हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज गाढ़ा करने वाले पदार्थ के रूप में कैसे कार्य करता है?

सेलुलोज एक पॉलीसेकेराइड है जो कई प्रकार के जल-घुलनशील ईथर बनाता है। सेलुलोज थिकनर गैर-आयनिक जल-घुलनशील पॉलिमर होते हैं। इनका उपयोग 30 वर्षों से भी अधिक समय से हो रहा है और इनकी कई किस्में उपलब्ध हैं। ये आज भी लगभग सभी लेटेक्स पेंट में उपयोग किए जाते हैं और थिकनर के रूप में मुख्यधारा में हैं। सेलुलोज थिकनर जलीय प्रणालियों में बहुत प्रभावी होते हैं क्योंकि ये स्वयं पानी को गाढ़ा कर देते हैं। पेंट उद्योग में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सेलुलोज थिकनर हैं: मिथाइल सेलुलोज (MC), हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज (HEC), एथिल हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज (EHEC), हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सेलुलोज (HPC), हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज (HPMC) और हाइड्रोफोबिक रूप से संशोधित हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज (HMHEC)। HEC एक जल-घुलनशील पॉलीसेकेराइड है जिसका उपयोग मैट और सेमी-ग्लॉस आर्किटेक्चरल लेटेक्स पेंट को गाढ़ा करने में व्यापक रूप से किया जाता है। थिकनर विभिन्न श्यानता ग्रेड में उपलब्ध हैं और इस सेलुलोज वाले थिकनर में उत्कृष्ट रंग अनुकूलता और भंडारण स्थिरता होती है।

कोटिंग फिल्म के समतलीकरण, छींटे रोधी, फिल्म निर्माण और शिथिलता रोधी गुण HEC के सापेक्ष आणविक भार पर निर्भर करते हैं। HEC और अन्य असंबद्ध जल-घुलनशील पॉलिमर कोटिंग के जलीय चरण को गाढ़ा करते हैं। विशेष रियोलॉजी प्राप्त करने के लिए सेल्युलोज थिकनर का उपयोग अकेले या अन्य थिकनर के साथ संयोजन में किया जा सकता है। सेल्युलोज ईथर के सापेक्ष आणविक भार और श्यानता के स्तर भिन्न-भिन्न हो सकते हैं, जो लगभग 10 MPS की श्यानता वाले कम आणविक भार वाले 2% जलीय घोल से लेकर 100,000 MPS की श्यानता वाले उच्च सापेक्ष आणविक भार तक होते हैं। कम आणविक भार वाले स्तर आमतौर पर लेटेक्स पेंट इमल्शन पॉलीमराइजेशन में सुरक्षात्मक कोलाइड के रूप में उपयोग किए जाते हैं, और सबसे सामान्य स्तर (श्यानता 4,800-50,000 MPS) का उपयोग थिकनर के रूप में किया जाता है। इस प्रकार के थिकनर की क्रियाविधि हाइड्रोजन बंधों के उच्च जलयोजन और इसकी आणविक श्रृंखलाओं के बीच उलझाव के कारण होती है।

पारंपरिक सेलुलोज एक उच्च आणविक भार वाला बहुलक है जो मुख्य रूप से आणविक श्रृंखलाओं के बीच उलझाव के कारण गाढ़ा होता है। कम अपरूपण दर पर उच्च श्यानता के कारण, समतलीकरण गुण खराब होता है और यह कोटिंग फिल्म की चमक को प्रभावित करता है। उच्च अपरूपण दर पर, श्यानता कम होती है, कोटिंग फिल्म का छींटे प्रतिरोध खराब होता है और कोटिंग फिल्म की पूर्णता अच्छी नहीं होती है। ब्रश प्रतिरोध, फिल्म निर्माण और रोलर स्पैटर जैसे उच्च आणविक भार वाले बहुलक की अनुप्रयोग विशेषताएँ सीधे गाढ़ा करने वाले पदार्थ के चयन से संबंधित होती हैं। साथ ही, समतलीकरण और ढलान प्रतिरोध जैसे इसके प्रवाह गुण भी गाढ़ा करने वाले पदार्थों से काफी प्रभावित होते हैं।

हाइड्रोफोबिक रूप से संशोधित सेलुलोज (HMHEC) एक सेलुलोज थिकनर है जिसमें कुछ शाखित श्रृंखलाओं पर हाइड्रोफोबिक संशोधन किया जाता है (संरचना की मुख्य श्रृंखला के साथ कई लंबी-श्रृंखला वाले एल्काइल समूह जोड़े जाते हैं)। इस कोटिंग की उच्च अपरूपण दरों पर चिपचिपाहट अधिक होती है और इसलिए बेहतर फिल्म निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, नैट्रोसोल प्लस ग्रेड 330, 331, सेलोसाइज़ SG-100, बर्मोकॉल EHM-100। इसका गाढ़ापन प्रभाव बहुत अधिक सापेक्ष आणविक द्रव्यमान वाले सेलुलोज ईथर थिकनर के समान है। यह ICI की चिपचिपाहट और समतलीकरण में सुधार करता है और पृष्ठ तनाव को कम करता है। उदाहरण के लिए, HEC का पृष्ठ तनाव लगभग 67 MN/m है, जबकि HMHEC का पृष्ठ तनाव 55~65 MN/m है।

एचएमएचईसी में उत्कृष्ट स्प्रे करने की क्षमता, रिसाव रोधी गुण, समतलीकरण गुण, अच्छी चमक और पिगमेंट जमने से रोकने की क्षमता है। इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और यह महीन कण आकार वाले लेटेक्स पेंट की फिल्म निर्माण पर कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं डालता है। इसमें उत्कृष्ट फिल्म निर्माण क्षमता और संक्षारण रोधी गुण हैं। यह विशेष संयोजी गाढ़ापन बढ़ाने वाला पदार्थ विनाइल एसीटेट कोपोलिमर सिस्टम के साथ बेहतर काम करता है, और इसका प्रदर्शन अन्य संयोजी गाढ़ापन बढ़ाने वाले पदार्थों के समान है, लेकिन इसके फॉर्मूलेशन सरल हैं।