1. Definisi lan fungsi pengental
Aditif sing bisa nambah viskositas cat berbasis banyu kanthi signifikan diarani pengental.
Pengental nduweni peran penting ing produksi, panyimpenan, lan konstruksi lapisan.
Fungsi utama saka pengental yaiku kanggo nambah viskositas lapisan kanggo nyukupi syarat-syarat ing macem-macem tahapan panggunaan. Nanging, viskositas sing dibutuhake dening lapisan ing macem-macem tahapan iku beda-beda. Tuladhane:
Sajrone proses panyimpenan, luwih becik duwe viskositas sing dhuwur supaya pigmen ora mapan;
Sajrone proses konstruksi, luwih becik duwe viskositas sing moderat kanggo mesthekake yen cat kasebut nduweni kemampuan sikat sing apik tanpa noda cat sing berlebihan;
Sawisé konstruksi, diarep-arep viskositas bisa cepet bali menyang viskositas sing dhuwur sawisé wektu tundha sing cendhak (proses leveling) kanggo nyegah kendur.
Fluiditas lapisan sing kena banyu iku non-Newtonian.
Nalika viskositas cat mudhun bebarengan karo tambahing gaya geser, iki diarani cairan pseudoplastik, lan umume cat kasebut minangka cairan pseudoplastik.
Nalika prilaku aliran cairan pseudoplastik ana gandhengane karo sejarahe, yaiku, gumantung karo wektu, mula diarani cairan tiksotropik.
Nalika nggawe lapisan, kita asring kanthi sengaja nyoba nggawe lapisan kasebut tiksotropik, kayata nambahake aditif.
Nalika tiksotropi lapisan kasebut cocog, bisa ngatasi kontradiksi saka macem-macem tahapan lapisan, lan nyukupi kabutuhan teknis saka viskositas lapisan sing beda ing tahap panyimpenan, leveling konstruksi, lan pangatusan.
Sawetara pengental bisa menehi cat tiksotropi sing dhuwur, saengga nduweni viskositas sing luwih dhuwur nalika ora digunakake utawa kanthi laju geser sing endhek (kayata panyimpenan utawa transportasi), supaya pigmen ing cat ora ngendap. Lan ing tingkat geser sing dhuwur (kayata proses pelapisan), nduweni viskositas sing endhek, saengga lapisan kasebut nduweni aliran lan perataan sing cukup.
Tiksotropi diwakili dening indeks tiksotropik TI lan diukur nganggo viskometer Brookfield.
TI=viskositas (diukur ing 6r/menit)/viskositas (diukur ing 60r/menit)
2. Jinis-jinis pengental lan efeke marang sifat lapisan
(1) Jinis-jinis Saka segi komposisi kimia, pengental dipérang dadi rong kategori: organik lan anorganik.
Jinis anorganik kalebu bentonit, atapulgit, aluminium magnesium silikat, litium magnesium silikat, lan liya-liyane, jinis organik kayata metil selulosa, hidroksietil selulosa, poliakrilat, polimetakrilat, asam akrilik utawa metil Homopolimer utawa kopolimer akrilik lan poliuretan lan liya-liyane.
Saka perspektif pengaruh marang sifat reologi lapisan, pengental dipérang dadi pengental tiksotropik lan pengental asosiatif. Saka segi syarat kinerja, jumlah pengental kudu luwih sithik lan efek pengentalan apik; ora gampang dikikis dening enzim; nalika suhu utawa nilai pH sistem owah, viskositas lapisan ora bakal suda sacara signifikan, lan pigmen lan pengisi ora bakal flokulasi. ; Stabilitas panyimpenan sing apik; penylametan banyu sing apik, ora ana fenomena busa sing jelas lan ora ana efek sing ala marang kinerja film lapisan.
①Pengental selulosa
Pengental selulosa sing digunakake ing lapisan utamane metilselulosa, hidroksietilselulosa lan hidroksipropilmetilselulosa, lan loro sing terakhir luwih umum digunakake.
Hidroksietil selulosa minangka produk sing dipikolehi kanthi ngganti gugus hidroksil ing unit glukosa selulosa alami nganggo gugus hidroksietil. Spesifikasi lan model produk utamane dibedakake miturut tingkat substitusi lan viskositas.
Maneka warna hidroksietil selulosa uga dipérang dadi jinis pembubaran normal, jinis dispersi cepet, lan jinis stabilitas biologis. Babagan cara panggunaan, hidroksietil selulosa bisa ditambahake ing macem-macem tahapan ing proses produksi lapisan. Jinis pembubaran cepet bisa ditambahake langsung ing wangun bubuk garing. Nanging, nilai pH sistem sadurunge ditambahake kudu kurang saka 7, utamane amarga hidroksietil selulosa larut alon-alon ing nilai pH sing endhek, lan ana wektu sing cukup kanggo banyu nyusup menyang njero partikel, banjur nilai pH ditambah supaya cepet larut. Langkah-langkah sing cocog uga bisa digunakake kanggo nyiyapake konsentrasi larutan lem tartamtu lan ditambahake menyang sistem lapisan.
Hidroksipropil metilselulosaIki minangka produk sing dipikolehi kanthi ngganti gugus hidroksil ing unit glukosa selulosa alami nganggo gugus metoksi, dene bagean liyane diganti karo gugus hidroksipropil. Efek penebalane meh padha karo hidroksietil selulosa. Lan tahan degradasi enzimatik, nanging kelarutane ing banyu ora apik kaya hidroksietil selulosa, lan nduweni kekurangan yaiku dadi gel nalika dipanasake. Kanggo hidroksipropil metilselulosa sing diolah ing permukaan, bisa langsung ditambahake ing banyu nalika digunakake. Sawise diaduk lan disebar, tambahake zat alkali kayata banyu amonia kanggo nyetel nilai pH dadi 8-9, lan aduk nganti larut kanthi lengkap. Kanggo hidroksipropil metilselulosa tanpa perawatan permukaan, bisa direndhem lan dibesarkan nganggo banyu panas ing ndhuwur 85°C sadurunge digunakake, banjur didinginkan nganti suhu ruangan, banjur diaduk nganggo banyu adhem utawa banyu es kanggo larut kanthi lengkap.
②Pengental anorganik
Pengental jinis iki utamane saka sawetara produk lempung aktif, kayata bentonit, lempung magnesium aluminium silikat, lan liya-liyane. Iki ditondoi amarga saliyane efek pengentalan, uga duwe efek suspensi sing apik, bisa nyegah klelep, lan ora bakal mengaruhi tahan banyu lapisan kasebut. Sawise lapisan kasebut garing lan dibentuk dadi film, lapisan kasebut tumindak minangka pengisi ing film lapisan, lan liya-liyane. Faktor sing ora becik yaiku bakal mengaruhi leveling lapisan kanthi signifikan.
③ Pengental polimer sintetis
Pengental polimer sintetis biasane digunakake ing akrilik lan poliuretan (pengental asosiatif). Pengental akrilik biasane polimer akrilik sing ngemot gugus karboksil. Ing banyu kanthi nilai pH 8-10, gugus karboksil disosiasi lan dadi bengkak; nalika nilai pH luwih saka 10, larut ing banyu lan kelangan efek pengentalan, mula efek pengentalan sensitif banget marang nilai pH.
Mekanisme penebalan saka pengental akrilat yaiku partikel-partikel kasebut bisa diserap ing permukaan partikel lateks ing cat, lan mbentuk lapisan lapisan sawise pembengkakan alkali, sing nambah volume partikel lateks, ngalangi gerakan Brownian partikel, lan nambah viskositas sistem cat. ; Kapindho, pembengkakan pengental nambah viskositas fase banyu.
(2) Pengaruh pengental marang sifat lapisan
Efek saka jinis pengental marang sifat reologi lapisan kasebut kaya ing ngisor iki:
Nalika jumlah pengental mundhak, viskositas statis cat uga mundhak sacara signifikan, lan tren owah-owahan viskositas pancen konsisten nalika kena gaya geser eksternal.
Kanthi efek pengental, viskositas cat mudhun kanthi cepet nalika kena gaya geser, sing nuduhake pseudoplastisitas.
Nggunakake pengental selulosa sing dimodifikasi sacara hidrofobik (kayata EBS451FQ), kanthi tingkat geser sing dhuwur, viskositas isih dhuwur sanajan jumlahe akeh.
Nggunakake pengental poliuretan asosiatif (kayata WT105A), kanthi tingkat geser sing dhuwur, viskositas isih dhuwur sanajan jumlahe akeh.
Nggunakake pengental akrilik (kayata ASE60), sanajan viskositas statis mundhak kanthi cepet nalika jumlahe akeh, viskositas mudhun kanthi cepet kanthi tingkat geser sing luwih dhuwur.
3. Pengental asosiatif
(1) mekanisme penebalan
Pengental akrilik selulosa eter lan alkali-swellable mung bisa ngentalake fase banyu, nanging ora duwe efek pengentalan ing komponen liyane ing cat berbasis banyu, lan uga ora bisa nyebabake interaksi sing signifikan antarane pigmen ing cat lan partikel emulsi, mula reologi cat ora bisa diatur.
Pengental asosiatif ditondoi amarga saliyane ngental liwat hidrasi, uga ngental liwat asosiasi antarane dhewe, karo partikel sing kasebar, lan karo komponen liyane ing sistem. Asosiasi iki misahake kanthi tingkat geser sing dhuwur lan gabung maneh kanthi tingkat geser sing endhek, saengga reologi lapisan bisa diatur.
Mekanisme pengentalan saka pengental asosiatif yaiku molekul kasebut minangka rantai hidrofilik linier, senyawa polimer kanthi gugus lipofilik ing loro-lorone, yaiku, duwe gugus hidrofilik lan hidrofobik ing strukture, saengga duwe ciri molekul surfaktan. Molekul pengental kasebut ora mung bisa hidrasi lan ngembang kanggo ngental fase banyu, nanging uga mbentuk misel nalika konsentrasi larutan banyu ngluwihi nilai tartamtu. Misel kasebut bisa digandhengake karo partikel polimer emulsi lan partikel pigmen sing wis nyerep dispersan kanggo mbentuk struktur jaringan telung dimensi, lan saling gegandhengan lan kusut kanggo nambah viskositas sistem.
Sing luwih penting yaiku asosiasi kasebut ana ing kahanan keseimbangan dinamis, lan misel sing ana gandhengane bisa nyetel posisine nalika kena pengaruh gaya eksternal, saengga lapisan kasebut nduweni sifat leveling. Kajaba iku, amarga molekul kasebut nduweni sawetara misel, struktur iki nyuda kecenderungan molekul banyu kanggo migrasi lan kanthi mangkono nambah viskositas fase banyu.
(2) Perané ing lapisan
Sebagéan gedhé pengental asosiatif awujud poliuretan, lan bobot molekul relatifé antara 103-104 urutan gedhene, rong urutan gedhene luwih murah tinimbang pengental asam poliakrilat biasa lan selulosa kanthi bobot molekul relatif antara 105-106. Amarga bobot molekul sing kurang, paningkatan volume efektif sawisé hidrasi luwih sithik, saéngga kurva viskositasé luwih rata tinimbang pengental non-asosiatif.
Amarga bobot molekul pengental asosiatif sing kurang, keterikatan antarmolekul ing fase banyu diwatesi, mula efek pengentalan ing fase banyu ora signifikan. Ing kisaran laju geser sing kurang, konversi asosiasi antarane molekul luwih saka karusakan asosiasi antarane molekul, kabeh sistem njaga kahanan suspensi lan dispersi sing ana, lan viskositas cedhak karo viskositas medium dispersi (banyu). Mulane, pengental asosiatif ndadekake sistem cat berbasis banyu nuduhake viskositas sing luwih murah nalika ana ing wilayah laju geser sing kurang.
Pengental asosiatif nambah energi potensial antarane molekul amarga asosiasi antarane partikel ing fase sing kasebar. Kanthi cara iki, luwih akeh energi sing dibutuhake kanggo ngilangi asosiasi antarane molekul kanthi laju geser sing dhuwur, lan gaya geser sing dibutuhake kanggo entuk regangan geser sing padha uga luwih gedhe, saengga sistem kasebut nuduhake laju geser sing luwih dhuwur ing laju geser sing dhuwur. Viskositas sing katon. Viskositas geser dhuwur sing luwih dhuwur lan viskositas geser endhek sing luwih murah mung bisa ngimbangi kekurangan pengental umum ing sifat reologi cat, yaiku, loro pengental kasebut bisa digunakake bebarengan kanggo nyetel fluiditas cat lateks. Kinerja variabel, kanggo nyukupi syarat komprehensif lapisan menyang film kandel lan aliran film lapisan.
Wektu kiriman: 28-Apr-2024