Το παχυντικό, γνωστό και ως πηκτωματοποιητής, ονομάζεται επίσης πάστα ή κόλλα τροφίμων όταν χρησιμοποιείται σε τρόφιμα. Η κύρια λειτουργία του είναι να αυξάνει το ιξώδες του συστήματος υλικού, να διατηρεί το σύστημα υλικού σε ομοιόμορφη και σταθερή κατάσταση αιώρησης ή γαλακτωματοποιημένη κατάσταση ή να σχηματίζει ένα πήκτωμα. Τα παχυντικά μπορούν να αυξήσουν γρήγορα το ιξώδες του προϊόντος όταν χρησιμοποιούνται. Ο μεγαλύτερος μηχανισμός δράσης των παχυντών είναι η χρήση επέκτασης της δομής της μακρομοριακής αλυσίδας για την επίτευξη στόχων πάχυνσης ή ο σχηματισμός μικκυλίων και νερού για να σχηματιστεί μια τρισδιάστατη δομή δικτύου για πάχυνση. Έχει τα χαρακτηριστικά της μικρότερης δόσης, της γρήγορης γήρανσης και της καλής σταθερότητας και χρησιμοποιείται ευρέως σε τρόφιμα, επικαλύψεις, κόλλες, καλλυντικά, απορρυπαντικά, εκτύπωση και βαφή, εξερεύνηση λαδιού, καουτσούκ, ιατρική και άλλους τομείς. Το παλαιότερο πυκνωτικό ήταν το υδατοδιαλυτό φυσικό καουτσούκ, αλλά η εφαρμογή του ήταν περιορισμένη λόγω της υψηλής τιμής του λόγω της μεγάλης δοσολογίας και της χαμηλής απόδοσης. Το παχυντικό δεύτερης γενιάς ονομάζεται επίσης πυκνωτικό γαλακτωματοποίησης, ειδικά μετά την εμφάνιση του παχυντή γαλακτωματοποίησης λαδιού-νερού, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε ορισμένους βιομηχανικούς τομείς. Ωστόσο, τα γαλακτωματοποιητικά παχυντικά πρέπει να χρησιμοποιούν μεγάλη ποσότητα κηροζίνης, η οποία όχι μόνο μολύνει το περιβάλλον, αλλά δημιουργεί και κινδύνους για την ασφάλεια κατά την παραγωγή και την εφαρμογή. Με βάση αυτά τα προβλήματα, έχουν βγει συνθετικά παχυντικά, ειδικά η παρασκευή και εφαρμογή συνθετικών παχυντών που σχηματίζονται με συμπολυμερισμό υδατοδιαλυτών μονομερών όπως το ακρυλικό οξύ και μια κατάλληλη ποσότητα μονομερών διασταυρούμενης σύνδεσης έχει αναπτυχθεί γρήγορα.
Τύποι παχυντών και μηχανισμός πήξης
Υπάρχουν πολλοί τύποι παχυντών, οι οποίοι μπορούν να χωριστούν σε ανόργανα και οργανικά πολυμερή και τα οργανικά πολυμερή μπορούν να χωριστούν σε φυσικά πολυμερή και συνθετικά πολυμερή.
Τα περισσότερα από τα φυσικά πυκνωτικά πολυμερών είναι πολυσακχαρίτες, οι οποίοι έχουν μακρά ιστορία χρήσης και πολλές ποικιλίες, όπως αιθέρας κυτταρίνης, αραβικό κόμμι, κόμμι χαρουπιού, κόμμι γκουάρ, κόμμι ξανθάνης, χιτοζάνη, αλγινικό οξύ Νατρίου και άμυλο και τα μετουσιωμένα προϊόντα του κ. Η καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου (CMC), η αιθυλοκυτταρίνη (EC), η υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC), η υδροξυπροπυλοκυτταρίνη (HPC), η μεθυλυδροξυαιθυλοκυτταρίνη (MHEC) σε προϊόντα αιθέρα κυτταρίνης) και η μεθυλική υδροξυπροπυλική κυτταρίνη (ΜΗΡC) είναι γνωστά. και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε γεωτρήσεις πετρελαίου, κατασκευές, επιστρώσεις, τρόφιμα, φάρμακα και καθημερινά χημικά. Αυτό το είδος παχυντή κατασκευάζεται κυρίως από φυσική πολυμερή κυτταρίνη μέσω χημικής δράσης. Ο Zhu Ganghui πιστεύει ότι η νατριούχος καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη (CMC) και η υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC) είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα προϊόντα σε προϊόντα αιθέρα κυτταρίνης. Είναι οι ομάδες υδροξυλίου και αιθεροποίησης της μονάδας ανυδρογλυκόζης στην αλυσίδα της κυτταρίνης. αντίδραση (χλωροοξικό οξύ ή αιθυλενοξείδιο). Τα κυτταρινικά παχυντικά πυκνώνουν με ενυδάτωση και επέκταση μακριών αλυσίδων. Ο μηχανισμός πάχυνσης είναι ο εξής: η κύρια αλυσίδα των μορίων κυτταρίνης συνδέεται με τα περιβάλλοντα μόρια του νερού μέσω δεσμών υδρογόνου, γεγονός που αυξάνει τον όγκο υγρού του ίδιου του πολυμερούς, αυξάνοντας έτσι τον όγκο του ίδιου του πολυμερούς. ιξώδες συστήματος. Το υδατικό του διάλυμα είναι μη νευτώνειο ρευστό και το ιξώδες του αλλάζει με την ταχύτητα διάτμησης και δεν έχει καμία σχέση με το χρόνο. Το ιξώδες του διαλύματος αυξάνεται γρήγορα με την αύξηση της συγκέντρωσης και είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πυκνωτικά και ρεολογικά πρόσθετα.
Το κατιονικό κόμμι γκουάρ είναι ένα φυσικό συμπολυμερές που εκχυλίζεται από ψυχανθή φυτά, το οποίο έχει τις ιδιότητες κατιονικού επιφανειοδραστικού και πολυμερούς ρητίνης. Η εμφάνισή του είναι ανοιχτοκίτρινη σκόνη, άοσμη ή ελαφρώς αρωματισμένη. Αποτελείται από 80% πολυσακχαρίτη D2 μαννόζη και D2 γαλακτόζη με 2∀1 υψηλά μοριακή σύνθεση πολυμερούς. Το υδατικό του διάλυμα 1% έχει ιξώδες 4000~5000mPas. Το κόμμι ξανθάνης, επίσης γνωστό ως κόμμι ξανθάνης, είναι ένα ανιονικό πολυμερές πολυσακχαριδικό πολυμερές που παράγεται με ζύμωση αμύλου. Είναι διαλυτό σε κρύο ή ζεστό νερό, αλλά αδιάλυτο σε γενικούς οργανικούς διαλύτες. Το χαρακτηριστικό του κόμμεος ξανθάνης είναι ότι μπορεί να διατηρήσει ένα ομοιόμορφο ιξώδες σε θερμοκρασία 0~100, και εξακολουθεί να έχει υψηλό ιξώδες σε χαμηλή συγκέντρωση και έχει καλή θερμική σταθερότητα. ), εξακολουθεί να έχει εξαιρετική διαλυτότητα και σταθερότητα και μπορεί να είναι συμβατό με άλατα υψηλής συγκέντρωσης στο διάλυμα και μπορεί να παράγει σημαντικό συνεργιστικό αποτέλεσμα όταν χρησιμοποιείται με πυκνωτικά πολυακρυλικού οξέος. Η χιτίνη είναι ένα φυσικό προϊόν, ένα πολυμερές γλυκοζαμίνης και ένα κατιονικό πυκνωτικό.
Το αλγινικό νάτριο (C6H7O8Na)n αποτελείται κυρίως από το άλας νατρίου του αλγινικού οξέος, το οποίο αποτελείται από aL μαννουρονικό οξύ (Μ μονάδα) και bD γουλουρονικό οξύ (μονάδα G) που συνδέονται με 1,4 γλυκοσιδικούς δεσμούς και αποτελούνται από διαφορετικά θραύσματα GGGMMM συμπολυμερή. Το αλγινικό νάτριο είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο πυκνωτικό για την εκτύπωση με αντιδραστική βαφή υφασμάτων. Τα τυπωμένα υφάσματα έχουν φωτεινά σχέδια, καθαρές γραμμές, υψηλή απόδοση χρώματος, ομοιόμορφη απόδοση χρώματος, καλή διαπερατότητα και πλαστικότητα. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην εκτύπωση βαμβακιού, μαλλί, μεταξιού, νάιλον και άλλων υφασμάτων.
συνθετικό πολυμερές πυκνωτικό
1. Συνθετικό πολυμερές πυκνωτικό χημικής διασύνδεσης
Τα συνθετικά παχυντικά είναι αυτή τη στιγμή το πιο πωλούμενο και ευρύτερο φάσμα προϊόντων στην αγορά. Τα περισσότερα από αυτά τα παχυντικά είναι πολυμερή με μικροχημικά σταυροδεσμούς, αδιάλυτα στο νερό και μπορούν να απορροφήσουν μόνο νερό για να διογκωθούν και να πήξουν. Ο πυκνωτής πολυακρυλικού οξέος είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο συνθετικό πυκνωτικό και οι μέθοδοι σύνθεσής του περιλαμβάνουν πολυμερισμό γαλακτώματος, πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος και πολυμερισμό καθίζησης. Αυτός ο τύπος παχυντή αναπτύχθηκε ταχέως λόγω του γρήγορου πηκτικού του αποτελέσματος, του χαμηλού κόστους και της μικρότερης δοσολογίας. Επί του παρόντος, αυτός ο τύπος παχυντή πολυμερίζεται από τρία ή περισσότερα μονομερή, και το κύριο μονομερές είναι γενικά ένα υδατοδιαλυτό μονομερές, όπως ακρυλικό οξύ, μηλεϊνικό οξύ ή μηλεϊνικός ανυδρίτης, μεθακρυλικό οξύ, ακρυλαμίδιο και 2 ακρυλαμίδιο. 2-μεθυλοπροπανοσουλφονικό, κ.λπ. Το δεύτερο μονομερές είναι γενικά ακρυλικό ή στυρόλιο. το τρίτο μονομερές είναι ένα μονομερές με διασταυρούμενη δράση, όπως Ν, Ν μεθυλενοδισακρυλαμίδιο, διακρυλικός εστέρας βουτυλενίου ή φθαλικός διπροπυλένιο, κ.λπ.
Ο μηχανισμός πάχυνσης του πυκνωτικού πολυακρυλικού οξέος έχει δύο είδη: πάχυνση εξουδετέρωσης και πάχυνση δεσμού υδρογόνου. Η εξουδετέρωση και η πάχυνση είναι η εξουδετέρωση του όξινου πυκνωτικού πολυακρυλικού οξέος με αλκάλιο για να ιονίσει τα μόριά του και να δημιουργήσει αρνητικά φορτία κατά μήκος της κύριας αλυσίδας του πολυμερούς, βασιζόμενη στην απώθηση μεταξύ των φορτίων του ίδιου φύλου για να προωθήσει το τέντωμα της μοριακής αλυσίδας Ανοιχτό για να σχηματίσει ένα δίκτυο δομή για να επιτευχθεί παχυντικό αποτέλεσμα. Η πάχυνση του δεσμού υδρογόνου είναι ότι τα μόρια πολυακρυλικού οξέος συνδυάζονται με νερό για να σχηματίσουν μόρια ενυδάτωσης και στη συνέχεια συνδυάζονται με δότες υδροξυλίου όπως μη ιονικά επιφανειοδραστικά με 5 ή περισσότερες αιθοξυ ομάδες. Μέσω της ομόφυλης ηλεκτροστατικής απώθησης καρβοξυλικών ιόντων σχηματίζεται η μοριακή αλυσίδα. Η ελικοειδής προέκταση γίνεται ράβδος, έτσι ώστε οι κυρτωμένες μοριακές αλυσίδες να λύνονται στο υδατικό σύστημα για να σχηματίσουν μια δομή δικτύου για να επιτευχθεί ένα αποτέλεσμα πάχυνσης. Η διαφορετική τιμή pH πολυμερισμού, ο παράγοντας εξουδετέρωσης και το μοριακό βάρος έχουν μεγάλη επίδραση στο παχυντικό αποτέλεσμα του συστήματος πάχυνσης. Επιπλέον, οι ανόργανοι ηλεκτρολύτες μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την παχυντική απόδοση αυτού του τύπου παχυντή, τα μονοσθενή ιόντα μπορούν μόνο να μειώσουν την παχυντική απόδοση του συστήματος, τα δισθενή ή τρισθενή ιόντα μπορούν όχι μόνο να αραιώσουν το σύστημα, αλλά και να παράγουν αδιάλυτο ίζημα. Ως εκ τούτου, η αντίσταση στους ηλεκτρολύτες των πολυκαρβοξυλικών παχυντών είναι πολύ χαμηλή, γεγονός που καθιστά αδύνατη την εφαρμογή σε πεδία όπως η εκμετάλλευση πετρελαίου.
Στις βιομηχανίες όπου τα παχυντικά χρησιμοποιούνται ευρέως, όπως η κλωστοϋφαντουργία, η εξερεύνηση πετρελαίου και τα καλλυντικά, οι απαιτήσεις απόδοσης των παχυντών όπως η αντίσταση στους ηλεκτρολύτες και η απόδοση πύκνωσης είναι πολύ υψηλές. Το πυκνωτικό που παρασκευάζεται με πολυμερισμό διαλύματος έχει συνήθως ένα σχετικά χαμηλό μοριακό βάρος, το οποίο καθιστά χαμηλή την παχυντική απόδοση και δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις ορισμένων βιομηχανικών διεργασιών. Πυκνωτές υψηλού μοριακού βάρους μπορούν να ληφθούν με πολυμερισμό γαλακτώματος, πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος και άλλες μεθόδους πολυμερισμού. Λόγω της κακής αντίστασης ηλεκτρολύτη του άλατος νατρίου της καρβοξυλικής ομάδας, η προσθήκη μη ιοντικών ή κατιονικών μονομερών και μονομερών με ισχυρή αντίσταση ηλεκτρολύτη (όπως μονομερή που περιέχουν ομάδες σουλφονικού οξέος) στο συστατικό πολυμερούς μπορεί να βελτιώσει σημαντικά το ιξώδες του πυκνωτικού. Η αντίσταση στους ηλεκτρολύτες το κάνει να πληροί τις απαιτήσεις σε βιομηχανικούς τομείς όπως η τριτογενής ανάκτηση λαδιού. Από τότε που ξεκίνησε ο πολυμερισμός του αντίστροφου γαλακτώματος το 1962, ο πολυμερισμός υψηλού μοριακού βάρους πολυακρυλικού οξέος και πολυακρυλαμιδίου κυριαρχείται από πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος. Εφηύρε τη μέθοδο συμπολυμερισμού γαλακτώματος αζωτούχου και πολυοξυαιθυλενίου ή τον εναλλασσόμενο συμπολυμερισμό του με πολυμερισμένο επιφανειοδραστικό πολυοξυπροπυλένιο, παράγοντα διασύνδεσης και μονομερές ακρυλικού οξέος για την παρασκευή γαλακτώματος πολυακρυλικού οξέος ως πυκνωτικό και πέτυχε καλό παχυντικό αποτέλεσμα και έχει καλό αντι-ηλεκτρικό εκτέλεση. Arianna Benetti et al. χρησιμοποίησε τη μέθοδο του πολυμερισμού αντίστροφου γαλακτώματος για να συμπολυμερίσει ακρυλικό οξύ, μονομερή που περιέχουν ομάδες σουλφονικού οξέος και κατιονικά μονομερή για να εφεύρει ένα πυκνωτικό για καλλυντικά. Λόγω της εισαγωγής ομάδων σουλφονικού οξέος και αλάτων τεταρτοταγούς αμμωνίου με ισχυρή αντιηλεκτρολυτική ικανότητα στη δομή του παχυντή, το παρασκευασμένο πολυμερές έχει εξαιρετικές πυκνωτικές και αντιηλεκτρολυτικές ιδιότητες. Οι Martial Pabon et al. χρησιμοποίησε πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος για τον συμπολυμερισμό μακρομονομερών ακρυλικού νατρίου, ακρυλαμιδίου και ισοοκτυλοφαινόλης πολυοξυαιθυλενο μεθακρυλικού εστέρα για την παρασκευή ενός υδρόφοβου συνδυασμού υδατοδιαλυτού πυκνωτικού. Ο Charles A. κ.λπ. χρησιμοποίησε ακρυλικό οξύ και ακρυλαμίδιο ως συμμονομερή για να ληφθεί ένα πυκνωτικό υψηλού μοριακού βάρους με πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος. Ο Zhao Junzi και άλλοι χρησιμοποίησαν πολυμερισμό διαλύματος και πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος για να συνθέσουν υδρόφοβα πολυακρυλικά πυκνωτικά και συνέκριναν τη διαδικασία πολυμερισμού και την απόδοση του προϊόντος. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι, σε σύγκριση με τον πολυμερισμό διαλύματος και τον πολυμερισμό ανάστροφου γαλακτώματος ακρυλικού οξέος και ακρυλικού στεαρυλεστέρα, το υδρόφοβο μονομερές συσχέτισης που συντίθεται από ακρυλικό οξύ και πολυοξυαιθυλενο αιθέρα λιπαρής αλκοόλης μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά με πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος και συμπολυμερισμό ακρυλικού οξέος. Αντοχή ηλεκτρολυτών παχυντών. Ο He Ping συζήτησε διάφορα θέματα που σχετίζονται με την παρασκευή πυκνωτικού πολυακρυλικού οξέος με πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος. Σε αυτό το έγγραφο, το αμφοτερικό συμπολυμερές χρησιμοποιήθηκε ως σταθεροποιητής και το μεθυλενοδισακρυλαμίδιο χρησιμοποιήθηκε ως παράγοντας σταυροδεσμών για την έναρξη του ακρυλικού αμμωνίου για τον πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος για την παρασκευή ενός πυκνωτικού υψηλής απόδοσης για εκτύπωση χρωστικής. Μελετήθηκαν οι επιδράσεις διαφορετικών σταθεροποιητών, εκκινητών, συμμονομερών και παραγόντων μεταφοράς αλυσίδας στον πολυμερισμό. Επισημαίνεται ότι το συμπολυμερές του μεθακρυλικού λαυρυλεστέρα και του ακρυλικού οξέος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σταθεροποιητής και οι δύο εκκινητές οξειδοαναγωγής, το υπεροξείδιο της βενζοϋλοδιμεθυλανιλίνης και το μεταδιθειώδες υδροϋπεροξείδιο τριτ-βουτυλικού νατρίου, μπορούν να ξεκινήσουν τον πολυμερισμό και να αποκτήσουν ένα ορισμένο ιξώδες. λευκό πολτό. Και πιστεύεται ότι η αντίσταση στα άλατα του ακρυλικού αμμωνίου που συμπολυμερίζεται με λιγότερο από 15% ακρυλαμίδιο αυξάνεται.
2. Υδροφοβικό συνθετικό πολυμερές πυκνωτικό
Αν και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως χημικά διασυνδεδεμένα πυκνωτικά πολυακρυλικού οξέος, αν και η προσθήκη μονομερών που περιέχουν ομάδες σουλφονικού οξέος στη σύνθεση του πυκνωτικού μπορεί να βελτιώσει την απόδοση κατά του ηλεκτρολύτη, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά πυκνωτικά αυτού του τύπου. Ελαττώματα, όπως κακή θιξοτροπία του συστήματος πάχυνσης, κ.λπ. Η βελτιωμένη μέθοδος είναι η εισαγωγή μικρής ποσότητας υδρόφοβων ομάδων στην υδρόφιλη κύρια αλυσίδα του για τη σύνθεση υδρόφοβων συσχετιστικών παχυντών. Τα υδρόφοβα συσχετιστικά παχυντικά είναι πρόσφατα αναπτυγμένα πυκνωτικά τα τελευταία χρόνια. Υπάρχουν υδρόφιλα μέρη και λιπόφιλες ομάδες στη μοριακή δομή, που δείχνουν μια ορισμένη επιφανειακή δραστηριότητα. Τα συνδετικά παχυντικά έχουν καλύτερη αντίσταση στο άλας από τα μη συνειρμικά παχυντικά. Αυτό οφείλεται στο ότι ο συνδυασμός υδρόφοβων ομάδων εξουδετερώνει εν μέρει την τάση κύρτωσης που προκαλείται από το φαινόμενο θωράκισης ιόντων ή το στερικό φράγμα που προκαλείται από τη μακρύτερη πλευρική αλυσίδα αποδυναμώνει εν μέρει το φαινόμενο θωράκισης ιόντων. Το αποτέλεσμα συσχέτισης βοηθά στη βελτίωση της ρεολογίας του πυκνωτικού, το οποίο παίζει τεράστιο ρόλο στην πραγματική διαδικασία εφαρμογής. Εκτός από τα υδρόφοβα συνδετικά παχυντικά με ορισμένες δομές που αναφέρονται στη βιβλιογραφία, οι Tian Dating et al. ανέφερε επίσης ότι ο μεθακρυλικός δεκαεξυλεστέρας, ένα υδρόφοβο μονομερές που περιέχει μακριές αλυσίδες, συμπολυμερίστηκε με ακρυλικό οξύ για την παρασκευή συνειρμικών παχυντών που αποτελούνται από δυαδικά συμπολυμερή. Συνθετικό πυκνωτικό. Μελέτες έχουν δείξει ότι μια ορισμένη ποσότητα μονομερών διασταύρωσης και υδρόφοβων μονομερών μακράς αλυσίδας μπορεί να αυξήσει σημαντικά το ιξώδες. Η επίδραση του μεθακρυλικού εξαδεκυλεστέρα (ΗΜ) στο υδρόφοβο μονομερές είναι μεγαλύτερη από αυτή του μεθακρυλικού λαυρυλεστέρα (LM). Η απόδοση των συνδετικών παχυντών με σταυροειδείς δεσμούς που περιέχουν υδρόφοβα μονομερή μακράς αλυσίδας είναι καλύτερη από εκείνη των μη συνειρμικών παχυντών με σταυροειδείς δεσμούς. Σε αυτή τη βάση, η ερευνητική ομάδα συνέθεσε επίσης ένα συνειρμικό πυκνωτικό που περιέχει τριπολυμερές ακρυλικό οξύ/ακρυλαμίδιο/μεθακρυλικό εξαδεκυλεστέρα με πολυμερισμό αντίστροφου γαλακτώματος. Τα αποτελέσματα απέδειξαν ότι τόσο η υδρόφοβη σύνδεση του μεθακρυλικού κετυλεστέρα όσο και η μη ιονική επίδραση του προπιοναμιδίου μπορούν να βελτιώσουν την παχυντική απόδοση του πυκνωτικού.
Τα τελευταία χρόνια έχει επίσης αναπτυχθεί πολύ το υδρόφοβο συσχετιζόμενο πυκνωτικό πολυουρεθάνης (HEUR). Τα πλεονεκτήματά του δεν είναι εύκολο να υδρολυθούν, το σταθερό ιξώδες και η εξαιρετική απόδοση κατασκευής σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών όπως η τιμή του pH και η θερμοκρασία. Ο μηχανισμός πάχυνσης των παχυντών πολυουρεθάνης οφείλεται κυρίως στην ειδική πολυμερή δομή τριών μπλοκ με τη μορφή λιπόφιλου-υδρόφιλου-λιπόφιλου, έτσι ώστε τα άκρα της αλυσίδας να είναι λιπόφιλες ομάδες (συνήθως ομάδες αλειφατικών υδρογονανθράκων) και το μεσαίο είναι υδατοδιαλυτό υδρόφιλο τμήμα (συνήθως υψηλότερου μοριακού βάρους πολυαιθυλενογλυκόλη). Μελετήθηκε η επίδραση του μεγέθους της υδρόφοβης τελικής ομάδας στο παχυντικό αποτέλεσμα του HEUR. Χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους δοκιμής, πολυαιθυλενογλυκόλη με μοριακό βάρος 4000 καλύφθηκε με οκτανόλη, δωδεκυλική αλκοόλη και οκταδεκυλική αλκοόλη και συγκρίθηκε με κάθε υδρόφοβη ομάδα. Μέγεθος μικκυλίου που σχηματίζεται από HEUR σε υδατικό διάλυμα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κοντές υδρόφοβες αλυσίδες δεν ήταν αρκετές ώστε το HEUR να σχηματίσει υδρόφοβα μικκύλια και το αποτέλεσμα πάχυνσης δεν ήταν καλό. Ταυτόχρονα, συγκρίνοντας τη στεαρυλική αλκοόλη και την πολυαιθυλενογλυκόλη με τερματική λαυρυλική αλκοόλη, το μέγεθος των μικκυλίων της πρώτης είναι σημαντικά μεγαλύτερο από αυτό της δεύτερης και συμπεραίνεται ότι το τμήμα της μακριάς υδρόφοβης αλυσίδας έχει καλύτερη παχυντική δράση.
Κύριοι τομείς εφαρμογής
Εκτύπωση και βαφή υφασμάτων
Το καλό αποτέλεσμα εκτύπωσης και η ποιότητα της εκτύπωσης κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων και πιγμέντων εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την απόδοση της πάστας εκτύπωσης και η προσθήκη πυκνωτικού παίζει ζωτικό ρόλο στην απόδοσή της. Η προσθήκη ενός πυκνωτικού μπορεί να κάνει το εκτυπωμένο προϊόν να έχει υψηλή απόδοση χρώματος, καθαρό περίγραμμα εκτύπωσης, φωτεινό και πλήρες χρώμα και να βελτιώσει τη διαπερατότητα και τη θιξοτροπία του προϊόντος. Στο παρελθόν, το φυσικό άμυλο ή το αλγινικό νάτριο χρησιμοποιούνταν κυρίως ως πυκνωτικό για την εκτύπωση πάστες. Λόγω της δυσκολίας παρασκευής πάστας από φυσικό άμυλο και της υψηλής τιμής του αλγινικού νατρίου, αντικαθίσταται σταδιακά από ακρυλικά πυκνωτικά εκτύπωσης και βαφής. Το ανιονικό πολυακρυλικό οξύ έχει το καλύτερο παχυντικό αποτέλεσμα και είναι επί του παρόντος το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πυκνωτικό, αλλά αυτό το είδος πυκνωτικού εξακολουθεί να έχει ελαττώματα, όπως αντίσταση στον ηλεκτρολύτη, θιξοτροπία χρώματος πάστας και απόδοση χρώματος κατά την εκτύπωση. Ο μέσος όρος δεν είναι ιδανικός. Η βελτιωμένη μέθοδος είναι η εισαγωγή μικρής ποσότητας υδρόφοβων ομάδων στην υδρόφιλη κύρια αλυσίδα του για τη σύνθεση συνειρμικών παχυντών. Επί του παρόντος, τα πυκνωτικά εκτύπωσης στην εγχώρια αγορά μπορούν να χωριστούν σε φυσικούς πυκνωτές, πυκνωτικά γαλακτωματοποίησης και συνθετικά πυκνωτικά σύμφωνα με διαφορετικές πρώτες ύλες και μεθόδους παρασκευής. Τα περισσότερα, επειδή η περιεκτικότητά του σε στερεά μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 50%, το παχυντικό αποτέλεσμα είναι πολύ καλό.
βαφή με βάση το νερό
Η κατάλληλη προσθήκη πηκτικών στο χρώμα μπορεί να αλλάξει αποτελεσματικά τα χαρακτηριστικά υγρού του συστήματος βαφής και να το κάνει θιξοτροπικό, δίνοντας έτσι στο χρώμα καλή σταθερότητα αποθήκευσης και εργασιμότητα. Ένα πυκνωτικό με εξαιρετική απόδοση μπορεί να αυξήσει το ιξώδες της επικάλυψης κατά την αποθήκευση, να εμποδίσει τον διαχωρισμό της επικάλυψης και να μειώσει το ιξώδες κατά την επίστρωση υψηλής ταχύτητας, να αυξήσει το ιξώδες της μεμβράνης επίστρωσης μετά την επίστρωση και να αποτρέψει την εμφάνιση χαλάρωσης. Τα παραδοσιακά παχυντικά χρωμάτων χρησιμοποιούν συχνά υδατοδιαλυτά πολυμερή, όπως η υψηλής μοριακής υδροξυαιθυλοκυτταρίνης. Επιπλέον, πολυμερικά πυκνωτικά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο της κατακράτησης υγρασίας κατά τη διαδικασία επίστρωσης των προϊόντων χαρτιού. Η παρουσία παχυντών μπορεί να κάνει την επιφάνεια του επικαλυμμένου χαρτιού πιο λεία και ομοιόμορφη. Ειδικά το πυκνωτικό διογκώσιμου γαλακτώματος (HASE) έχει απόδοση κατά του πιτσιλίσματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με άλλους τύπους παχυντών για να μειώσει σημαντικά την τραχύτητα της επιφάνειας του επικαλυμμένου χαρτιού. Για παράδειγμα, το χρώμα λατέξ αντιμετωπίζει συχνά το πρόβλημα του διαχωρισμού του νερού κατά την παραγωγή, τη μεταφορά, την αποθήκευση και την κατασκευή. Αν και ο διαχωρισμός του νερού μπορεί να καθυστερήσει αυξάνοντας το ιξώδες και τη δυνατότητα διασποράς της βαφής λατέξ, τέτοιες ρυθμίσεις είναι συχνά περιορισμένες και το πιο σημαντικό Ή μέσω της επιλογής του παχυντή και της αντιστοίχισης για την επίλυση αυτού του προβλήματος.
εξόρυξη λαδιού
Στην εξόρυξη λαδιού, για να επιτευχθεί υψηλή απόδοση, χρησιμοποιείται η αγωγιμότητα ενός συγκεκριμένου υγρού (όπως η υδραυλική ισχύς κ.λπ.) για τη θραύση του στρώματος του ρευστού. Το υγρό ονομάζεται ρευστό θραύσης ή ρευστό θραύσης. Ο σκοπός της θραύσης είναι ο σχηματισμός ρωγμών με ορισμένο μέγεθος και αγωγιμότητα στον σχηματισμό και η επιτυχία του σχετίζεται στενά με την απόδοση του ρευστού θραύσης που χρησιμοποιείται. Τα ρευστά θραύσης περιλαμβάνουν υγρά θραύσης με βάση το νερό, ρευστά θραύσης με βάση το λάδι, υγρά θραύσης με βάση την αλκοόλη, γαλακτωματοποιημένα ρευστά θραύσης και ρευστά θραύσης αφρού. Μεταξύ αυτών, το υγρό θραύσης με βάση το νερό έχει τα πλεονεκτήματα του χαμηλού κόστους και της υψηλής ασφάλειας και είναι σήμερα το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο. Το παχυντικό είναι το κύριο πρόσθετο στο υγρό θραύσης με βάση το νερό και η ανάπτυξή του έχει περάσει σχεδόν μισό αιώνα, αλλά η απόκτηση ενός πυκνωτικού υγρού θραύσης με καλύτερη απόδοση ήταν πάντα η ερευνητική κατεύθυνση των μελετητών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Υπάρχουν πολλά είδη παχυντών πολυμερών ρευστών θραύσης με βάση το νερό που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος, τα οποία μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: φυσικούς πολυσακχαρίτες και τα παράγωγά τους και συνθετικά πολυμερή. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας εξόρυξης πετρελαίου και την αύξηση της δυσκολίας εξόρυξης, οι άνθρωποι προβάλλουν νεότερες και υψηλότερες απαιτήσεις για ρευστό θραύσης. Επειδή είναι πιο προσαρμόσιμοι σε περιβάλλοντα σχηματισμού πολύπλοκων από ό,τι οι φυσικοί πολυσακχαρίτες, τα συνθετικά πολυμερή παχυντικά θα διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο στη βαθιά θραύση του φρεατίου σε υψηλή θερμοκρασία.
Καθημερινά Χημικά και Τρόφιμα
Επί του παρόντος, υπάρχουν περισσότερα από 200 είδη παχυντών που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή χημική βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένων κυρίως ανόργανων αλάτων, επιφανειοδραστικών, υδατοδιαλυτών πολυμερών και λιπαρών αλκοολών/λιπαρών οξέων. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε απορρυπαντικά, καλλυντικά, οδοντόκρεμες και άλλα προϊόντα. Επιπλέον, τα παχυντικά χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων. Χρησιμοποιούνται κυρίως για τη βελτίωση και τη σταθεροποίηση των φυσικών ιδιοτήτων ή των μορφών των τροφών, για την αύξηση του ιξώδους των τροφίμων, για την κολλώδη και νόστιμη γεύση του φαγητού και για την πύκνωση, τη σταθεροποίηση και την ομογενοποίηση. , γαλακτωματοποιητικό τζελ, μάσκα, αρωματικό και γλυκαντικό. Τα παχυντικά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων περιλαμβάνουν φυσικά παχυντικά που λαμβάνονται από ζώα και φυτά, καθώς και συνθετικά πυκνωτικά όπως CMCNa και αλγινική προπυλενογλυκόλη. Επιπλέον, τα παχυντικά έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως στην ιατρική, την χαρτοποιία, την κεραμική, την επεξεργασία δέρματος, την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση κ.λπ.
2.Ανόργανο πυκνωτικό
Τα ανόργανα πυκνωτικά περιλαμβάνουν δύο κατηγορίες χαμηλού μοριακού βάρους και υψηλού μοριακού βάρους, και τα παχυντικά χαμηλού μοριακού βάρους είναι κυρίως υδατικά διαλύματα ανόργανων αλάτων και επιφανειοδραστικών. Τα ανόργανα άλατα που χρησιμοποιούνται σήμερα περιλαμβάνουν κυρίως χλωριούχο νάτριο, χλωριούχο κάλιο, χλωριούχο αμμώνιο, θειικό νάτριο, φωσφορικό νάτριο και τριφωσφορικό πεντανάτριο, μεταξύ των οποίων το χλωριούχο νάτριο και το χλωριούχο αμμώνιο έχουν καλύτερα πηκτικά αποτελέσματα. Η βασική αρχή είναι ότι οι επιφανειοδραστικές ουσίες σχηματίζουν μικκύλια σε υδατικό διάλυμα και η παρουσία ηλεκτρολυτών αυξάνει τον αριθμό των συσχετισμών μικκυλίων, με αποτέλεσμα τη μετατροπή των σφαιρικών μικκυλίων σε μικκύλια σε σχήμα ράβδου, αυξάνοντας την αντίσταση κίνησης και επομένως αυξάνοντας το ιξώδες του συστήματος . Ωστόσο, όταν ο ηλεκτρολύτης είναι υπερβολικός, θα επηρεάσει τη δομή των μικκυλίων, θα μειώσει την αντίσταση στην κίνηση και έτσι θα μειώσει το ιξώδες του συστήματος, το οποίο είναι το λεγόμενο φαινόμενο αλατοποίησης.
Τα ανόργανα πυκνωτικά υψηλού μοριακού βάρους περιλαμβάνουν μπεντονίτη, ατταπουλγίτη, πυριτικό αλουμίνιο, σεπιόλιθο, εκτορίτη κ.λπ. Μεταξύ αυτών, ο μπεντονίτης έχει την πιο εμπορική αξία. Ο κύριος μηχανισμός πάχυνσης αποτελείται από θιξοτροπικά μέταλλα γέλης που διογκώνονται απορροφώντας νερό. Αυτά τα ορυκτά έχουν γενικά μια δομή σε στρώματα ή μια δομή διογκωμένου πλέγματος. Όταν διασπείρονται στο νερό, τα μεταλλικά ιόντα σε αυτό διαχέονται από τους ελασματώδεις κρυστάλλους, διογκώνονται με την πρόοδο της ενυδάτωσης και τελικά διαχωρίζονται εντελώς από τους ελασματώδεις κρυστάλλους για να σχηματίσουν ένα κολλοειδές εναιώρημα. υγρό. Αυτή τη στιγμή, η επιφάνεια του ελασματοειδούς κρυστάλλου έχει αρνητικό φορτίο και οι γωνίες του έχουν μικρή ποσότητα θετικού φορτίου λόγω της εμφάνισης επιφανειών θραύσης πλέγματος. Σε ένα αραιό διάλυμα, τα αρνητικά φορτία στην επιφάνεια είναι μεγαλύτερα από τα θετικά φορτία στις γωνίες και τα σωματίδια απωθούνται μεταξύ τους χωρίς να πυκνώνουν. Ωστόσο, με την αύξηση της συγκέντρωσης του ηλεκτρολύτη, το φορτίο στην επιφάνεια των ελασμάτων μειώνεται και η αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων αλλάζει από την απωστική δύναμη μεταξύ των ελασμάτων στην ελκτική δύναμη μεταξύ των αρνητικών φορτίων στην επιφάνεια των ελασμάτων και του θετικού φορτίζει στις γωνίες των άκρων. Κάθετα διασταυρωμένα μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια δομή από χαρτιά, προκαλώντας διόγκωση για να παράγει ένα τζελ για να επιτευχθεί ένα παχυντικό αποτέλεσμα. Αυτή τη στιγμή, η ανόργανη γέλη διαλύεται σε νερό για να σχηματίσει ένα εξαιρετικά θιξοτροπικό πήκτωμα. Επιπλέον, ο μπεντονίτης μπορεί να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου σε διάλυμα, κάτι που είναι ευεργετικό για το σχηματισμό μιας τρισδιάστατης δομής δικτύου. Η διαδικασία πάχυνσης της ενυδάτωσης ανόργανης γέλης και σχηματισμού χαρτοφυλακίου παρουσιάζεται στο σχηματικό διάγραμμα 1. Η παρεμβολή πολυμερισμένων μονομερών στον μοντμοριλλονίτη για την αύξηση της απόστασης μεταξύ των στρωμάτων και, στη συνέχεια, ο επιτόπιος πολυμερισμός μεταξύ των στρωμάτων μπορεί να παράγει ένα οργανικό-ανόργανο υβρίδιο πολυμερούς/μοντμοριλλονίτη πυκνώνων. Οι αλυσίδες πολυμερών μπορούν να περάσουν μέσα από φύλλα μοντμοριλλονίτη για να σχηματίσουν ένα δίκτυο πολυμερών. Για πρώτη φορά, οι Kazutoshi et al. χρησιμοποίησε μοντμοριλλονίτη με βάση το νάτριο ως παράγοντα διασύνδεσης για την εισαγωγή ενός πολυμερούς συστήματος και παρασκεύασε μια υδρογέλη με σταυροδεσμούς μοντμοριλλονίτη ευαίσθητη στη θερμοκρασία. Οι Liu Hongyu et al. χρησιμοποίησε μοντμοριλλονίτη με βάση το νάτριο ως παράγοντα διασύνδεσης για τη σύνθεση ενός νέου τύπου παχυντή με υψηλή απόδοση κατά των ηλεκτρολυτών και δοκίμασε την παχυντική απόδοση και την απόδοση αντι-NaCl και άλλων ηλεκτρολυτών του σύνθετου πυκνωτικού. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το πυκνωτικό με σταυροειδείς δεσμούς Na-montmorillonite έχει εξαιρετικές ιδιότητες κατά των ηλεκτρολυτών. Επιπλέον, υπάρχουν και πηκτικά ανόργανων και άλλων οργανικών ενώσεων, όπως το συνθετικό πυκνωτικό που παρασκευάζει η Μ.Χτούρου και άλλα οργανικά παράγωγα αλάτων αμμωνίου και Τυνησιακός άργιλος που ανήκει στον μοντμοριλλονίτη, ο οποίος έχει καλή πυκνωτική δράση.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-11-2023