ما مدى فعالية هيدروكسي إيثيل السليلوز كمادة مكثفة؟

السليلوز هو عديد سكاريد يُكوّن مجموعة متنوعة من الإيثرات القابلة للذوبان في الماء. مُكثّفات السليلوز عبارة عن بوليمرات غير أيونية قابلة للذوبان في الماء. يعود تاريخ استخدامها إلى أكثر من 30 عامًا، وتتوفر منها أنواع عديدة. لا تزال تُستخدم في جميع أنواع دهانات اللاتكس تقريبًا، وتُعدّ المُكثّفات الرئيسية. تتميز مُكثّفات السليلوز بفعاليتها العالية في الأنظمة المائية لأنها تُكثّف الماء بنفسها. في صناعة الدهانات، تُعدّ مُكثّفات السليلوز الأكثر شيوعًا هي:ميثيل السليلوز (MC), هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)، إيثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (EHEC)، هيدروكسي بروبيل السليلوز (HPC)،هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)والسليلوز المُعدَّل كيميائيًا لزيادة خواصه الكارهة للماء (HMHEC). يُعدّ HEC عديد سكاريد قابل للذوبان في الماء، ويُستخدم على نطاق واسع في زيادة لزوجة دهانات اللاتكس المعمارية غير اللامعة وشبه اللامعة. تتوفر المُكثِّفات بدرجات لزوجة مختلفة، وتتميز المُكثِّفات التي تحتوي على هذا السليلوز بتوافق لوني ممتاز وثبات عالٍ أثناء التخزين.

تعتمد خصائص التسوية، ومقاومة التناثر، وتكوين طبقة رقيقة، ومقاومة الترهل لطبقة الطلاء على الوزن الجزيئي النسبي لـهيئة التعليم العاليتعمل بوليمرات HEC وغيرها من البوليمرات غير المرتبطة القابلة للذوبان في الماء على زيادة لزوجة الطور المائي للطلاء. ويمكن استخدام مُكثِّفات السليلوز منفردةً أو مع مُكثِّفات أخرى للحصول على خصائص انسيابية محددة. وتختلف إيثرات السليلوز في أوزانها الجزيئية النسبية ودرجات لزوجتها، بدءًا من محلول مائي منخفض الوزن الجزيئي بنسبة 2% ولزوجة تبلغ حوالي 10 ملي باسكال.ثانية، وصولًا إلى وزن جزيئي نسبي عالٍ ولزوجة تبلغ 100000 ملي باسكال.ثانية. تُستخدم الدرجات منخفضة الوزن الجزيئي عادةً كغرويات واقية في بلمرة مستحلبات طلاء اللاتكس، وتُستخدم الدرجات الأكثر شيوعًا (لزوجة تتراوح بين 4800 و50000 ملي باسكال.ثانية) كمُكثِّفات. وتعود آلية عمل هذا النوع من المُكثِّفات إلى التميؤ العالي للروابط الهيدروجينية والتشابك بين السلاسل الجزيئية.

السليلوز التقليدي بوليمر ذو وزن جزيئي عالٍ، يزداد سمكه بشكل رئيسي من خلال تشابك السلاسل الجزيئية. ونظرًا للزوجة العالية عند معدل القص المنخفض، تكون خاصية التسوية ضعيفة، مما يؤثر على لمعان طبقة الطلاء. أما عند معدل القص العالي، فتكون اللزوجة منخفضة، وتكون مقاومة تناثر طبقة الطلاء ضعيفة، كما أن امتلاء طبقة الطلاء غير جيد. وترتبط خصائص تطبيق السليلوز عالي التماسك، مثل مقاومة الفرشاة، وتكوين طبقة، وتناثر الطلاء بالأسطوانة، ارتباطًا مباشرًا باختيار المُكثِّف. كما تتأثر خصائص تدفقه، مثل التسوية ومقاومة الترهل، بشكل كبير بالمُكثِّفات.

السليلوز المُعدَّل كيميائيًا لزيادة خواصه الكارهة للماء (HMHEC) هو مُكثِّف سليلوزي يتميز بتعديل كاره للماء على بعض السلاسل المتفرعة (حيث تُضاف عدة مجموعات ألكيل طويلة السلسلة على طول السلسلة الرئيسية). يتميز هذا الطلاء بلزوجة أعلى عند معدلات القص العالية، مما يُحسِّن تكوين طبقة رقيقة. ومن الأمثلة على ذلك Natrosol Plus Grade 330 و331 وCellosize SG-100 وBermocoll EHM-100. يُضاهي تأثيره في زيادة الخشونة تأثير مُكثِّفات إيثر السليلوز ذات الكتلة الجزيئية النسبية الأكبر بكثير. يُحسِّن هذا الطلاء لزوجة وتجانس طلاء ICI، ويُقلِّل من التوتر السطحي. على سبيل المثال، يبلغ التوتر السطحي لـ HEC حوالي 67 ملي نيوتن/متر، بينما يتراوح التوتر السطحي لـ HMHEC بين 55 و65 ملي نيوتن/متر.

يتميز مُكثّف HMHEC بسهولة رشه، ومقاومته للترهل، وخصائصه المُسوية، ولمعانه الجيد، ومقاومته لتكتل الصبغة. وهو واسع الاستخدام ولا يؤثر سلبًا على تكوين طبقة الطلاء لدهانات اللاتكس ذات الجزيئات الدقيقة. يتميز بأداء جيد في تكوين طبقة الطلاء ومقاومة التآكل. يعمل هذا المُكثّف الترابطي بشكل أفضل مع أنظمة كوبوليمر أسيتات الفينيل، وله خصائص مشابهة للمُكثّفات الترابطية الأخرى، ولكن بتركيبات أبسط.