Der Verdickungsmechanismus vonHydroxyethylcelluloseDie Viskositätserhöhung erfolgt durch die Bildung inter- und intramolekularer Wasserstoffbrückenbindungen sowie durch Hydratation und Verschlaufung der Molekülketten. Daher lässt sich die Verdickungsmethode von Hydroxyethylcellulose in zwei Aspekte unterteilen: Zum einen die Rolle inter- und intramolekularer Wasserstoffbrückenbindungen. Die hydrophobe Hauptkette interagiert über Wasserstoffbrückenbindungen mit den umgebenden Wassermolekülen, wodurch die Fließfähigkeit des Polymers verbessert wird. Das größere Partikelvolumen verringert den Bewegungsspielraum der Partikel und erhöht somit die Viskosität des Systems. Zum anderen bilden die Celluloseketten durch Verschlaufung und Überlappung ein dreidimensionales Netzwerk im gesamten System, was die Viskosität zusätzlich erhöht.
Betrachten wir nun, welche Rolle die Cellulose für die Lagerstabilität des Systems spielt: Erstens schränkt die Rolle der Wasserstoffbrückenbindungen den Fluss von freiem Wasser ein, trägt zur Wasserretention bei und verhindert die Wasserabscheidung; zweitens bildet die Wechselwirkung der Celluloseketten durch die Verschlingung ein vernetztes Netzwerk oder einen separaten Bereich zwischen den Pigmenten, Füllstoffen und Emulsionspartikeln, wodurch ein Absetzen verhindert wird.
Es ist die Kombination der beiden oben genannten Wirkungsweisen, die dies ermöglicht.HydroxyethylcelluloseHEC besitzt eine sehr gute Fähigkeit zur Verbesserung der Lagerstabilität. Bei der Herstellung von Latexfarbe steigt der während des Rührens und Dispergierens zugegebene HEC-Gehalt mit zunehmender äußerer Kraft, wodurch der Schergeschwindigkeitsgradient zunimmt. Die Moleküle ordnen sich geordnet parallel zur Fließrichtung an, und das Überlappungssystem zwischen den Molekülketten wird zerstört. Dadurch gleiten die Moleküle leichter aneinander, und die Viskosität des Systems sinkt. Da das System eine Vielzahl weiterer Komponenten (Pigmente, Füllstoffe, Emulsionen) enthält, kann diese geordnete Anordnung den Zustand der Vernetzung und Überlappung auch nach längerer Lagerung nach dem Mischen der Farbe nicht wiederherstellen. In diesem Fall ist HEC nur auf Wasserstoffbrückenbindungen angewiesen. Der Effekt der Wasserretention und Verdickung verringert die Verdickungseffizienz von HEC.HECDer Beitrag dieses Dispersionszustands zur Lagerstabilität des Systems verringert sich entsprechend. Bei niedrigerer Rührgeschwindigkeit während des Abkühlens verteilte sich das gelöste HEC jedoch gleichmäßig im System, und die durch die Vernetzung der HEC-Ketten gebildete Netzwerkstruktur wurde weniger beschädigt. Dies führte zu einer höheren Verdickungseffizienz und Lagerstabilität. Offensichtlich ist das gleichzeitige Wirken beider Verdickungsmethoden Voraussetzung für eine effiziente Celluloseverdickung und die Gewährleistung der Lagerstabilität. Anders ausgedrückt: Der gelöste und der dispergierte Zustand der Cellulose in Wasser beeinflussen maßgeblich ihre Verdickungswirkung und ihren Beitrag zur Lagerstabilität.
Veröffentlichungsdatum: 25. April 2024