1. Përkufizimi dhe funksioni i trashësit
Aditivët që mund të rrisin ndjeshëm viskozitetin e bojrave me bazë uji quhen trashësues.
Trashësuesit luajnë një rol të rëndësishëm në prodhimin, ruajtjen dhe ndërtimin e veshjeve.
Funksioni kryesor i trashësit është rritja e viskozitetit të veshjes për të përmbushur kërkesat e fazave të ndryshme të përdorimit. Megjithatë, viskoziteti i kërkuar nga veshja në faza të ndryshme është i ndryshëm. P.sh.:
Gjatë procesit të ruajtjes, është e dëshirueshme që të ketë një viskozitet të lartë për të parandaluar vendosjen e pigmentit;
Gjatë procesit të ndërtimit, është e dëshirueshme që të ketë një viskozitet të moderuar për të siguruar që boja të ketë fërkim të mirë pa njollosje të tepërt të bojës;
Pas ndërtimit, shpresohet që viskoziteti të kthehet shpejt në një viskozitet të lartë pas një vonese të shkurtër kohore (procesi i nivelimit) për të parandaluar varjen.
Rrjedhshmëria e veshjeve të shpërndara në ujë nuk është Njutoniane.
Kur viskoziteti i bojës zvogëlohet me rritjen e forcës prerëse, ajo quhet lëng pseudoplastik, dhe pjesa më e madhe e bojës është një lëng pseudoplastik.
Kur sjellja e rrjedhjes së një lëngu pseudoplastik lidhet me historinë e tij, domethënë, varet nga koha, ai quhet lëng tiksotropik.
Kur prodhojmë veshje, shpesh përpiqemi me vetëdije t'i bëjmë veshjet tiksotropike, si p.sh. duke shtuar aditivë.
Kur tiksotropia e veshjes është e përshtatshme, ajo mund të zgjidhë kontradiktat e fazave të ndryshme të veshjes dhe të përmbushë nevojat teknike të viskozitetit të ndryshëm të veshjes në fazat e ruajtjes, nivelimit të ndërtimit dhe tharjes.
Disa trashësues mund ta pajisin bojën me tiksotropi të lartë, në mënyrë që ajo të ketë një viskozitet më të lartë në qetësi ose në një shkallë të ulët prerjeje (siç është magazinimi ose transporti), në mënyrë që të parandalohet vendosja e pigmentit në bojë. Dhe në shkallë të lartë prerjeje (siç është procesi i veshjes), ajo ka viskozitet të ulët, në mënyrë që veshja të ketë rrjedhshmëri dhe nivelim të mjaftueshëm.
Tiksotropia përfaqësohet nga indeksi tiksotropik TI dhe matet me viskozometrin Brookfield.
TI = viskoziteti (i matur në 6 r/min) / viskoziteti (i matur në 60 r/min)
2. Llojet e trashësuesve dhe efektet e tyre në vetitë e veshjes
(1) Llojet Për sa i përket përbërjes kimike, trashësuesit ndahen në dy kategori: organikë dhe inorganikë.
Llojet inorganike përfshijnë bentonitin, atapulgitin, silikatin e aluminit dhe magnezit, silikatin e litiumit dhe magnezit, etj., lloje organike si metilceluloza, hidroksietilceluloza, poliakrilati, polimetakrilati, acidi akrilik ose metil, homopolimeri ose kopolimeri akrilik dhe poliuretani etj.
Nga perspektiva e ndikimit në vetitë reologjike të veshjeve, trashësuesit ndahen në trashësues tiksotropikë dhe trashësues asociativë. Sa i përket kërkesave të performancës, sasia e trashësuesit duhet të jetë më e vogël dhe efekti i trashjes është i mirë; nuk është e lehtë të gërryhet nga enzimat; kur temperatura ose vlera e pH-it të sistemit ndryshon, viskoziteti i veshjes nuk do të ulet ndjeshëm, dhe pigmenti dhe mbushësi nuk do të flokulohen. ; Stabilitet i mirë në ruajtje; mbajtje e mirë e ujit, pa fenomen të dukshëm shkumëzimi dhe pa efekte negative në performancën e filmit të veshjes.
① Trashësues celuloze
Trashësuesit e celulozës të përdorur në veshje janë kryesisht metilceluloza, hidroksietilceluloza dhe hidroksipropilmetilceluloza, dhe dy të fundit përdoren më shpesh.
Hidroksietilceluloza është një produkt i përftuar duke zëvendësuar grupet hidroksil në njësitë e glukozës së celulozës natyrale me grupe hidroksietil. Specifikimet dhe modelet e produkteve dallohen kryesisht sipas shkallës së zëvendësimit dhe viskozitetit.
Varietetet e hidroksietilcelulozës ndahen gjithashtu në llojin e tretjes normale, llojin e shpërndarjes së shpejtë dhe llojin e stabilitetit biologjik. Sa i përket metodës së përdorimit, hidroksietilceluloza mund të shtohet në faza të ndryshme të procesit të prodhimit të veshjes. Lloji i shpërndarjes së shpejtë mund të shtohet direkt në formën e pluhurit të thatë. Megjithatë, vlera e pH-it të sistemit para shtimit duhet të jetë më pak se 7, kryesisht sepse hidroksietilceluloza tretet ngadalë në vlerë të ulët të pH-it, dhe ka kohë të mjaftueshme që uji të depërtojë në brendësi të grimcave, dhe më pas vlera e pH-it rritet në mënyrë që ajo të tretet shpejt. Hapat përkatës mund të përdoren gjithashtu për të përgatitur një përqendrim të caktuar të tretësirës së ngjitësit dhe për ta shtuar atë në sistemin e veshjes.
Hidroksipropil metilcelulozëështë një produkt i përftuar duke zëvendësuar grupin hidroksil në njësinë e glukozës së celulozës natyrale me një grup metoksi, ndërsa pjesa tjetër zëvendësohet nga një grup hidroksipropil. Efekti i tij i trashjes është në thelb i njëjtë me atë të hidroksietilcelulozës. Dhe është rezistent ndaj degradimit enzimatik, por tretshmëria e tij në ujë nuk është aq e mirë sa ajo e hidroksietilcelulozës, dhe ka disavantazhin e xhelatinizimit kur nxehet. Për hidroksipropil metilcelulozën e trajtuar në sipërfaqe, mund të shtohet direkt në ujë kur përdoret. Pas përzierjes dhe shpërndarjes, shtoni substanca alkaline si ujë amoniaku për të rregulluar vlerën e pH në 8-9, dhe përzieni derisa të tretet plotësisht. Për hidroksipropil metilcelulozën pa trajtim sipërfaqësor, mund të zhytet dhe të fryhet me ujë të nxehtë mbi 85°C para përdorimit, dhe pastaj të ftohet në temperaturën e dhomës, pastaj të përzihet me ujë të ftohtë ose ujë me akull për ta tretur plotësisht.
②Trashës inorganik
Ky lloj trashësi përbëhet kryesisht nga disa produkte argjile të aktivizuara, siç janë bentoniti, argjila silikate magnezi alumini etj. Karakterizohet nga fakti që, përveç efektit të trashësimit, ka edhe një efekt të mirë pezullimi, mund të parandalojë fundosjen dhe nuk ndikon në rezistencën ndaj ujit të veshjes. Pasi veshja të thahet dhe të formohet në një film, ajo vepron si mbushës në filmin e veshjes etj. Faktori i pafavorshëm është se do të ndikojë ndjeshëm në nivelimin e veshjes.
③ Trashësues polimer sintetik
Trashësuesit e polimerëve sintetikë përdoren kryesisht në akrilik dhe poliuretan (trashësues asociativë). Trashësuesit akrilikë janë kryesisht polimere akrilike që përmbajnë grupe karboksil. Në ujë me një vlerë pH prej 8-10, grupi karboksil shkëputet dhe fryhet; kur vlera e pH është më e madhe se 10, ai tretet në ujë dhe humbet efektin e trashjes, kështu që efekti i trashjes është shumë i ndjeshëm ndaj vlerës së pH.
Mekanizmi i trashjes së trashësit të akrilatit është se grimcat e tij mund të adsorbohen në sipërfaqen e grimcave të lateksit në bojë dhe të formojnë një shtresë veshjeje pas ënjtjes nga alkali, e cila rrit vëllimin e grimcave të lateksit, pengon lëvizjen Browniane të grimcave dhe rrit viskozitetin e sistemit të bojës. ; Së dyti, ënjtja e trashësit rrit viskozitetin e fazës ujore.
(2) Ndikimi i trashësit në vetitë e veshjes
Efekti i llojit të trashësit në vetitë reologjike të veshjes është si më poshtë:
Kur sasia e trashësit rritet, viskoziteti statik i bojës rritet ndjeshëm dhe tendenca e ndryshimit të viskozitetit është në thelb e qëndrueshme kur i nënshtrohet një force prerëse të jashtme.
Me efektin e trashësit, viskoziteti i bojës bie me shpejtësi kur i nënshtrohet forcës prerëse, duke treguar pseudoplasticitet.
Duke përdorur një trashës celuloze të modifikuar hidrofobikisht (siç është EBS451FQ), në shpejtësi të larta prerjeje, viskoziteti është ende i lartë kur sasia është e madhe.
Duke përdorur trashësues asociativë poliuretani (siç është WT105A), në shpejtësi të larta prerjeje, viskoziteti është ende i lartë kur sasia është e madhe.
Duke përdorur trashësues akrilikë (siç është ASE60), megjithëse viskoziteti statik rritet me shpejtësi kur sasia është e madhe, viskoziteti zvogëlohet me shpejtësi në një shpejtësi më të lartë të prerjes.
3. Trashësues asociativ
(1) mekanizmi i trashjes
Trashësuesit akrilikë me eter celuloze dhe të fryrë nga alkalet mund të trashin vetëm fazën ujore, por nuk kanë efekt trashjeje në përbërësit e tjerë të bojës me bazë uji, as nuk mund të shkaktojnë ndërveprim të rëndësishëm midis pigmenteve në bojë dhe grimcave të emulsionit, kështu që reologjia e bojës nuk mund të rregullohet.
Trashësuesit asociativë karakterizohen nga fakti që përveç trashjes nëpërmjet hidratimit, ata trashen edhe nëpërmjet shoqërimeve midis tyre, me grimca të shpërndara dhe me përbërës të tjerë në sistem. Ky shoqërim shkëputet në shpejtësi të larta prerjeje dhe rishoqërohet në shpejtësi të ulët prerjeje, duke lejuar që reologjia e veshjes të rregullohet.
Mekanizmi i trashjes së trashësit shoqërues është se molekula e tij është një zinxhir linear hidrofilik, një përbërje polimerike me grupe lipofile në të dy skajet, domethënë, ka grupe hidrofile dhe hidrofobike në strukturë, kështu që ka karakteristikat e molekulave surfaktante. Molekula të tilla trashësuese jo vetëm që mund të hidratohen dhe të fryhen për të trashur fazën e ujit, por gjithashtu formojnë micela kur përqendrimi i tretësirës së tij ujore tejkalon një vlerë të caktuar. Micelat mund të shoqërohen me grimcat polimerike të emulsionit dhe grimcat e pigmentit që kanë adsorbuar dispersantin për të formuar një strukturë rrjeti tre-dimensionale, dhe janë të ndërlidhura dhe të ngatërruara për të rritur viskozitetin e sistemit.
Më e rëndësishme është që këto shoqata janë në një gjendje ekuilibri dinamik dhe ato micela të shoqëruara mund të rregullojnë pozicionet e tyre kur i nënshtrohen forcave të jashtme, në mënyrë që veshja të ketë veti niveluese. Përveç kësaj, meqenëse molekula ka disa micela, kjo strukturë zvogëlon tendencën e molekulave të ujit për të migruar dhe kështu rrit viskozitetin e fazës ujore.
(2) Roli në veshje
Shumica e trashësve asociativë janë poliuretane, dhe peshat e tyre molekulare relative janë midis 103-104 urdhra madhësie, dy urdhra madhësie më të ulëta se trashësuesit e zakonshëm të acidit poliakrilik dhe celulozës me pesha molekulare relative midis 105-106. Për shkak të peshës së ulët molekulare, rritja efektive e vëllimit pas hidratimit është më e vogël, kështu që kurba e viskozitetit të saj është më e sheshtë se ajo e trashësve jo-asociativë.
Për shkak të peshës së ulët molekulare të trashësit asociativ, ngatërresa e tij ndërmolekulare në fazën ujore është e kufizuar, kështu që efekti i tij i trashjes në fazën ujore nuk është i rëndësishëm. Në diapazonin e shkallës së ulët të prerjes, shndërrimi i asociacionit midis molekulave është më i madh se shkatërrimi i asociacionit midis molekulave, i gjithë sistemi ruan një gjendje të natyrshme pezullimi dhe shpërndarjeje, dhe viskoziteti është afër viskozitetit të mjedisit të shpërndarjes (ujit). Prandaj, trashësi asociativ bën që sistemi i bojës me bazë uji të shfaqë viskozitet të dukshëm më të ulët kur është në rajonin e shkallës së ulët të prerjes.
Trashësuesit asociativë rrisin energjinë potenciale midis molekulave për shkak të lidhjes midis grimcave në fazën e shpërndarë. Në këtë mënyrë, nevojitet më shumë energji për të thyer lidhjen midis molekulave në shpejtësi të larta prerjeje, dhe forca e prerjes e kërkuar për të arritur të njëjtën tendosje prerjeje është gjithashtu më e madhe, në mënyrë që sistemi të shfaqë një shpejtësi më të lartë prerjeje në shpejtësi të larta prerjeje. Viskoziteti i dukshëm. Viskoziteti më i lartë i prerjes së lartë dhe viskoziteti më i ulët i prerjes së ulët mund të kompensojnë mungesën e trashësuesve të përbashkët në vetitë reologjike të bojës, domethënë, të dy trashësuesit mund të përdoren në kombinim për të rregulluar rrjedhshmërinë e bojës së lateksit. Performancë e ndryshueshme, për të përmbushur kërkesat gjithëpërfshirëse të veshjes në film të trashë dhe rrjedhës së filmit të veshjes.
Koha e postimit: 28 Prill 2024