مکانیسم ضخیم شدن قوام دهنده رنگ مبتنی بر آب

ضخیم کننده رایج ترین و رایج ترین افزودنی مبتنی بر آب در پوشش های مبتنی بر آب است. پس از افزودن یک غلیظ کننده، می تواند ویسکوزیته سیستم پوشش را افزایش دهد و در نتیجه از ته نشین شدن مواد نسبتاً متراکم در پوشش جلوگیری کند. به دلیل گرانروی بیش از حد نازک بودن رنگ، پدیده افتادگی وجود نخواهد داشت. انواع مختلفی از محصولات ضخیم کننده وجود دارد و انواع مختلف محصولات دارای اصول ضخیم کننده متفاوتی برای سیستم های مختلف پوشش هستند. تقریباً چهار نوع ضخیم‌کننده رایج وجود دارد: ضخیم‌کننده‌های پلی‌اورتان، ضخیم‌کننده‌های اکریلیک، ضخیم‌کننده‌های معدنی و ضخیم‌کننده‌های ضخیم‌کننده‌های سلولزی.

1. مکانیسم ضخیم شدن ضخیم کننده پلی اورتان انجمنی

ویژگی های ساختاری ضخیم کننده های پلی یورتان پلیمرهای سه بلوکی چربی دوست، آبدوست و چربی دوست است که در هر دو انتها گروه های انتهایی چربی دوست، معمولاً گروه های هیدروکربنی آلیفاتیک، و یک قطعه پلی اتیلن گلیکول محلول در آب در وسط قرار دارند. تا زمانی که مقدار کافی ضخیم کننده در سیستم وجود داشته باشد، سیستم یک ساختار شبکه کلی را تشکیل می دهد.

در سیستم آب، زمانی که غلظت ضخیم‌کننده بیشتر از غلظت بحرانی میسل باشد، گروه‌های انتهایی لیپوفیل با هم ترکیب می‌شوند و میسل‌ها را تشکیل می‌دهند و ضخیم‌کننده ساختار شبکه‌ای را از طریق ارتباط میسل‌ها برای افزایش ویسکوزیته سیستم تشکیل می‌دهد.

در سیستم لاتکس، ضخیم‌کننده نه تنها می‌تواند از طریق میسل‌های گروه انتهایی چربی دوست ایجاد کند، بلکه مهم‌تر از آن، گروه انتهایی چربی دوست روی سطح ذره لاتکس جذب می‌شود. هنگامی که دو گروه انتهایی چربی دوست روی ذرات لاتکس مختلف جذب می شوند، مولکول های غلیظ کننده پل هایی را بین ذرات تشکیل می دهند.

2. مکانیسم ضخیم شدن غلیظ کننده متورم اسید قلیایی پلی اکریلیک

ضخیم کننده متورم قلیایی پلی اکریلیک اسید یک امولسیون کوپلیمری متقاطع است، کوپلیمر به شکل اسید و ذرات بسیار ریز وجود دارد، ظاهر آن سفید شیری است، ویسکوزیته نسبتاً کم است و در رابطه جنسی با pH پایین پایداری خوبی دارد و نامحلول است. در آب هنگامی که عامل قلیایی اضافه می شود، به یک پراکندگی شفاف و بسیار متورم تبدیل می شود.

اثر ضخیم شدن ضخیم کننده متورم اسید قلیایی پلی اکریلیک با خنثی کردن گروه اسید کربوکسیلیک با هیدروکسید ایجاد می شود. هنگامی که عامل قلیایی اضافه می شود، گروه اسید کربوکسیلیک که به راحتی یونیزه نمی شود بلافاصله به کربوکسیلات آمونیوم یونیزه یا فلز تبدیل می شود. زنجیره ماکرومولکولی کوپلیمر متصل به سرعت منبسط و کشیده می شود. در نتیجه انحلال و تورم موضعی، ذره اصلی چندین برابر می شود و ویسکوزیته به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. از آنجایی که اتصالات عرضی قابل حل نیستند، کوپلیمر به شکل نمک می تواند به عنوان یک پراکندگی کوپلیمری در نظر گرفته شود که ذرات آن به شدت بزرگ شده اند.

ضخیم کننده های پلی اکریلیک اسید دارای اثر ضخیم کنندگی خوب، سرعت ضخیم شدن سریع و پایداری بیولوژیکی خوبی هستند، اما به pH، مقاومت ضعیف در برابر آب و براقیت کم حساس هستند.

3. مکانیسم ضخیم شدن قوام دهنده های معدنی

ضخیم‌کننده‌های معدنی عمدتاً شامل بنتونیت اصلاح‌شده، آتاپولژیت و غیره می‌شوند. ضخیم‌کننده‌های معدنی دارای مزایای قوام‌دهنده قوی، تیکسوتروپی خوب، محدوده pH وسیع و پایداری خوب هستند. با این حال، از آنجایی که بنتونیت یک پودر معدنی با جذب نور خوب است، می تواند به طور قابل توجهی براقیت سطح لایه پوشش را کاهش دهد و مانند یک عامل مات کننده عمل کند. بنابراین هنگام استفاده از بنتونیت در رنگ لاتکس براق باید به کنترل دوز توجه شود. نانوتکنولوژی به مقیاس نانو ذرات معدنی پی برده است و همچنین ضخیم‌کننده‌های معدنی را با برخی خواص جدید اعطا کرده است.

مکانیسم ضخیم شدن قوام دهنده های معدنی نسبتاً پیچیده است. عموماً اعتقاد بر این است که دافعه بین بارهای داخلی باعث افزایش ویسکوزیته رنگ می شود. به دلیل تراز ضعیف آن، بر براقیت و شفافیت لایه رنگ تأثیر می گذارد. عموماً برای رنگ پرایمر یا ساخت بالا استفاده می شود.

4. مکانیسم ضخیم شدن غلیظ کننده سلولزی

ضخیم کننده های سلولزی تاریخچه ای طولانی در توسعه دارند و همچنین از ضخیم کننده های پرکاربرد هستند. با توجه به ساختار مولکولی آنها به هیدروکسی اتیل سلولز، هیدروکسی پروپیل سلولز، هیدروکسی متیل سلولز، کربوکسی متیل سلولز و غیره تقسیم می شوند که بیشتر از هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) استفاده می شود.

مکانیسم ضخیم شدن ضخیم کننده سلولزی عمدتاً استفاده از زنجیره اصلی آبگریز در ساختار آن برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی با آب و در عین حال تعامل با سایر گروه های قطبی در ساختار آن برای ایجاد یک ساختار شبکه سه بعدی و افزایش حجم رئولوژیکی است. از پلیمر ، فضای حرکت آزاد پلیمر را محدود می کند و در نتیجه ویسکوزیته پوشش را افزایش می دهد. هنگامی که نیروی برشی اعمال می شود، ساختار شبکه سه بعدی از بین می رود، پیوندهای هیدروژنی بین مولکول ها از بین می رود و ویسکوزیته کاهش می یابد. هنگامی که نیروی برشی حذف می شود، پیوندهای هیدروژنی دوباره تشکیل می شوند و ساختار شبکه سه بعدی دوباره برقرار می شود، در نتیجه اطمینان حاصل می شود که پوشش می تواند خواص خوبی داشته باشد. خواص رئولوژیکی

ضخیم کننده های سلولزی غنی از گروه های هیدروکسیل و بخش های آبگریز در ساختار خود هستند. بازده ضخیم کنندگی بالایی دارند و به pH حساس نیستند. با این حال، به دلیل مقاومت ضعیف در برابر آب و تأثیر بر تسطیح لایه رنگ، آنها به راحتی قابل استفاده هستند.

در فرآیند آماده سازی پوشش، انتخاب ضخیم کننده باید به طور جامع عوامل زیادی مانند سازگاری با سیستم، ویسکوزیته، پایداری ذخیره سازی، عملکرد ساخت، هزینه و سایر عوامل را در نظر بگیرد. ضخیم‌کننده‌های چندگانه را می‌توان ترکیب کرد و از آن استفاده کرد تا به مزایای هر ضخیم‌کننده بازی کامل بدهد و به‌طور منطقی هزینه را تحت شرایط عملکرد رضایت‌بخش کنترل کند.