در فرمولاسیون رنگ، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) یک غلیظکننده و اصلاحکننده رئولوژی رایج است که میتواند پایداری ذخیرهسازی، ترازپذیری و خواص ساختاری رنگها را بهبود بخشد. برای افزودن هیدروکسی اتیل سلولز به رنگها و اطمینان از عملکرد مؤثر آن، باید مراحل و اقدامات احتیاطی خاصی رعایت شود. فرآیند خاص به شرح زیر است:
۱. خواص هیدروکسی اتیل سلولز
هیدروکسی اتیل سلولز یک پلیمر غیر یونی محلول در آب با خواص غلظت دهندگی، تشکیل فیلم، حفظ آب، تعلیق و امولسیون کنندگی عالی است. این ماده معمولاً در رنگهای پایه آب، چسبها، سرامیکها، جوهرها و سایر محصولات استفاده میشود. این ماده با جایگزینی بخشی از گروههای هیدروکسیل روی زنجیره مولکولی سلولز با گروههای هیدروکسی اتیل به دست میآید، بنابراین حلالیت خوبی در آب دارد.
کارکردهای اصلی HEC در رنگها عبارتند از:
اثر غلیظکنندگی: ویسکوزیته رنگ را افزایش میدهد، از شره کردن رنگ جلوگیری میکند و باعث میشود خواص ساختاری عالی داشته باشد.
اثر سوسپانسیون: میتواند ذرات جامد مانند رنگدانهها و پرکنندهها را به طور یکنواخت پراکنده و تثبیت کند تا از تهنشین شدن آنها جلوگیری شود.
اثر احتباس آب: حفظ آب لایه پوشش را افزایش میدهد، زمان باز بودن را افزایش میدهد و اثر خیس شدن رنگ را بهبود میبخشد.
کنترل رئولوژی: تنظیم سیالیت و تراز پوشش و بهبود مشکل رد برس در حین ساخت و ساز.
۲. مراحل افزودن هیدروکسی اتیل سلولز
مرحله پیش از انحلال در عمل، هیدروکسی اتیل سلولز باید به طور یکنواخت پراکنده و از طریق یک فرآیند پیش از انحلال حل شود. برای اطمینان از اینکه سلولز میتواند به طور کامل نقش خود را ایفا کند، معمولاً توصیه میشود ابتدا آن را در آب حل کنید، نه اینکه مستقیماً به پوشش اضافه شود. مراحل خاص به شرح زیر است:
یک حلال مناسب انتخاب کنید: معمولاً از آب دیونیزه به عنوان حلال استفاده میشود. اگر حلالهای آلی دیگری در سیستم پوشش وجود داشته باشد، شرایط انحلال باید با توجه به خواص حلال تنظیم شود.
هیدروکسی اتیل سلولز را به آرامی بپاشید: پودر هیدروکسی اتیل سلولز را به آرامی و به طور یکنواخت در حین هم زدن آب بپاشید تا از تجمع آن جلوگیری شود. سرعت هم زدن باید آهسته باشد تا از کاهش سرعت انحلال سلولز یا تشکیل "کلوئید" به دلیل نیروی برشی بیش از حد جلوگیری شود.
انحلال در حالت سکون: پس از پاشیدن هیدروکسی اتیل سلولز، لازم است برای مدتی (معمولاً 30 دقیقه تا چند ساعت) به حال خود رها شود تا از متورم شدن کامل سلولز و حل شدن آن در آب اطمینان حاصل شود. زمان انحلال به نوع سلولز، دمای حلال و شرایط هم زدن بستگی دارد.
تنظیم دمای انحلال: افزایش دما به تسریع فرآیند انحلال هیدروکسی اتیل سلولز کمک میکند. معمولاً توصیه میشود دمای محلول بین 20 تا 40 درجه سانتیگراد کنترل شود. دمای بیش از حد بالا ممکن است باعث تخریب سلولز یا بدتر شدن محلول شود.
تنظیم مقدار pH محلول حلالیت هیدروکسی اتیل سلولز ارتباط نزدیکی با مقدار pH محلول دارد. معمولاً در شرایط خنثی یا کمی قلیایی، با مقدار pH بین 6-8، بهتر حل میشود. در طول فرآیند انحلال، مقدار pH را میتوان با افزودن آمونیاک یا سایر مواد قلیایی در صورت نیاز تنظیم کرد.
افزودن محلول هیدروکسی اتیل سلولز به سیستم پوششی پس از انحلال، محلول را به پوشش اضافه کنید. در طول فرآیند افزودن، باید به آرامی اضافه شده و به طور مداوم هم زده شود تا از اختلاط کافی با ماتریس پوشش اطمینان حاصل شود. در طول فرآیند اختلاط، لازم است سرعت هم زدن مناسبی با توجه به سیستم های مختلف انتخاب شود تا از کف کردن سیستم یا تخریب سلولز به دلیل نیروی برشی بیش از حد جلوگیری شود.
تنظیم ویسکوزیته پس از افزودن هیدروکسی اتیل سلولز، ویسکوزیته پوشش را میتوان با تنظیم مقدار اضافه شده کنترل کرد. به طور کلی، مقدار هیدروکسی اتیل سلولز مورد استفاده بین 0.3٪ تا 1.0٪ (نسبت به وزن کل پوشش) است و مقدار خاص اضافه شده باید به صورت تجربی و با توجه به الزامات فرمولاسیون پوشش تنظیم شود. مقدار زیاد افزودن ممکن است باعث شود پوشش ویسکوزیته بسیار بالا و سیالیت ضعیفی داشته باشد که بر عملکرد ساخت تأثیر میگذارد. در حالی که افزودن ناکافی ممکن است نتواند نقش غلیظ کننده و تعلیق را ایفا کند.
انجام آزمایشهای ترازبندی و پایداری انبارداری پس از افزودن هیدروکسی اتیل سلولز و تنظیم فرمول پوشش، عملکرد ساختار پوشش باید آزمایش شود، از جمله ترازبندی، افتادگی، کنترل رد برس و غیره. همزمان، آزمایش پایداری انبارداری پوشش نیز برای مشاهده رسوب پوشش پس از مدتی ماندن، تغییر ویسکوزیته و غیره، برای ارزیابی پایداری هیدروکسی اتیل سلولز لازم است.
۳. اقدامات احتیاطی
جلوگیری از تجمع: در طول فرآیند انحلال، هیدروکسی اتیل سلولز به راحتی آب را جذب کرده و متورم میشود، بنابراین باید به آرامی در آب پاشیده شود و به اندازه کافی هم زده شود تا از تشکیل تودهها جلوگیری شود. این یک حلقه کلیدی در عملیات است، در غیر این صورت ممکن است بر سرعت انحلال و یکنواختی تأثیر بگذارد.
از نیروی برشی بالا اجتناب کنید: هنگام افزودن سلولز، سرعت هم زدن نباید خیلی زیاد باشد تا از آسیب دیدن زنجیره مولکولی سلولز به دلیل نیروی برشی بیش از حد و در نتیجه کاهش عملکرد غلیظ شدن آن جلوگیری شود. علاوه بر این، در تولید پوشش بعدی، باید تا حد امکان از استفاده از تجهیزات برشی بالا نیز اجتناب شود.
دمای انحلال را کنترل کنید: هنگام حل کردن هیدروکسی اتیل سلولز، دمای آب نباید خیلی بالا باشد. معمولاً توصیه میشود دمای آن را در دمای 20 تا 40 درجه سانتیگراد کنترل کنید. در شرایط دمای بالا، سلولز ممکن است تجزیه شود و در نتیجه اثر غلیظکنندگی و ویسکوزیته آن کاهش یابد.
نگهداری محلول: محلولهای هیدروکسی اتیل سلولز عموماً باید بلافاصله تهیه و استفاده شوند. نگهداری طولانی مدت بر ویسکوزیته و پایداری آن تأثیر خواهد گذاشت. معمولاً توصیه میشود محلول مورد نیاز در روز تولید رنگ تهیه شود تا عملکرد بهینه آن حفظ شود.
افزودن هیدروکسی اتیل سلولز به رنگ نه تنها یک فرآیند اختلاط فیزیکی ساده است، بلکه باید با الزامات فرآیندی واقعی و مشخصات عملیاتی نیز ترکیب شود تا از خواص غلیظکنندگی، تعلیق و حفظ آب آن به طور کامل استفاده شود. در طول فرآیند افزودن، به مرحله قبل از انحلال، کنترل دمای انحلال و مقدار pH و اختلاط کامل پس از افزودن توجه کنید. این جزئیات مستقیماً بر کیفیت و پایداری عملکرد رنگ تأثیر میگذارند.
زمان ارسال: ۱۹ سپتامبر ۲۰۲۴