A massa de vidraceiro em pó é composta principalmente de substâncias formadoras de película (materiais de ligação), cargas, agentes retentores de água, espessantes, antiespumantes, etc. As principais matérias-primas químicas orgânicas na massa de vidraceiro em pó incluem: celulose, amido pré-gelatinizado, éter de amido, álcool polivinílico, látex em pó dispersível, etc. O desempenho e a utilização de diversas matérias-primas químicas são analisados individualmente a seguir.
1: Definição e diferença entre fibra, celulose e éter de celulose
Fibra (em inglês: Fiber) refere-se a uma substância composta por filamentos contínuos ou descontínuos. Exemplos incluem fibra vegetal, pelo animal, fibra de seda, fibra sintética, etc.
A celulose é um polissacarídeo macromolecular composto de glicose e é o principal componente estrutural das paredes celulares das plantas. À temperatura ambiente, a celulose não é solúvel em água nem em solventes orgânicos comuns. O teor de celulose do algodão é próximo de 100%, tornando-o a fonte natural mais pura de celulose. Na madeira em geral, a celulose representa de 40 a 50%, e há de 10 a 30% de hemicelulose e de 20 a 30% de lignina. A diferença entre celulose (à direita) e amido (à esquerda):
De modo geral, tanto o amido quanto a celulose são polissacarídeos macromoleculares, cuja fórmula molecular pode ser expressa como (C6H10O5)n. O peso molecular da celulose é maior que o do amido, e a celulose pode ser decomposta para produzir amido. A celulose é composta por ligações glicosídicas β-1,4 e D-glicose, enquanto o amido é formado por ligações glicosídicas α-1,4. A celulose geralmente não é ramificada, mas o amido é ramificado por ligações glicosídicas α-1,6. A celulose é pouco solúvel em água, enquanto o amido é solúvel em água quente. A celulose é insensível à amilase e não adquire coloração azul quando exposta ao iodo.
O nome em inglês para éter de celulose é cellulose ether, um composto polimérico com estrutura de éter feito de celulose. É o produto da reação química da celulose (vegetal) com um agente eterificante. De acordo com a classificação da estrutura química do substituinte após a eterificação, pode ser dividido em éteres aniônicos, catiônicos e não iônicos. Dependendo do agente eterificante utilizado, existem metilcelulose, hidroxietilmetilcelulose, carboximetilcelulose, etilcelulose, benzilcelulose, hidroxietilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose, cianoetilcelulose, benzilcianoetilcelulose, carboximetilhidroxietilcelulose e fenilcelulose, etc. Na indústria da construção, o éter de celulose também é chamado de celulose, um nome irregular, sendo o termo correto celulose (ou éter). Mecanismo de espessamento do éter de celulose: O éter de celulose é um espessante não iônico que se torna mais espesso principalmente por hidratação e entrelaçamento entre as moléculas. A cadeia polimérica do éter de celulose forma facilmente ligações de hidrogênio com a água, e essas ligações conferem ao polímero alta hidratação e entrelaçamento intermolecular.
Quando o espessante de éter de celulose é adicionado à tinta látex, ele absorve uma grande quantidade de água, expandindo consideravelmente seu volume e reduzindo o espaço livre para pigmentos, cargas e partículas de látex. Ao mesmo tempo, as cadeias moleculares do éter de celulose se entrelaçam, formando uma estrutura de rede tridimensional, na qual as cargas e partículas de látex ficam aprisionadas e não conseguem fluir livremente. Com esses dois efeitos, a viscosidade do sistema melhora, atingindo o efeito espessante desejado.
Celulose comum (éter): De modo geral, a celulose comercializada refere-se principalmente à hidroxipropilmetilcelulose e à hidroxietilmetilcelulose, utilizadas em tintas e tintas látex, enquanto a hidroxipropilmetilcelulose é utilizada em argamassas, massas e outros produtos. A carboximetilcelulose é utilizada em massas em pó comuns para paredes internas. A carboximetilcelulose, também conhecida como carboximetilcelulose sódica (CMC), é um pó floculento branco, atóxico e inodoro, com desempenho estável e facilmente solúvel em água. É um líquido viscoso transparente alcalino ou alcalino, solúvel em outras colas e resinas solúveis em água, e insolúvel em solventes orgânicos como o etanol. A carboximetilcelulose (CMC) pode ser usada como aglutinante, espessante, agente de suspensão, emulsificante, dispersante, estabilizante, agente de colagem, etc. Entre os éteres de celulose, a CMC é o produto com maior produção, a mais ampla gama de usos e o mais conveniente de se utilizar, sendo comumente conhecida como "glutamato monossódico industrial". A carboximetilcelulose possui funções de aglutinação, espessamento, fortalecimento, emulsificação, retenção de água e suspensão. 1. Aplicação da carboximetilcelulose sódica na indústria alimentícia: a carboximetilcelulose sódica não é apenas um bom estabilizante de emulsão e espessante em aplicações alimentícias, mas também possui excelente estabilidade ao congelamento e derretimento, podendo melhorar o sabor do produto e prolongar o tempo de armazenamento. 2. Uso da carboximetilcelulose sódica na indústria farmacêutica: pode ser usada como estabilizante de emulsão para injetáveis, aglutinante e agente formador de filme para comprimidos na indústria farmacêutica. 3. A CMC pode ser usada como agente antissedimentação, emulsificante, dispersante, nivelador e adesivo para revestimentos. Ela distribui uniformemente o conteúdo sólido do revestimento no solvente, evitando o descolamento por um longo período. Também é amplamente utilizada em tintas. 4. A carboximetilcelulose sódica pode ser usada como floculante, agente quelante, emulsificante, espessante, agente de retenção de água, agente de colagem, material formador de filme, etc. Também é amplamente utilizada nas indústrias eletrônica, de pesticidas, couro, plásticos, impressão, cerâmica, produtos químicos de uso diário e outras. Devido ao seu excelente desempenho e ampla gama de aplicações, novos campos de aplicação estão em constante desenvolvimento, e a perspectiva de mercado é extremamente ampla. Exemplos de aplicação: Fórmula de massa corrida em pó para paredes externas Fórmula de massa corrida em pó para paredes internas 1 Pó de Shuangfei: 600-650kg 1 Pó de Shuangfei: 1000kg 2 Cimento branco: 400-350kg 2 Amido pré-gelatinizado: 5-6kg 3 Amido pré-gelatinizado: 5-6kg 3 CMC: 10-15kg ou HPMC 2,5-3kg 4 CMC: 10-15kg ou HPMC 2,5-3kg Massa corrida com adição de carboximetilcelulose (CMC) e amido pré-gelatinizado: ① Possui boa capacidade de espessamento rápido; boa aderência e certa retenção de água; ② Melhora a capacidade antiderrapante (escorrimento) do material, melhora o desempenho de operação e torna o trabalho mais suave; prolonga o tempo de secagem do material. ③ Após a secagem, a superfície fica lisa, não solta pó, possui boas propriedades de formação de película e não risca. ④ Mais importante ainda, a dosagem é pequena, e uma dosagem muito baixa pode alcançar um alto efeito; ao mesmo tempo, o custo de produção é reduzido em cerca de 10 a 20%. Na indústria da construção civil, a CMC é utilizada na produção de pré-formas de concreto, que podem reduzir a perda de água e atuar como retardador. Mesmo em construções de grande escala, ela também pode melhorar a resistência do concreto e facilitar o desprendimento das pré-formas da membrana. Outra finalidade principal é raspar a massa corrida e aplicar massa corrida em pó ou pasta, o que pode economizar muitos materiais de construção e melhorar a camada protetora e o brilho da parede. Hidroxietilmetilcelulose, também conhecida como (HEC): fórmula química:
1. Introdução à hidroxietilcelulose: A hidroxietilcelulose (HEC) é um éter de celulose não iônico produzido a partir da celulose, um polímero natural, por meio de uma série de processos químicos. É um pó ou grânulo branco, inodoro, insípido e atóxico, que se dissolve em água fria formando uma solução viscosa transparente, cuja dissolução não é afetada pelo pH. Possui propriedades espessantes, aglutinantes, dispersantes, emulsificantes, formadoras de filme, suspensoras, adsorventes, tensoativas, de retenção de umidade e resistentes a sais.
2. Indicadores técnicos Padrão do projeto Aparência Pó branco ou amarelado Substituição molar (MS) 1,8-2,8 Matéria insolúvel em água (%) ≤ 0,5 Perda por secagem (WT%) ≤ 5,0 Resíduo por ignição (WT%) ≤ 5,0 Valor de pH 6,0-8,5 Viscosidade (mPa.s) Solução aquosa a 2%, 30000, 60000 e 100000 a 20°C Três, as vantagens da hidroxietilcelulose Alto efeito espessante
● A hidroxietilcelulose proporciona excelentes propriedades de revestimento para tintas látex, especialmente para tintas com alto teor de PVA. Não ocorre floculação quando a tinta é aplicada em camadas espessas.
● A hidroxietilcelulose possui maior efeito espessante. Ela pode reduzir a dosagem, melhorar a economia da fórmula e aumentar a resistência à abrasão do revestimento.
Excelentes propriedades reológicas
● A solução aquosa de hidroxietilcelulose é um sistema não-newtoniano, e a propriedade dessa solução é chamada de tixotropia.
● No estado estático, após a completa dissolução do produto, o sistema de revestimento mantém o melhor estado de espessamento e abertura.
● Durante o processo de vazamento, o sistema mantém uma viscosidade moderada, garantindo excelente fluidez ao produto e evitando respingos.
● Quando aplicado com pincel e rolo, o produto espalha-se facilmente sobre o substrato. É prático para a construção. Ao mesmo tempo, possui boa resistência a respingos.
● Por fim, após a conclusão do revestimento, a viscosidade do sistema se recupera imediatamente e o revestimento escorre imediatamente.
Dispersibilidade e solubilidade
● A hidroxietilcelulose é tratada com dissolução retardada, o que pode prevenir eficazmente a aglomeração quando o pó seco é adicionado. Após garantir que o pó de HEC esteja bem disperso, inicie a hidratação.
● A hidroxietilcelulose, com tratamento de superfície adequado, pode ajustar bem a taxa de dissolução e a taxa de aumento da viscosidade do produto.
estabilidade de armazenamento
● A hidroxietilcelulose possui boas propriedades antifúngicas e proporciona tempo suficiente de armazenamento da tinta. Impede eficazmente a sedimentação de pigmentos e cargas. 4. Modo de usar: (1) Adicionar diretamente durante a produção: Este método é o mais simples e rápido. Os passos são os seguintes: 1. Adicione água pura em um balde grande equipado com um agitador de alta velocidade. 2. Comece a agitar continuamente em baixa velocidade e peneire lentamente a hidroxietilcelulose na solução de maneira uniforme. 3. Continue agitando até que todas as partículas estejam imersas. 4. Em seguida, adicione o agente antifúngico e vários aditivos, como pigmentos, dispersantes, amônia, etc. 5. Agite até que toda a hidroxietilcelulose esteja completamente dissolvida (a viscosidade da solução aumenta significativamente) antes de adicionar os outros componentes da fórmula para a reação. (2) Preparar a solução-mãe para uso: Este método consiste em preparar primeiro uma solução-mãe com uma concentração mais alta e, em seguida, adicioná-la ao produto. A vantagem deste método é a sua maior flexibilidade, permitindo a adição direta ao produto final, embora seja necessário armazená-lo adequadamente. As etapas são semelhantes às etapas (1–4) do método (1): a diferença reside na dispensa de um agitador de alta cisalhamento, bastando um agitador com potência suficiente para manter a hidroxietilcelulose uniformemente dispersa na solução, mantendo a agitação até a completa dissolução em uma solução viscosa. Deve-se observar que o agente antifúngico deve ser adicionado à solução-mãe o mais breve possível. V. Aplicação 1. Utilizado em tinta látex à base de água: A HEC, como coloide protetor, pode ser utilizada na polimerização em emulsão de acetato de vinila para melhorar a estabilidade do sistema de polimerização em uma ampla faixa de valores de pH. Na fabricação de produtos acabados, aditivos como pigmentos e cargas são utilizados para dispersão uniforme, estabilização e efeito espessante. Também pode ser utilizada como dispersante para polímeros em suspensão, como estireno, acrilato e propileno. Em tinta látex, pode melhorar significativamente o desempenho de espessamento e nivelamento. 2. Na perfuração de petróleo: o HEC é usado como espessante em diversas lamas necessárias para perfuração, fixação de poços, cimentação e fraturamento hidráulico, proporcionando boa fluidez e estabilidade à lama. Isso melhora a capacidade de transporte da lama durante a perfuração e impede a entrada de grandes quantidades de água na camada de petróleo, estabilizando a capacidade de produção. 3. Na construção civil e em materiais de construção: devido à sua alta capacidade de retenção de água, o HEC é um espessante e aglutinante eficaz para pastas de cimento e argamassas. Pode ser misturado à argamassa para melhorar a fluidez e o desempenho da construção, além de prolongar o tempo de evaporação da água, aumentar a resistência inicial do concreto e evitar fissuras. Em rebocos, argamassas e massas de gesso, o HEC melhora significativamente a retenção de água e a aderência. 4. Em pastas de dente: devido à sua alta resistência a sais e ácidos, o HEC garante a estabilidade da pasta de dente. Além disso, a pasta de dente não seca facilmente devido à sua forte capacidade de retenção de água e emulsificação. 5. Quando usado em tintas à base de água, o HEC pode fazer com que a tinta seque rapidamente e seja impermeável. Além disso, o HEC também é amplamente utilizado na impressão e tingimento têxtil, fabricação de papel, produtos químicos de uso diário, entre outros. 6. Precauções para o uso do HEC: a. Higroscopicidade: Todos os tipos de hidroxietilcelulose (HEC) são higroscópicos. O teor de água geralmente é inferior a 5% ao sair da fábrica, mas devido a diferentes ambientes de transporte e armazenamento, o teor de água pode ser maior. Ao utilizá-lo, meça o teor de água e deduza o peso da água no cálculo. Não exponha o produto à atmosfera. b. Pó explosivo: se todos os pós orgânicos e o pó de hidroxietilcelulose estiverem no ar em uma determinada proporção, eles também explodirão ao entrar em contato com uma chama. Deve-se evitar ao máximo a dispersão do pó na atmosfera. 7. Especificações da embalagem: O produto é acondicionado em saco composto de papel e plástico, revestido com saco interno de polietileno, com peso líquido de 25 kg. Armazene em local ventilado e seco, dentro de casa, e evite a umidade. Proteja da chuva e do sol durante o transporte. Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC): A hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é um pó branco, inodoro, insípido e atóxico. Existem dois tipos: instantâneo e não instantâneo. O instantâneo se dispersa rapidamente em contato com água fria, desaparecendo na água. Nesse momento, o líquido não apresenta viscosidade. Após cerca de 2 minutos, a viscosidade do líquido aumenta, formando um coloide viscoso transparente. O tipo não instantâneo só pode ser usado em produtos em pó, como massa corrida e argamassa. Não deve ser usado em colas e tintas líquidas, pois pode causar grumos.
Data da publicação: 26/12/2022