წყალზე დაფუძნებული საღებავის გასქელების ტექნოლოგიის ყველაზე მოკლე გაკვეთილი

1. შესქელების განმარტება და ფუნქცია

დანამატებს, რომლებსაც შეუძლიათ მნიშვნელოვნად გაზარდონ წყლის დაფუძნებული საღებავების სიბლანტე, ეწოდება გასქელება.

გამსქელებლები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ საფარის წარმოებაში, შენახვასა და მშენებლობაში.

გასქელების ძირითადი ფუნქციაა საფარის სიბლანტის გაზრდა, რათა დააკმაყოფილოს გამოყენების სხვადასხვა ეტაპის მოთხოვნები. თუმცა, სიბლანტე, რომელსაც მოითხოვს საფარი სხვადასხვა ეტაპზე, განსხვავებულია. მაგ:

შენახვის პროცესში სასურველია ჰქონდეს მაღალი სიბლანტე, რათა თავიდან აიცილოს პიგმენტის დალექვა;

მშენებლობის პროცესში სასურველია ჰქონდეს ზომიერი სიბლანტე, რათა საღებავს ჰქონდეს კარგი დავარცხნა, ზედმეტი საღებავის გარეშე;

მშენებლობის შემდეგ, იმედოვნებენ, რომ სიბლანტე შეიძლება სწრაფად დაუბრუნდეს მაღალ სიბლანტეს ხანმოკლე დროში შეფერხების შემდეგ (დათანაბრების პროცესი), რათა თავიდან აიცილოს დაქვეითება.

წყალგამყოფი საფარის სითხე არ არის ნიუტონური.

როდესაც საღებავის სიბლანტე მცირდება ათვლის ძალის მატებასთან ერთად, მას უწოდებენ ფსევდოპლასტიკური სითხეს, ხოლო საღებავის უმეტესი ნაწილი ფსევდოპლასტიკური სითხეა.

როდესაც ფსევდოპლასტიკური სითხის ნაკადის ქცევა დაკავშირებულია მის ისტორიასთან, ანუ დროზეა დამოკიდებული, მას თიქსოტროპული სითხე ეწოდება.

საფარების წარმოებისას, ჩვენ ხშირად შეგნებულად ვცდილობთ, რომ საფარები გავხადოთ თიქსოტროპული, როგორიცაა დანამატების დამატება.

როდესაც საფარის თიქსოტროპია შესაბამისია, მას შეუძლია გადაჭრას საფარის სხვადასხვა სტადიის წინააღმდეგობები და დააკმაყოფილოს საფარის სხვადასხვა სიბლანტის ტექნიკური საჭიროებები შენახვის, მშენებლობის გასწორებისა და გაშრობის ეტაპებზე.

ზოგიერთ გასქელებას შეუძლია საღებავს ანიჭებს მაღალი თიქსოტროპიით, ისე, რომ მას ჰქონდეს უფრო მაღალი სიბლანტე მოსვენების დროს ან დაქვეითების დაბალი სიჩქარით (როგორიცაა შენახვა ან ტრანსპორტირება), რათა თავიდან აიცილოს საღებავში არსებული პიგმენტი. და მაღალი ათვლის სიჩქარის პირობებში (როგორიცაა დაფარვის პროცესი), მას აქვს დაბალი სიბლანტე, ასე რომ საფარს აქვს საკმარისი ნაკადი და გასწორება.

თიქსოტროპია წარმოდგენილია თიქსოტროპული ინდექსით TI და იზომება ბრუკფილდის ვიზომეტრით.

TI=სიბლანტე (იზომება 6r/წთ)/სიბლანტე (გაზომილი 60r/წთ)

2. გასქელებათა სახეები და მათი გავლენა საფარის თვისებებზე

(1) ტიპები ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით, გასქელება იყოფა ორ კატეგორიად: ორგანულ და არაორგანულ.

არაორგანული ტიპები მოიცავს ბენტონიტს, ატაპულგიტს, ალუმინის მაგნიუმის სილიკატს, ლითიუმის მაგნიუმის სილიკატს და ა.

საფარის რეოლოგიურ თვისებებზე გავლენის პერსპექტივიდან გასქელება იყოფა თიქსოტროპულ და ასოციაციურ გასქელებად. შესრულების მოთხოვნების მიხედვით, შემასქელებელი უნდა იყოს ნაკლები და გასქელების ეფექტი კარგია; ადვილი არ არის ფერმენტების მიერ ეროზირება; როდესაც სისტემის ტემპერატურა ან pH მნიშვნელობა იცვლება, საფარის სიბლანტე მნიშვნელოვნად არ შემცირდება, ხოლო პიგმენტი და შემავსებელი არ დაილექება. ; შენახვის კარგი სტაბილურობა; კარგი წყლის შეკავება, აშკარა ქაფის წარმოქმნის ფენომენი და არ არის უარყოფითი ზეგავლენა საფარის ფირის მუშაობაზე.

①ცელულოზის შესქელება

საფარებში გამოყენებული ცელულოზის გასქელება ძირითადად არის მეთილცელულოზა, ჰიდროქსიეთილცელულოზა და ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზა, ხოლო ეს უკანასკნელი უფრო ხშირად გამოიყენება.

ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა არის პროდუქტი, რომელიც მიიღება ბუნებრივი ცელულოზის გლუკოზის ერთეულებზე ჰიდროქსილის ჯგუფების ჰიდროქსიეთილის ჯგუფებით ჩანაცვლებით. პროდუქციის სპეციფიკაციები და მოდელები ძირითადად გამოირჩევა ჩანაცვლების ხარისხისა და სიბლანტის მიხედვით.

ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის ჯიშები ასევე იყოფა ნორმალური დაშლის ტიპად, სწრაფი დისპერსიის ტიპად და ბიოლოგიური სტაბილურობის ტიპებად. რაც შეეხება გამოყენების მეთოდს, ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა შეიძლება დაემატოს საფარის წარმოების პროცესში სხვადასხვა ეტაპზე. სწრაფი დისპერსიული ტიპი შეიძლება დაემატოს პირდაპირ მშრალი ფხვნილის სახით. თუმცა, სისტემის pH მნიშვნელობა დამატებამდე უნდა იყოს 7-ზე ნაკლები, ძირითადად იმიტომ, რომ ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა ნელა იხსნება დაბალ pH-ზე და საკმარისი დროა წყლის შესაღწევად ნაწილაკების შიგნით, შემდეგ კი pH-ის მნიშვნელობა იზრდება, რათა ის სწრაფად იშლება. შესაბამისი საფეხურები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას წებოს ხსნარის გარკვეული კონცენტრაციის მოსამზადებლად და დაფარვის სისტემაში დასამატებლად.

ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზაარის პროდუქტი, რომელიც მიიღება ბუნებრივი ცელულოზის გლუკოზის ერთეულზე ჰიდროქსილის ჯგუფის მეთოქსი ჯგუფით ჩანაცვლებით, ხოლო მეორე ნაწილი ჩანაცვლებულია ჰიდროქსიპროპილის ჯგუფით. მისი გასქელების ეფექტი ძირითადად იგივეა, რაც ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას. და ის მდგრადია ფერმენტული დეგრადაციის მიმართ, მაგრამ მისი წყალში ხსნადობა არ არის ისეთი კარგი, როგორც ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას და მას აქვს მინუსი, რომ გელდება გაცხელებისას. ზედაპირულად დამუშავებული ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზასთვის, მისი გამოყენება შესაძლებელია პირდაპირ წყალში დამატება. მორევისა და დაშლის შემდეგ, დაამატეთ ტუტე ნივთიერებები, როგორიცაა ამიაკის წყალი, რათა დაარეგულიროთ pH 8-9-მდე და ურიეთ სანამ სრულად არ დაიშლება. ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზას ზედაპირული დამუშავების გარეშე, გამოყენებამდე შესაძლებელია მისი გაჟღენთვა და შეშუპება ცხელი წყლით 85°C-ზე ზემოთ, შემდეგ გაცივება ოთახის ტემპერატურამდე, შემდეგ შერევა ცივი წყლით ან ყინულის წყლით, რათა სრულად დაითხოვოს.

②არაორგანული გასქელება

ამ სახის გასქელება ძირითადად არის გააქტიურებული თიხის პროდუქტები, როგორიცაა ბენტონიტი, მაგნიუმის ალუმინის სილიკატური თიხა და ა.შ. დამახასიათებელია იმით, რომ გასქელებასთან ერთად, მას ასევე აქვს კარგი შეჩერების ეფექტი, შეუძლია თავიდან აიცილოს ჩაძირვა და არ იმოქმედებს საფარის წყალგამძლეობაზე. მას შემდეგ, რაც საფარი გაშრება და იქმნება ფილმად, იგი მოქმედებს როგორც შემავსებელი საფარის ფილმში და ა.შ. არახელსაყრელი ფაქტორია ის, რომ მნიშვნელოვნად იმოქმედებს საფარის გასწორებაზე.

③ სინთეტიკური პოლიმერული გასქელება

სინთეზური პოლიმერული გასქელება ძირითადად გამოიყენება აკრილის და პოლიურეთანის (ასოციაციური გასქელება). აკრილის გასქელება ძირითადად არის აკრილის პოლიმერები, რომლებიც შეიცავს კარბოქსილის ჯგუფებს. 8-10 pH მნიშვნელობის წყალში კარბოქსილის ჯგუფი იშლება და შეშუპებულია; როდესაც pH მნიშვნელობა 10-ზე მეტია, ის იხსნება წყალში და კარგავს გასქელებას, ამიტომ გასქელების ეფექტი ძალიან მგრძნობიარეა pH-ის მნიშვნელობის მიმართ.

აკრილატის შემასქელებელი მექანიზმი არის ის, რომ მისი ნაწილაკები შეიძლება შეიწოვება ლატექსის ნაწილაკების ზედაპირზე საღებავში და ქმნიან საფარის ფენას ტუტე შეშუპების შემდეგ, რაც ზრდის ლატექსის ნაწილაკების მოცულობას, აფერხებს ნაწილაკების ბრაუნის მოძრაობას და ზრდის საღებავის სისტემის სიბლანტეს. ; მეორეც, გასქელების შეშუპება ზრდის წყლის ფაზის სიბლანტეს.

(2) გასქელების გავლენა საფარის თვისებებზე

გასქელების ტიპის გავლენა საფარის რეოლოგიურ თვისებებზე შემდეგია:

როდესაც გასქელების რაოდენობა იზრდება, საღებავის სტატიკური სიბლანტე მნიშვნელოვნად იზრდება და სიბლანტის ცვლილების ტენდენცია ძირითადად თანმიმდევრულია, როდესაც ექვემდებარება გარე ათვლის ძალას.

გასქელების ეფექტით, საღებავის სიბლანტე სწრაფად ეცემა, როდესაც მას ექვემდებარება ათვლის ძალა, რაც აჩვენებს ფსევდოპლასტიურობას.

ჰიდროფობიურად მოდიფიცირებული ცელულოზის გამამკვრივებლის (როგორიცაა EBS451FQ) გამოყენებით, მაღალი ათვლის სიჩქარით, სიბლანტე კვლავ მაღალია, როდესაც რაოდენობა დიდია.

ასოციაციური პოლიურეთანის გასქელების გამოყენებით (როგორიცაა WT105A), მაღალი ათვლის სიჩქარით, სიბლანტე კვლავ მაღალია, როდესაც რაოდენობა დიდია.

აკრილის გასქელების გამოყენებით (როგორიცაა ASE60), თუმცა სტატიკური სიბლანტე სწრაფად იზრდება, როდესაც რაოდენობა დიდია, სიბლანტე სწრაფად მცირდება უფრო მაღალი ათვლის სიჩქარით.

3. ასოციაციური შესქელება

(1) გასქელების მექანიზმი

ცელულოზის ეთერს და ტუტე აკრილის გასქელებას შეუძლია მხოლოდ წყლის ფაზის გასქელება, მაგრამ არ აქვს გასქელება წყლის დაფუძნებული საღებავის სხვა კომპონენტებზე და არც შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი ურთიერთქმედება საღებავის პიგმენტებსა და ემულსიის ნაწილაკებს შორის, ამიტომ საღებავის რევოლოგია ვერ რეგულირდება.

ასოციაციური გასქელება ხასიათდება იმით, რომ გარდა გასქელება ჰიდრატაციით, ისინი ასევე სქელდებიან ერთმანეთთან ასოციაციებით, გაფანტულ ნაწილაკებთან და სისტემაში სხვა კომპონენტებთან. ეს ასოციაცია იშლება მაღალი ათვლის სიჩქარით და ხელახლა ასოცირდება ათვლის დაბალი სიჩქარით, რაც საშუალებას იძლევა დარეგულირდეს საფარის რევოლოგია.

ასოციაციური გასქელების მექანიზმი არის ის, რომ მისი მოლეკულა არის ხაზოვანი ჰიდროფილური ჯაჭვი, პოლიმერული ნაერთი, რომელსაც აქვს ლიპოფილური ჯგუფები ორივე ბოლოში, ანუ მას აქვს სტრუქტურაში ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ჯგუფები, ამიტომ მას აქვს სურფაქტანტის მოლეკულების მახასიათებლები. ბუნება. ასეთ შემასქელებელ მოლეკულებს შეუძლიათ არა მხოლოდ ჰიდრატაცია და შეშუპება წყლის ფაზის გასქელებამდე, არამედ ქმნიან მიცელებს, როდესაც მისი წყალხსნარის კონცენტრაცია აღემატება გარკვეულ მნიშვნელობას. მიცელებს შეუძლიათ დაუკავშირდნენ ემულსიის პოლიმერულ ნაწილაკებს და პიგმენტურ ნაწილაკებს, რომლებიც ადსორბირებენ დისპერსანტს სამგანზომილებიანი ქსელის სტრუქტურის შესაქმნელად და ერთმანეთთან დაკავშირებული და ჩახლართულია სისტემის სიბლანტის გაზრდის მიზნით.

რაც უფრო მნიშვნელოვანია ის არის, რომ ეს ასოციაციები დინამიურ წონასწორობაშია და ამ დაკავშირებულ მიცელებს შეუძლიათ შეცვალონ თავიანთი პოზიციები, როდესაც ექვემდებარებიან გარე ძალებს, ისე, რომ საფარს ჰქონდეს ნიველირებადი თვისებები. გარდა ამისა, ვინაიდან მოლეკულას აქვს რამდენიმე მიცელი, ეს სტრუქტურა ამცირებს წყლის მოლეკულების მიგრაციის ტენდენციას და ამით ზრდის წყლის ფაზის სიბლანტეს.

(2) როლი საიზოლაციო

ასოციაციური გასქელებათა უმეტესობა არის პოლიურეთანი და მათი ფარდობითი მოლეკულური წონა არის 103-104 რიგის სიდიდის შორის, სიდიდის ორი რიგით დაბალი ვიდრე ჩვეულებრივი პოლიაკრილის მჟავა და ცელულოზის შემასქელებლები შედარებითი მოლეკულური წონით 105-106 შორის. დაბალი მოლეკულური წონის გამო, ეფექტური მოცულობის ზრდა ჰიდრატაციის შემდეგ ნაკლებია, ამიტომ მისი სიბლანტის მრუდი უფრო ბრტყელია, ვიდრე არაასოციაციური გასქელება.

ასოციაციური შემასქელებლის დაბალი მოლეკულური წონის გამო, წყლის ფაზაში მისი ინტერმოლეკულური ჩახლართულობა შეზღუდულია, ამიტომ წყლის ფაზაზე მისი გასქელების ეფექტი არ არის მნიშვნელოვანი. დაბალი ათვლის სიჩქარის დიაპაზონში, ასოციაციის გარდაქმნა მოლეკულებს შორის უფრო მეტია, ვიდრე ასოციაციის განადგურება მოლეკულებს შორის, მთელი სისტემა ინარჩუნებს თანდაყოლილ სუსპენზიის და დისპერსიის მდგომარეობას, ხოლო სიბლანტე ახლოს არის დისპერსიული საშუალების (წყლის) სიბლანტესთან. აქედან გამომდინარე, ასოციაციური გასქელება ხდის წყალზე დაფუძნებულ საღებავების სისტემას უფრო დაბალ აშკარა სიბლანტეს, როდესაც ის იმყოფება დაბალი ათვლის სიჩქარის რეგიონში.

ასოციაციური გასქელება ზრდის პოტენციურ ენერგიას მოლეკულებს შორის ნაწილაკებს შორის დისპერსიულ ფაზაში კავშირის გამო. ამ გზით, მეტი ენერგიაა საჭირო მოლეკულებს შორის კავშირის გასაწყვეტად მაღალი ათვლის სიჩქარით, და ათვლის ძალა, რომელიც საჭიროა იგივე ათვლის დაძაბვის მისაღწევად, ასევე უფრო დიდია, ასე რომ, სისტემა ავლენს ათვლის მაღალ სიჩქარეს მაღალი ათვლის სიჩქარით. აშკარა სიბლანტე. უფრო მაღალი მაღალი ათვლის სიბლანტე და დაბალი დაბალი ათვლის სიბლანტე შეიძლება უბრალოდ შეავსოს საღებავის რეოლოგიურ თვისებებში საერთო გასქელება, ანუ ორი გასქელება შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომბინაციაში ლატექსის საღებავის სითხის დასარეგულირებლად. ცვლადი შესრულება, სქელი ფილმისა და საფარის ფირის ნაკადის დაფარვის ყოვლისმომცველი მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.