HPMC (hidroksipropil metilselulosa) merupakan aditif yang sangat efisien dan banyak digunakan dalam formulasi pelapis dan cat. Salah satu fungsi utamanya adalah untuk meningkatkan kontrol viskositas, yang tidak hanya meningkatkan reologi pelapis dan cat, tetapi juga meningkatkan kinerja konstruksi dan kualitas lapisan akhir.
1. Sifat Dasar HPMC
HPMC adalah eter selulosa non-ionik dengan kelarutan air dan pelarut organik yang baik. Ia dapat larut dan membentuk larutan koloid yang stabil pada berbagai suhu dan nilai pH. Mekanisme kerja utama HPMC adalah membentuk struktur jaringan melalui ikatan hidrogen antarmolekul dan gaya van der Waals, sehingga memengaruhi sifat reologi pelapis atau cat. Viskositasnya berubah seiring perubahan konsentrasi, suhu, laju geser, dan faktor lainnya, yang membuat penerapannya dalam pelapis dan cat memiliki ruang penyesuaian yang besar.
2. Fungsi HPMC dalam pelapis dan cat
Penyesuaian viskositas: Fungsi utama HPMC adalah untuk menyesuaikan viskositas sistem. Dalam pelapis dan cat, viskositas merupakan parameter penting yang secara langsung memengaruhi konstruksi, perataan, dan efek lapisan akhir material. HPMC dapat secara tepat mengontrol viskositas pelapis dengan mengubah struktur molekul atau konsentrasi, memastikan stabilitas dan pengoperasian pelapis selama penyimpanan, pengangkutan, dan konstruksi.
Kontrol reologi: HPMC memberikan lapisan atau cat sifat reologi yang baik, sehingga mempertahankan viskositas tinggi saat statis untuk mencegah sedimentasi, dan dapat mengurangi viskositas saat digeser, sehingga mudah diaplikasikan. Tiksotropi ini penting untuk kinerja konstruksi pelapis dan cat, terutama saat disemprot, disikat, atau digulung, yang membantu mencapai lapisan yang seragam dan halus.
Kinerja anti-kendur: Ketika pelapis atau cat diaplikasikan pada permukaan vertikal, sering terjadi kendur, yaitu pelapis mengalir karena gaya gravitasi, sehingga menghasilkan ketebalan lapisan yang tidak merata dan tanda-tanda aliran yang merata. HPMC secara efektif menekan fenomena kendur dengan meningkatkan viskositas dan tiksotropi sistem, memastikan stabilitas pelapis saat diaplikasikan pada permukaan vertikal.
Efek anti-sedimentasi: Pada pelapis dengan lebih banyak pigmen atau pengisi, pigmen atau pengisi rentan terhadap sedimentasi, yang memengaruhi keseragaman pelapis. HPMC memperlambat laju sedimentasi partikel padat dengan meningkatkan viskositas sistem. Pada saat yang sama, ia mempertahankan keadaan suspensinya dalam cat dengan berinteraksi dengan partikel pigmen, memastikan bahwa cat seragam dan konsisten selama proses konstruksi.
Meningkatkan stabilitas penyimpanan: Selama penyimpanan jangka panjang, cat rentan terhadap stratifikasi, koagulasi, atau sedimentasi. Penambahan HPMC dapat secara efektif meningkatkan stabilitas penyimpanan cat, menjaga keseragaman dan viskositas cat, sehingga memperpanjang masa simpannya dan menghindari penurunan kualitas produk yang disebabkan oleh penyimpanan yang tidak tepat.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengendalian viskositas dengan HPMC
Konsentrasi: Konsentrasi HPMC merupakan faktor langsung yang memengaruhi viskositas cat atau pelapis. Saat konsentrasi HPMC meningkat, viskositas sistem akan meningkat secara signifikan. Untuk pelapis yang memerlukan viskositas lebih tinggi, peningkatan jumlah HPMC yang tepat dapat mencapai tingkat viskositas yang ideal. Namun, konsentrasi yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan sistem menjadi terlalu kental dan memengaruhi kinerja konstruksi. Oleh karena itu, perlu untuk mengontrol secara akurat jumlah HPMC yang ditambahkan sesuai dengan skenario aplikasi dan persyaratan konstruksi tertentu.
Berat molekul: Berat molekul HPMC juga merupakan faktor penting yang memengaruhi viskositas. HPMC dengan berat molekul tinggi membentuk struktur jaringan yang lebih padat dalam larutan, yang dapat meningkatkan viskositas pelapis secara signifikan; sedangkan HPMC dengan berat molekul rendah menunjukkan viskositas yang lebih rendah. Dengan memilih HPMC dengan berat molekul yang berbeda, viskositas pelapis atau cat dapat disesuaikan untuk memenuhi berbagai persyaratan konstruksi.
Suhu: Viskositas HPMC menurun seiring dengan peningkatan suhu. Oleh karena itu, saat membangun di lingkungan bersuhu tinggi, perlu untuk memilih varietas HPMC dengan ketahanan suhu tinggi yang lebih baik atau meningkatkan dosisnya secara tepat untuk memastikan kinerja konstruksi dan kualitas lapisan pada kondisi suhu tinggi.
Nilai pH: HPMC stabil dalam rentang pH yang luas, tetapi kondisi asam dan basa yang ekstrem akan memengaruhi stabilitas viskositasnya. Dalam lingkungan asam atau basa yang kuat, HPMC dapat mengalami degradasi atau gagal, yang mengakibatkan penurunan viskositas. Oleh karena itu, saat merancang formula, pastikan nilai pH sistem sedang untuk mempertahankan efek kontrol viskositas HPMC.
Laju geser: HPMC adalah pengental yang menipis karena geser, yaitu, viskositasnya akan berkurang secara signifikan pada laju geser yang tinggi. Properti ini sangat penting dalam proses konstruksi pelapisan, karena saat menyikat, menggulung, atau menyemprot, pelapisan mengalami gaya geser yang besar, dan HPMC dapat meningkatkan kinerja konstruksi dengan mengurangi viskositas. Setelah konstruksi selesai, gaya geser menghilang, dan HPMC dapat mengembalikan viskositas pelapisan untuk memastikan keseragaman dan ketebalan lapisan film pelapisan.
4. Aplikasi HPMC dalam sistem pelapisan yang berbeda
Pelapis berbasis air: HPMC banyak digunakan dalam pelapis berbasis air. Tidak hanya dapat digunakan sebagai pengental, tetapi juga sebagai bahan pembantu pembentuk lapisan dan penstabil. Dalam sistem berbasis air, HPMC dapat secara efektif meningkatkan viskositas pelapis, memperbaiki reologi dan perataannya, serta mencegah sedimentasi dan kendur. Pada saat yang sama, HPMC juga dapat meningkatkan ketahanan air dan ketahanan gosok lapisan film pelapis dan memperpanjang masa pakai pelapis.
Pelapis berbasis pelarut: Meskipun HPMC relatif lebih jarang digunakan dalam pelapis berbasis pelarut, ia masih dapat digunakan sebagai pengental dan bahan pembantu perataan. Khususnya dalam pelapis dengan senyawa organik volatil (VOC) rendah, HPMC dapat memberikan kontrol viskositas dan penyesuaian reologi yang diperlukan, sehingga mengurangi penggunaan pelarut dan memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan.
Pelapis serbuk: Dalam pelapis serbuk, HPMC dapat digunakan sebagai pengikat dan pengental untuk meningkatkan sifat fluiditas dan pembentukan lapisan dengan meningkatkan viskositas serbuk. HPMC dapat memastikan bahwa pelapis serbuk tidak mudah beterbangan selama proses konstruksi, sekaligus meningkatkan keseragaman dan kepadatan lapisan film.
HPMC mencapai kontrol viskositas yang sangat baik dalam pelapis dan cat melalui sifat fisik dan kimianya yang unik. Ia tidak hanya dapat menyesuaikan viskositas sistem secara akurat, tetapi juga meningkatkan reologi pelapis, meningkatkan sifat anti-kendur dan anti-pengendapan, dan meningkatkan stabilitas penyimpanan. Menurut berbagai sistem pelapis dan persyaratan konstruksi, dengan menyesuaikan konsentrasi, berat molekul, suhu, nilai pH, dan faktor-faktor lain dari HPMC, viskositas dapat dikontrol dengan baik, sehingga meningkatkan konstruksi pelapis dan kualitas pelapis akhir.
Waktu posting: 13-Sep-2024