyre -fortykningsmiddelpolyacrylsyre -fortykningsmiddel har stærke fortyknings- og nivelleringsegenskaber, god biologisk stabilitet, men er følsom over for pH -værdi og dårlig vandbestandighed.

Den associative struktur af associativ polyurethan -fortykningsmiddel ødelægges under virkningen af ​​forskydningsstyrken, og viskositeten falder. Når forskydningsstyrken forsvinder, kan viskositeten gendannes, hvilket kan forhindre fænomenet SAG i byggeprocessen. Og dens viskositetsinddrivelse har en bestemt hysterese, som er befordrende for udjævningen af ​​belægningsfilmen. Den relative molekylmasse (tusinder til titusinder) af polyurethan -fortykningsmidler er meget lavere end den relative molekylmasse (hundreder af tusinder til millioner) af de to første typer fortykningsmidler og vil ikke fremme sprøjtning. Den høje vandopløselighed af cellulose -fortykningsmiddel vil påvirke vandmodstanden for coatingfilmen, men den polyurethan -fortykningsmolekyle har både hydrofile og hydrofobe grupper, og den hydrofobe gruppe har en stærk affinitet med matrixen af ​​belægningsfilmen, kan forbedre vandmodstanden i belægningsfilmen. Da latexpartiklerne deltager i foreningen, vil der ikke være nogen flokkulering, så coatingfilmen kan være glat og have en højglans.

Uorganisk fortykende vandbaseret bentonit-fortykningsmiddel har fordelene ved stærk fortykning, god thixotropi, bred vifte af pH-værdi-tilpasning og god stabilitet. Da bentonit er et uorganisk pulver med god lysabsorption, kan det imidlertid reducere overfladeglansen i coatingfilmen og fungere som en matteagent. Derfor, når man bruger bentonit i blank latexmaling, skal der rettes opmærksomheden på at kontrollere doseringen. Nanoteknologi har realiseret nanoskalaen af ​​uorganiske partikler og også tildelt uorganiske fortykningsmidler med nogle nye egenskaber.