Ջրային հիմքով ներկի խտացման տեխնոլոգիայի ամենահամառոտ ձեռնարկը

1. Խտացուցիչի սահմանումը և գործառույթը

Ջրային հիմքով ներկերի մածուցիկությունը զգալիորեն մեծացնող հավելումները կոչվում են խտացուցիչներ։

Խտացուցիչները կարևոր դեր են խաղում ծածկույթների արտադրության, պահպանման և կառուցման մեջ:

Խտացուցիչի հիմնական գործառույթը ծածկույթի մածուցիկության բարձրացումն է՝ օգտագործման տարբեր փուլերի պահանջները բավարարելու համար: Սակայն, տարբեր փուլերում ծածկույթի կողմից պահանջվող մածուցիկությունը տարբեր է: Օրինակ՝

Պահպանման ընթացքում ցանկալի է ունենալ բարձր մածուցիկություն՝ գունանյութի նստվածքը կանխելու համար։

Շինարարության ընթացքում ցանկալի է ունենալ միջին մածուցիկություն՝ ապահովելու համար, որ ներկը լավ քսվող լինի՝ առանց ներկի չափազանց շատ բծեր թողնելու։

Կառուցումից հետո հույս կա, որ մածուցիկությունը կարող է արագ վերադառնալ բարձր մածուցիկության՝ կարճ ժամանակահատվածում (հարթեցման գործընթաց) անցնելուց հետո՝ կախվելը կանխելու համար։

Ջրային լուծվող ծածկույթների հոսունությունը ոչ Նյուտոնյան է։

Երբ ներկի մածուցիկությունը նվազում է սղման ուժի մեծացման հետ մեկտեղ, այն կոչվում է կեղծպլաստիկ հեղուկ, և ներկի մեծ մասը կեղծպլաստիկ հեղուկ է։

Երբ պսևդոպլաստիկ հեղուկի հոսքի վարքագիծը կապված է դրա պատմության հետ, այսինքն՝ այն ժամանակից կախված է, այն կոչվում է թիքսոտրոպ հեղուկ։

Ծածկույթներ արտադրելիս մենք հաճախ գիտակցաբար փորձում ենք դրանք դարձնել թիքսոտրոպ, օրինակ՝ ավելացնելով հավելանյութեր։

Երբ ծածկույթի թիքսոտրոպիան համապատասխանում է, այն կարող է լուծել ծածկույթի տարբեր փուլերի հակասությունները և բավարարել ծածկույթի տարբեր մածուցիկության տեխնիկական կարիքները պահպանման, շինարարության հարթեցման և չորացման փուլերում։

Որոշ խտացուցիչներ կարող են ներկին տալ բարձր թիքսոտրոպություն, որպեսզի այն ունենա ավելի բարձր մածուցիկություն հանգստի կամ ցածր սղման արագության դեպքում (օրինակ՝ պահեստավորման կամ տեղափոխման ժամանակ), որպեսզի կանխվի ներկի մեջ պարունակվող գունանյութի նստվածքը։ Իսկ բարձր սղման արագության դեպքում (օրինակ՝ ծածկույթի գործընթացում), այն ունի ցածր մածուցիկություն, որպեսզի ծածկույթն ունենա բավարար հոսք և հարթեցում։

Թիքսոտրոպիան ներկայացված է թիքսոտրոպ ինդեքսով TI և չափվում է Բրուքֆիլդի մածուցիկաչափով։

TI=մածուցիկություն (չափված 6 պտ/րոպեում)/մածուցիկություն (չափված 60 պտ/րոպեում)

2. Խտացուցիչների տեսակները և դրանց ազդեցությունը ծածկույթի հատկությունների վրա

(1) Տեսակներ Քիմիական կազմի առումով խտացուցիչները բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝ օրգանական և անօրգանական։

Անօրգանական տեսակներից են բենտոնիտը, ատտապուլգիտը, ալյումինի-մագնեզիումի սիլիկատը, լիթիումի-մագնեզիումի սիլիկատը և այլն, օրգանական տեսակներից են՝ մեթիլցելյուլոզը, հիդրօքսիէթիլցելյուլոզը, պոլիակրիլատը, պոլիմետակրիլատը, ակրիլաթթուն կամ մեթիլակրիլային հոմոպոլիմերը կամ համապոլիմերները և պոլիուրեթանը և այլն։

Ծածկույթների ռեոլոգիական հատկությունների վրա ազդեցության տեսանկյունից, խտացուցիչները բաժանվում են թիքսոտրոպ խտացուցիչների և ասոցիատիվ խտացուցիչների: Արդյունավետության պահանջների առումով, խտացուցիչի քանակը պետք է լինի ավելի քիչ, և խտացման ազդեցությունը լավ լինի. այն հեշտությամբ չի քայքայվում ֆերմենտներով. երբ համակարգի ջերմաստիճանը կամ pH-ի արժեքը փոխվում է, ծածկույթի մածուցիկությունը զգալիորեն չի նվազի, իսկ գունանյութը և լցանյութը չեն ֆլոկուլացվի։ Լավ պահպանման կայունություն. լավ ջրի պահպանում, ակնհայտ փրփրացման երևույթ չկա և ծածկույթի թաղանթի աշխատանքի վրա բացասական ազդեցություն չի թողնում։

①Ցելյուլոզային խտացուցիչ

Ծածկույթներում օգտագործվող ցելյուլոզային խտացուցիչները հիմնականում մեթիլցելյուլոզը, հիդրօքսիէթիլցելյուլոզը և հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզն են, իսկ վերջին երկուսն են ավելի հաճախ օգտագործվում։

Հիդրօքսիէթիլցելյուլոզը բնական ցելյուլոզի գլյուկոզային միավորների վրա հիդրօքսիլային խմբերը հիդրօքսիէթիլային խմբերով փոխարինելու միջոցով ստացված արտադրանք է: Արտադրանքի տեխնիկական բնութագրերը և մոդելները հիմնականում տարբերվում են փոխարինման աստիճանի և մածուցիկության համաձայն:

Հիդրօքսիէթիլցելյուլոզի տեսակները նույնպես բաժանվում են նորմալ լուծվող տիպի, արագ դիսպերսիոն տիպի և կենսաբանական կայունության տիպի: Ինչ վերաբերում է օգտագործման եղանակին, հիդրօքսիէթիլցելյուլոզը կարող է ավելացվել ծածկույթի արտադրության գործընթացի տարբեր փուլերում: Արագ դիսպերսիոն տեսակը կարող է ավելացվել անմիջապես չոր փոշու տեսքով: Այնուամենայնիվ, համակարգի pH արժեքը ավելացնելուց առաջ պետք է լինի 7-ից պակաս, հիմնականում այն ​​պատճառով, որ հիդրօքսիէթիլցելյուլոզը դանդաղ լուծվում է ցածր pH արժեքի դեպքում, և կա բավարար ժամանակ, որպեսզի ջուրը ներթափանցի մասնիկների մեջ, ապա pH արժեքը բարձրացվում է, որպեսզի այն արագ լուծվի: Համապատասխան քայլերը կարող են նաև օգտագործվել սոսնձի լուծույթի որոշակի կոնցենտրացիա պատրաստելու և այն ծածկույթի համակարգին ավելացնելու համար:

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզբնական ցելյուլոզի գլյուկոզային միավորի վրա հիդրօքսիլային խումբը մետօքսի խմբով փոխարինելով, մինչդեռ մյուս մասը փոխարինվում է հիդրօքսիպրոպիլ խմբով: Դրա խտացնող ազդեցությունը հիմնականում նույնն է, ինչ հիդրօքսիէթիլցելյուլոզինը: Եվ այն դիմացկուն է ֆերմենտատիվ քայքայմանը, բայց ջրում լուծելիությունը այնքան լավ չէ, որքան հիդրօքսիէթիլցելյուլոզինը, և այն ունի տաքացնելիս գելացման թերություն: Մակերեսային մշակմամբ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը օգտագործելիս այն կարող է անմիջապես ավելացվել ջրին: Խառնելուց և դիսպերսիայից հետո ավելացրեք ալկալային նյութեր, ինչպիսիք են ամոնիակային ջուրը՝ pH-ը 8-9-ի հասցնելու համար, և խառնեք մինչև լիովին լուծարվի: Մակերեսային մշակում չանցած հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը օգտագործելուց առաջ այն կարող է թրջվել և ուռչել 85°C-ից բարձր տաք ջրով, այնուհետև սառեցվել մինչև սենյակային ջերմաստիճան, այնուհետև խառնվել սառը ջրով կամ սառցե ջրով՝ լիովին լուծարվելու համար:

②Անօրգանական խտացուցիչ

Այս տեսակի խտացուցիչը հիմնականում որոշ ակտիվացված կավե արտադրանքներ են, ինչպիսիք են բենտոնիտը, մագնեզիումի ալյումինի սիլիկատային կավը և այլն: Այն բնութագրվում է նրանով, որ խտացնող ազդեցությունից բացի, այն նաև լավ կախման ազդեցություն ունի, կարող է կանխել խորտակումը և չի ազդում ծածկույթի ջրակայունության վրա: Ծածկույթը չորացնելուց և թաղանթի վերածվելուց հետո այն գործում է որպես լցոնիչ ծածկույթի թաղանթում և այլն: Անբարենպաստ գործոնն այն է, որ այն զգալիորեն ազդում է ծածկույթի հարթեցման վրա:

③ Սինթետիկ պոլիմերային խտացուցիչ

Սինթետիկ պոլիմերային խտացուցիչները հիմնականում օգտագործվում են ակրիլային և պոլիուրեթանային նյութերում (ասոցիատիվ խտացուցիչներ): Ակրիլային խտացուցիչները հիմնականում ակրիլային պոլիմերներ են, որոնք պարունակում են կարբօքսիլային խմբեր: 8-10 pH արժեք ունեցող ջրում կարբօքսիլային խումբը դիսոցացվում է և այտուցվում. երբ pH արժեքը մեծ է 10-ից, այն լուծվում է ջրում և կորցնում է խտացնող ազդեցությունը, ուստի խտացնող ազդեցությունը շատ զգայուն է pH արժեքի նկատմամբ:

Ակրիլատային խտացուցիչի խտացման մեխանիզմն այն է, որ դրա մասնիկները կարող են ադսորբվել ներկի լատեքսային մասնիկների մակերեսին և ալկալային այտուցվելուց հետո առաջացնել ծածկույթային շերտ, ինչը մեծացնում է լատեքսային մասնիկների ծավալը, խոչընդոտում մասնիկների Բրաունյան շարժումը և մեծացնում ներկի համակարգի մածուցիկությունը։ Երկրորդ, խտացուցիչի այտուցը մեծացնում է ջրային փուլի մածուցիկությունը։

(2) Խտացուցիչի ազդեցությունը ծածկույթի հատկությունների վրա

Խտացուցիչի տեսակի ազդեցությունը ծածկույթի ռեոլոգիական հատկությունների վրա հետևյալն է.

Երբ խտացուցիչի քանակը մեծանում է, ներկի ստատիկ մածուցիկությունը զգալիորեն մեծանում է, և մածուցիկության փոփոխության միտումը հիմնականում հաստատուն է արտաքին կտրող ուժի ազդեցության տակ։

Խտացուցիչի ազդեցությամբ ներկի մածուցիկությունը արագորեն նվազում է սղման ուժի ազդեցության տակ, ինչը ցույց է տալիս կեղծպլաստիկություն։

Հիդրոֆոբիկորեն մոդիֆիկացված ցելյուլոզային խտացուցիչի (օրինակ՝ EBS451FQ) օգտագործման դեպքում, բարձր սղման արագությունների դեպքում մածուցիկությունը դեռևս բարձր է, երբ քանակը մեծ է։

Ասոցիատիվ պոլիուրեթանային խտացուցիչների (օրինակ՝ WT105A) օգտագործման դեպքում, բարձր սղման արագությունների դեպքում, մածուցիկությունը դեռևս բարձր է, երբ քանակը մեծ է։

Ակրիլային խտացուցիչների (օրինակ՝ ASE60) օգտագործման դեպքում, չնայած ստատիկ մածուցիկությունը արագորեն բարձրանում է, երբ քանակը մեծ է, մածուցիկությունը արագորեն նվազում է ավելի բարձր սղման արագության դեպքում։

3. Ասոցիատիվ խտացուցիչ

(1) խտացման մեխանիզմ

Ցելյուլոզային եթերային և ալկալիներով փքվող ակրիլային խտացուցիչները կարող են խտացնել միայն ջրային փուլը, բայց խտացման ազդեցություն չունեն ջրային հիմքով ներկի մյուս բաղադրիչների վրա, ինչպես նաև չեն կարող էական փոխազդեցություն առաջացնել ներկի գունանյութերի և էմուլսիայի մասնիկների միջև, ուստի ներկի ռեոլոգիան հնարավոր չէ կարգավորել։

Ասոցիատիվ խտացուցիչները բնութագրվում են նրանով, որ հիդրատացիայի միջոցով խտանալուց բացի, դրանք նաև խտանում են միմյանց միջև, ցրված մասնիկների և համակարգի այլ բաղադրիչների հետ ասոցիացիաների միջոցով: Այս ասոցիացիան անջատվում է բարձր սղման արագությունների դեպքում և վերամիավորվում է ցածր սղման արագությունների դեպքում, թույլ տալով կարգավորել ծածկույթի ռեոլոգիան:

Ասոցիատիվ խտացուցիչի խտացման մեխանիզմն այն է, որ դրա մոլեկուլը գծային հիդրոֆիլ շղթա է, պոլիմերային միացություն՝ երկու ծայրերում լիպոֆիլ խմբերով, այսինքն՝ այն կառուցվածքում ունի հիդրոֆիլ և հիդրոֆոբ խմբեր, ուստի այն ունի մակերևութային ակտիվ նյութի մոլեկուլների բնութագրերը։ Նման խտացուցիչ մոլեկուլները կարող են ոչ միայն հիդրատացվել և այտուցվել՝ ջրային փուլը խտացնելու համար, այլև առաջացնել միցելներ, երբ դրա ջրային լուծույթի կոնցենտրացիան գերազանցում է որոշակի արժեքը։ Միցելները կարող են ասոցացվել էմուլսիայի պոլիմերային մասնիկների և դիսպերսանտը ադսորբած գունանյութի մասնիկների հետ՝ եռաչափ ցանցային կառուցվածք ձևավորելու համար, և փոխկապակցված են և խճճված՝ համակարգի մածուցիկությունը մեծացնելու համար։

Ավելի կարևոր է, որ այս ասոցիացիաները գտնվում են դինամիկ հավասարակշռության վիճակում, և այդ ասոցիացիաները կարող են կարգավորել իրենց դիրքերը արտաքին ուժերի ազդեցության տակ, որպեսզի ծածկույթն ունենա հարթեցնող հատկություններ: Բացի այդ, քանի որ մոլեկուլն ունի մի քանի միցել, այս կառուցվածքը նվազեցնում է ջրի մոլեկուլների միգրացիայի հակումը և այդպիսով մեծացնում ջրային փուլի մածուցիկությունը:

(2) Դերը ծածկույթներում

Ասոցիատիվ խտացուցիչների մեծ մասը պոլիուրեթաններ են, և դրանց հարաբերական մոլեկուլային քաշերը տատանվում են 103-104 կարգի մեծության սահմաններում, ինչը երկու կարգի մեծությամբ ցածր է սովորական պոլիակրիլաթթվի և ցելյուլոզային խտացուցիչներից, որոնց հարաբերական մոլեկուլային քաշերը 105-106 սահմաններում են: Ցածր մոլեկուլային քաշի պատճառով հիդրատացիայից հետո արդյունավետ ծավալի աճը փոքր է, ուստի դրա մածուցիկության կորը ավելի հարթ է, քան ոչ ասոցիատիվ խտացուցիչներինը:

Ասոցիատիվ խտացուցիչի ցածր մոլեկուլային քաշի պատճառով, ջրային փուլում դրա միջմոլեկուլային խճճվածքը սահմանափակ է, ուստի դրա խտացման ազդեցությունը ջրային փուլի վրա էական չէ: Ցածր սղման արագության տիրույթում մոլեկուլների միջև ասոցիատիվ փոխակերպումն ավելի մեծ է, քան մոլեկուլների միջև ասոցիատիվ քայքայումը, ամբողջ համակարգը պահպանում է ներքին կախույթի և դիսպերսիայի վիճակ, և մածուցիկությունը մոտ է դիսպերսիայի միջավայրի (ջրի) մածուցիկությանը: Հետևաբար, ասոցիատիվ խտացուցիչը ջրային հիմքով ներկերի համակարգին ստիպում է ցուցաբերել ավելի ցածր ակնհայտ մածուցիկություն, երբ այն գտնվում է ցածր սղման արագության տիրույթում:

Ասոցիատիվ խտացուցիչները մեծացնում են մոլեկուլների միջև պոտենցիալ էներգիան՝ դիսպերսված փուլում մասնիկների միջև կապի շնորհիվ: Այսպիսով, բարձր սղման արագությունների դեպքում մոլեկուլների միջև կապը խզելու համար անհրաժեշտ է ավելի շատ էներգիա, և նույն սղման լարվածությանը հասնելու համար անհրաժեշտ սղման ուժը նույնպես մեծ է, այնպես որ համակարգը բարձր սղման արագությունների դեպքում ցուցաբերում է ավելի բարձր սղման արագություն: Ակնհայտ մածուցիկություն: Բարձր սղման ավելի բարձր և ցածր սղման ավելի ցածր մածուցիկությունը կարող են պարզապես լրացնել ներկի ռեոլոգիական հատկություններում ընդհանուր խտացուցիչների բացակայությունը, այսինքն՝ երկու խտացուցիչները կարող են օգտագործվել համատեղ՝ լատեքսային ներկի հեղուկությունը կարգավորելու համար: Փոփոխական կատարողականություն՝ հաստ թաղանթի մեջ ծածկույթի և ծածկույթի թաղանթի հոսքի համապարփակ պահանջները բավարարելու համար: