Sakeuttajaa, joka tunnetaan myös hyytelöimisaineena, kutsutaan myös tahnaksi tai elintarvikeliimaksi, kun sitä käytetään elintarvikkeissa. Sen päätehtävänä on lisätä materiaalijärjestelmän viskositeettia, pitää materiaalijärjestelmä yhtenäisessä ja stabiilissa suspensiotilassa tai emulgoituneessa tilassa tai muodostaa geeliä. Sakeuttajat voivat nopeasti lisätä tuotteen viskositeettia käytettäessä. Suurin osa sakeutusaineiden vaikutusmekanismista on käyttää makromolekyyliketjun rakenteen pidentämistä sakeuttamistarkoituksiin tai muodostaa misellejä ja vettä kolmiulotteisen verkostorakenteen muodostamiseksi paksuuntumiseen. Sillä on pienemmän annostuksen, nopean ikääntymisen ja hyvän stabiilisuuden ominaisuudet, ja sitä käytetään laajalti elintarvikkeissa, pinnoitteissa, liimoissa, kosmetiikassa, pesuaineissa, painatuksessa ja värjäyksessä, öljyn etsinnässä, kumissa, lääketieteessä ja muilla aloilla. Varhaisin sakeutusaine oli vesiliukoinen luonnonkumi, mutta sen käyttö oli rajoitettua sen korkean hinnan vuoksi suuren annoksen ja alhaisen tehon vuoksi. Toisen sukupolven sakeuttajaa kutsutaan myös emulgointisakeuttajaksi, varsinkin öljy-vesi-emulgoivan sakeuttamisaineen syntymisen jälkeen, sitä on käytetty laajalti joillakin teollisuuden aloilla. Emulgoivien sakeutusaineiden on kuitenkin käytettävä paljon kerosiinia, mikä ei ainoastaan saastuta ympäristöä, vaan aiheuttaa myös turvallisuusriskejä tuotannossa ja käytössä. Näiden ongelmien pohjalta on kehitetty synteettisiä sakeuttajia, erityisesti vesiliukoisten monomeerien, kuten akryylihapon ja sopivan määrän silloittavia monomeerejä kopolymeroimalla muodostuneiden synteettisten sakeutusaineiden valmistusta ja käyttöä, on kehitetty nopeasti.
Sakeutusainetyypit ja sakeutusmekanismi
Sakeuttamisaineita on monenlaisia, ja ne voidaan jakaa epäorgaanisiin ja orgaanisiin polymeereihin, ja orgaaniset polymeerit voidaan jakaa luonnonpolymeereihin ja synteettisiin polymeereihin.
Suurin osa luonnollisista polymeerisakeutusaineista on polysakkarideja, joilla on pitkä käyttöhistoria ja monia lajikkeita, mukaan lukien pääasiassa selluloosaeetteri, arabikumi, johanneksenleipäkumi, guarkumi, ksantaanikumi, kitosaani, algiinihappo Natrium ja tärkkelys ja sen denaturoidut tuotteet jne. Natriumkarboksimetyyliselluloosa (CMC), etyyliselluloosa (EC), hydroksietyyliselluloosa (HEC), hydroksipropyyliselluloosa (HPC), metyylihydroksietyyliselluloosa (MHEC) selluloosaeetterituotteissa) ja metyylihydroksipropyyliselluloosa (MHPC) tunnetaan teollisena glutamanatriumina. , ja niitä on käytetty laajalti öljynporauksessa, rakentamisessa, pinnoitteissa, elintarvikkeissa, lääkkeissä ja päivittäisissä kemikaaleissa. Tällainen sakeutusaine valmistetaan pääasiassa luonnollisesta polymeeriselluloosasta kemiallisen vaikutuksen avulla. Zhu Ganghui uskoo, että natriumkarboksimetyyliselluloosa (CMC) ja hydroksietyyliselluloosa (HEC) ovat yleisimmin käytettyjä tuotteita selluloosaeetterituotteissa. Ne ovat selluloosaketjun anhydroglukoosiyksikön hydroksyyli- ja eetteröintiryhmiä. (Kloorietikkahappo tai etyleenioksidi) reaktio. Selluloosasakeuttajat sakeutuvat hydratoitumalla ja pitkien ketjujen laajentuessa. Sakeutusmekanismi on seuraava: selluloosamolekyylien pääketju liittyy ympäröiviin vesimolekyyleihin vetysidosten kautta, mikä lisää itse polymeerin nestetilavuutta, mikä lisää itse polymeerin tilavuutta. järjestelmän viskositeetti. Sen vesiliuos on ei-newtonilainen neste, ja sen viskositeetti muuttuu leikkausnopeuden mukaan eikä sillä ole mitään tekemistä ajan kanssa. Liuoksen viskositeetti kasvaa nopeasti pitoisuuden kasvaessa ja se on yksi yleisimmin käytetyistä sakeuttamis- ja reologisista lisäaineista.
Kationinen guarkumi on palkokasveista uutettu luonnollinen kopolymeeri, jolla on kationisen pinta-aktiivisen aineen ja polymeerihartsin ominaisuuksia. Sen ulkonäkö on vaaleankeltaista jauhetta, hajutonta tai lievästi tuoksuvaa. Se koostuu 80 % polysakkaridista D2-mannoosista ja D2-galaktoosista, joiden polymeerikoostumus on 2∀1. Sen 1-prosenttisen vesiliuoksen viskositeetti on 4000–5000 mPas. Ksantaanikumi, joka tunnetaan myös nimellä ksantaanikumi, on anioninen polymeeripolysakkaridipolymeeri, joka on valmistettu tärkkelyksen fermentoimalla. Se liukenee kylmään tai kuumaan veteen, mutta ei liukene yleisiin orgaanisiin liuottimiin. Ksantaanikumin ominaisuus on, että se voi säilyttää tasaisen viskositeetin lämpötilassa 0-100, ja sillä on silti korkea viskositeetti alhaisella pitoisuudella ja sillä on hyvä lämpöstabiilisuus. ), sillä on edelleen erinomainen liukoisuus ja stabiilisuus, ja se voi olla yhteensopiva liuoksessa olevien korkean pitoisuuden suolojen kanssa ja voi tuottaa merkittävän synergistisen vaikutuksen, kun sitä käytetään polyakryylihapposakeutusaineiden kanssa. Kitiini on luonnontuote, glukosamiinipolymeeri ja kationinen sakeutusaine.
Natriumalginaatti (C6H7O8Na)n koostuu pääasiassa algiinihapon natriumsuolasta, joka koostuu aL-mannuronihaposta (M-yksikkö) ja bD-guluronihaposta (G-yksikkö), jotka on yhdistetty 1,4-glykosidisidoksella ja koostuu erilaisista GGGMMM-fragmenteista. kopolymeerit. Natriumalginaatti on yleisimmin käytetty sakeutusaine tekstiilien reaktiiviseen väriainepainatukseen. Painetuissa tekstiileissä on kirkkaita kuvioita, selkeitä viivoja, korkea värisaanto, tasainen värisaanto, hyvä läpäisevyys ja plastisuus. Sitä on käytetty laajasti puuvillan, villan, silkin, nailonin ja muiden kankaiden painamiseen.
synteettinen polymeerisakeutusaine
1. Kemiallinen silloittava synteettinen polymeerisakeutusaine
Synteettiset sakeutusaineet ovat tällä hetkellä markkinoiden myydyin ja laajin tuotevalikoima. Suurin osa näistä sakeuttamisaineista on mikrokemiallisia silloitettuja polymeerejä, jotka eivät liukene veteen ja voivat vain imeä vettä turvotakseen sakeutuakseen. Polyakryylihapposakeutusaine on laajalti käytetty synteettinen sakeutusaine, ja sen synteesimenetelmiä ovat emulsiopolymerointi, käänteisemulsiopolymerointi ja saostuspolymerointi. Tämäntyyppinen sakeutusaine on kehitetty nopeasti sen nopean sakeuttamisvaikutuksen, alhaisten kustannusten ja pienemmän annostuksen ansiosta. Tällä hetkellä tämän tyyppinen sakeutusaine polymeroidaan kolmella tai useammalla monomeerilla, ja päämonomeeri on yleensä vesiliukoinen monomeeri, kuten akryylihappo, maleiinihappo tai maleiinihappoanhydridi, metakryylihappo, akryyliamidi ja 2-akryyliamidi. 2-metyylipropaanisulfonaatti jne.; toinen monomeeri on yleensä akrylaattia tai styreeniä; kolmas monomeeri on monomeeri, jolla on silloittava vaikutus, kuten N, N metyleenibisakrylaatti, butyleenidiakrylaattiesteri tai dipropyleeniftalaatti jne.
Polyakryylihapposakeuttimen sakeutusmekanismia on kahta tyyppiä: neutraloiva sakeutus ja vetysidospaksutus. Neutralisoinnin ja sakeuttamisen tarkoituksena on neutraloida hapan polyakryylihapposakeutusaine emäksellä sen molekyylien ionisoimiseksi ja negatiivisten varausten muodostamiseksi pitkin polymeerin pääketjua, luottaen samaa sukupuolta olevien varausten väliseen hylkimiseen molekyyliketjun venymisen edistämiseksi. Avaa verkoston muodostamiseksi rakenne paksuuntuvan vaikutuksen saavuttamiseksi. Vetysidoksen paksuuntuminen tarkoittaa, että polyakryylihappomolekyylit yhdistyvät veteen muodostaen hydraatiomolekyylejä ja yhdistyvät sitten hydroksyyliluovuttajiin, kuten ionittomiin pinta-aktiivisiin aineisiin, joissa on 5 tai useampia etoksiryhmiä. Molekyyliketju muodostuu samaa sukupuolta olevien karboksylaatti-ionien sähköstaattisen hylkimisen kautta. Kierteinen jatke muuttuu sauvamaiseksi niin, että kiertyneet molekyyliketjut irtoavat vesipitoisessa järjestelmässä muodostaen verkkorakenteen paksuntavan vaikutuksen saavuttamiseksi. Erilainen polymerointi-pH-arvo, neutralointiaine ja molekyylipaino vaikuttavat suuresti sakeutusjärjestelmän sakeuttamisvaikutukseen. Lisäksi epäorgaaniset elektrolyytit voivat vaikuttaa merkittävästi tämän tyyppisen sakeutusaineen sakeutustehokkuuteen, yksiarvoiset ionit voivat vain vähentää järjestelmän sakeutustehokkuutta, kaksi- tai kolmiarvoiset ionit voivat paitsi ohentaa järjestelmää, myös tuottaa liukenematonta sakkaa. Tästä syystä polykarboksylaattisakeutusaineiden elektrolyyttiresistanssi on erittäin huono, mikä tekee mahdottomaksi käyttää sellaisilla aloilla kuin öljyn hyödyntäminen.
Aloilla, joilla sakeuttajia käytetään laajimmin, kuten tekstiileissä, öljyn etsinnässä ja kosmetiikassa, sakeuttamisaineiden, kuten elektrolyyttien kestävyyden ja sakeutustehokkuuden, suorituskykyvaatimukset ovat erittäin korkeat. Liuospolymeroinnilla valmistetulla sakeuttamisaineella on yleensä suhteellisen pieni molekyylipaino, minkä vuoksi sakeutustehokkuus on alhainen eikä se voi täyttää joidenkin teollisten prosessien vaatimuksia. Suurimolekyylipainoisia sakeuttajia voidaan saada emulsiopolymeroinnilla, käänteisemulsiopolymeroinnilla ja muilla polymerointimenetelmillä. Karboksyyliryhmän natriumsuolan huonosta elektrolyyttiresistanssista johtuen ei-ionisten tai kationisten monomeerien ja monomeerien, joilla on vahva elektrolyyttivastus (kuten monomeerit, jotka sisältävät sulfonihapporyhmiä), lisääminen polymeerikomponenttiin voi parantaa suuresti sakeutusaineen viskositeettia. Elektrolyyttikestävyys tekee siitä täyttävän teollisuuden vaatimukset, kuten tertiäärisen öljyn talteenoton. Siitä lähtien, kun käänteisemulsiopolymerointi aloitettiin vuonna 1962, korkean molekyylipainon polyakryylihapon ja polyakryyliamidin polymerointia on hallinnut käänteinen emulsiopolymerointi. Keksi menetelmä typpeä sisältävän ja polyoksieteenin emulsiokopolymeroimiseksi tai sen vuorottelevan kopolymeroinnin polyoksipropeenipolymeroidun pinta-aktiivisen aineen, silloitusaineen ja akryylihappomonomeerin kanssa polyakryylihappoemulsion valmistamiseksi sakeuttamisaineena ja saavutti hyvän sakeuttamisvaikutuksen ja sillä on hyvä antielektrolyytti. suorituskykyä. Arianna Benetti et ai. käytti käänteisemulsiopolymerointimenetelmää akryylihapon, sulfonihapporyhmiä sisältävien monomeerien ja kationisten monomeerien kopolymeroimiseksi kosmetiikkaan tarkoitetun sakeutusaineen keksimiseksi. Sulfonihapporyhmien ja kvaternaaristen ammoniumsuolojen, joilla on vahva antielektrolyyttikyky, lisäämisen ansiosta sakeutusrakenteeseen, valmistetulla polymeerillä on erinomaiset sakeuttamis- ja elektrolyyttiä estävät ominaisuudet. Martial Pabon et ai. käytti käänteistä emulsiopolymerointia natriumakrylaatin, akryyliamidin ja iso-oktyylifenolipolyoksietyleenimetakrylaattimakromonomeerien kopolymeroimiseksi hydrofobisen yhdistymisen vesiliukoisen sakeuttamisaineen valmistamiseksi. Charles A. jne. käytti akryylihappoa ja akryyliamidia komonomeerinä saadakseen korkean molekyylipainon paksuntimen käänteisemulsiopolymeroinnilla. Zhao Junzi ja muut käyttivät liuospolymerointia ja käänteisemulsiopolymerointia syntetisoidakseen hydrofobisia assosiaatiopolyakrylaattisakeuttajia ja vertasivat polymerointiprosessia ja tuotteen suorituskykyä. Tulokset osoittavat, että akryylihapon ja stearyyliakrylaatin liuospolymerointiin ja käänteisemulsiopolymerointiin verrattuna akryylihaposta ja rasva-alkoholipolyoksietyleenieetteristä syntetisoitua hydrofobista assosiaatiomonomeeriä voidaan tehokkaasti parantaa käänteisemulsiopolymeroinnilla ja akryylihapon kopolymeroinnilla. Sakeutusaineiden elektrolyyttiresistanssi. Hän Ping käsitteli useita kysymyksiä, jotka liittyvät polyakryylihapon sakeuttamisaineen valmistukseen käänteisemulsiopolymeroinnilla. Tässä paperissa amfoteeristä kopolymeeriä käytettiin stabilointiaineena ja metyleenibisakryyliamidia käytettiin silloitusaineena ammoniumakrylaatin käynnistämiseksi käänteisemulsiopolymerointia varten tehokkaan sakeutusaineen valmistamiseksi pigmenttipainatusta varten. Tutkittiin erilaisten stabilointiaineiden, initiaattorien, komonomeerien ja ketjunsiirtoaineiden vaikutuksia polymerointiin. On huomautettava, että lauryylimetakrylaatin ja akryylihapon kopolymeeriä voidaan käyttää stabilointiaineena, ja kaksi redox-initiaattoria, bentsoyylidimetyylianiliiniperoksidi ja natrium-tert-butyylihydroperoksidimetabisulfiitti, voivat molemmat käynnistää polymeroinnin ja saavuttaa tietyn viskositeetin. valkoinen massa. Ja uskotaan, että alle 15 % akryyliamidilla kopolymeroidun ammoniumakrylaatin suolakestävyys kasvaa.
2. Hydrofobinen assosiaatio synteettinen polymeerisakeutusaine
Vaikka kemiallisesti silloitettuja polyakryylihapposakeutteita on käytetty laajalti, vaikka sulfonihapporyhmiä sisältävien monomeerien lisääminen sakeutusainekoostumukseen voi parantaa sen elektrolyyttiä estävää suorituskykyä, tämän tyyppisiä sakeuttajia on edelleen monia. Vikoja, kuten sakeutusjärjestelmän huono tiksotropia jne. Parannettu menetelmä on tuoda pieni määrä hydrofobisia ryhmiä sen hydrofiiliseen pääketjuun hydrofobisten assosiatiivisten sakeuttamisaineiden syntetisoimiseksi. Hydrofobiset assosiatiiviset sakeuttajat ovat uusia, viime vuosina kehitettyjä sakeuttajia. Molekyylirakenteessa on hydrofiilisiä osia ja lipofiilisiä ryhmiä, jotka osoittavat tiettyä pinta-aktiivisuutta. Assosiatiivisilla sakeuttamisaineilla on parempi suolankestävyys kuin ei-assosiatiivisilla sakeuttamisaineilla. Tämä johtuu siitä, että hydrofobisten ryhmien yhdistyminen ehkäisee osittain ionisuojausvaikutuksen aiheuttamaa kihartumistaipumusta tai pidemmän sivuketjun aiheuttama steerinen este osittain heikentää ionisuojausvaikutusta. Assosiaatiovaikutus auttaa parantamaan sakeuttamisaineen reologiaa, jolla on valtava rooli varsinaisessa levitysprosessissa. Kirjallisuudessa raportoitujen hydrofobisten assosiatiivisten sakeuttamisaineiden lisäksi Tian Dating et ai. raportoivat myös, että heksadekyylimetakrylaatti, hydrofobinen monomeeri, joka sisältää pitkiä ketjuja, kopolymeroitiin akryylihapon kanssa binaarisista kopolymeereistä koostuvien assosiatiivisten sakeutusaineiden valmistamiseksi. Synteettinen sakeutusaine. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tietty määrä silloittavia monomeerejä ja hydrofobisia pitkäketjuisia monomeerejä voi merkittävästi lisätä viskositeettia. Heksadekyylimetakrylaatin (HM) vaikutus hydrofobisessa monomeerissä on suurempi kuin lauryylimetakrylaatin (LM). Hydrofobisia pitkäketjuisia monomeerejä sisältävien assosiatiivisten silloitettujen sakeutusaineiden suorituskyky on parempi kuin ei-assosiatiivisten silloitettujen sakeutusaineiden. Tältä pohjalta tutkimusryhmä syntetisoi käänteisemulsiopolymeroinnilla myös assosiatiivisen sakeuttamisaineen, joka sisälsi akryylihappo/akryyliamidi/heksadekyylimetakrylaattiterpolymeeriä. Tulokset osoittivat, että sekä setyylimetakrylaatin hydrofobinen yhdistyminen että propionamidin ioniton vaikutus voivat parantaa sakeutusaineen sakeuttamiskykyä.
Hydrofobista polyuretaanisakeuttajaa (HEUR) on myös kehitetty voimakkaasti viime vuosina. Sen etuja ovat vaikeasti hydrolysoituva, vakaa viskositeetti ja erinomainen rakennesuorituskyky monissa sovelluksissa, kuten pH-arvossa ja lämpötilassa. Polyuretaanisakeutusaineiden sakeutusmekanismi johtuu pääasiassa sen erityisestä kolmilohkoisesta polymeerirakenteesta lipofiilis-hydrofiilis-lipofiilisissä muodossa, jolloin ketjun päät ovat lipofiilisiä ryhmiä (yleensä alifaattisia hiilivetyryhmiä) ja keskiosa on vesiliukoinen hydrofiilinen. segmentti (yleensä korkeamman molekyylipainon omaava polyetyleeniglykoli). Hydrofobisen pääteryhmän koon vaikutusta HEUR:n sakeuttamisvaikutukseen tutkittiin. Erilaisten testimenetelmien avulla polyetyleeniglykoli, jonka molekyylipaino oli 4000, päätettiin oktanolilla, dodekyylialkoholilla ja oktadekyylialkoholilla ja verrattiin kuhunkin hydrofobiseen ryhmään. HEUR:n muodostama misellikoko vesiliuoksessa. Tulokset osoittivat, että lyhyet hydrofobiset ketjut eivät riittäneet HEUR:lle muodostamaan hydrofobisia misellejä ja sakeuttamisvaikutus ei ollut hyvä. Samalla kun verrataan stearyylialkoholia ja lauryylialkoholipäätteistä polyetyleeniglykolia, ensimmäisen misellien koko on merkittävästi suurempi kuin jälkimmäisen, ja päätellään, että pitkällä hydrofobisella ketjusegmentillä on parempi paksuusvaikutus.
Pääsovellusalueet
Tekstiilien painatus ja värjäys
Tekstiili- ja pigmenttipainatuksen hyvä painoteho ja laatu riippuvat pitkälti painopastan suorituskyvystä, ja sakeuttamisaineen lisäyksellä on keskeinen rooli sen suorituskyvyssä. Sakeuttamisaineen lisääminen voi saada painotuotteesta korkean värisannon, selkeät painoääriviivat, kirkkaat ja täyteläiset värit sekä parantaa tuotteen läpäisevyyttä ja tiksotropiaa. Aiemmin luonnollista tärkkelystä tai natriumalginaattia käytettiin enimmäkseen painopastan sakeuttajana. Luonnollisesta tärkkelyksestä pastan valmistamisen vaikeudesta ja natriumalginaatin korkeasta hinnasta johtuen se korvataan vähitellen akryylipainatus- ja värjäysaineilla. Anionisella polyakryylihapolla on paras sakeuttamisvaikutus ja se on tällä hetkellä yleisimmin käytetty sakeutusaine, mutta tällaisessa sakeuttamisaineessa on edelleen puutteita, kuten elektrolyyttikestävyys, väritahnan tiksotropia ja värin saanto painatuksen aikana. Keskiarvo ei ole ihanteellinen. Parannettu menetelmä on lisätä pieni määrä hydrofobisia ryhmiä sen hydrofiiliseen pääketjuun assosiatiivisten sakeutusaineiden syntetisoimiseksi. Tällä hetkellä kotimaan markkinoilla olevat painopaksuttimet voidaan jakaa eri raaka-aineiden ja valmistusmenetelmien mukaan luonnollisiin sakeuttajiin, emulgointisakeuttajiin ja synteettisiin sakeuttajiin. Useimmat, koska sen kiintoainepitoisuus voi olla yli 50%, paksuusvaikutus on erittäin hyvä.
vesipohjainen maali
Asianmukaisella sakeuttamisaineiden lisäämisellä maaliin voidaan tehokkaasti muuttaa maalijärjestelmän nesteominaisuuksia ja tehdä siitä tiksotrooppinen, jolloin maalille on hyvä varastointikestävyys ja työstettävyys. Erinomaisen suorituskyvyn omaava sakeutusaine voi lisätä pinnoitteen viskositeettia varastoinnin aikana, estää pinnoitteen irtoamista ja vähentää viskositeettia nopean pinnoituksen aikana, lisätä pinnoitekalvon viskositeettia pinnoituksen jälkeen ja estää painumista. Perinteisissä maalin sakeuttamisaineissa käytetään usein vesiliukoisia polymeerejä, kuten suurimolekyylistä hydroksietyyliselluloosaa. Lisäksi polymeerisiä sakeutusaineita voidaan käyttää myös kosteudenpidätysten säätelyyn paperituotteiden päällystysprosessin aikana. Sakeuttamisaineiden läsnäolo voi tehdä päällystetyn paperin pinnasta tasaisemman ja tasaisemman. Erityisesti turpoava emulsio (HASE) -sakeutusaine on roiskeita estävä, ja sitä voidaan käyttää yhdessä muuntyyppisten sakeutusaineiden kanssa vähentämään huomattavasti päällystetyn paperin pinnan karheutta. Esimerkiksi lateksimaali kohtaa usein veden erottumisen ongelman tuotannon, kuljetuksen, varastoinnin ja rakentamisen aikana. Vaikka veden erottumista voidaan viivästyttää lisäämällä lateksimaalin viskositeettia ja dispergoituvuutta, tällaiset säädöt ovat usein rajallisia, ja mikä tärkeämpää, Tai sakeutusaineen valinta ja sen sovittaminen tämän ongelman ratkaisemiseksi.
öljyn talteenotto
Öljynuutossa suuren tuoton saamiseksi käytetään nestekerroksen murtamiseen tietyn nesteen johtavuutta (kuten hydraulivoimaa jne.). Nestettä kutsutaan murtonesteeksi tai murtonesteeksi. Säröilyn tarkoituksena on muodostaa muodostukseen tietyn kokoisia ja johtavia rakoja, ja sen onnistuminen liittyy läheisesti käytetyn murtonesteen suorituskykyyn. Murtonesteitä ovat vesipohjaiset murtonesteet, öljypohjaiset murtonesteet, alkoholipohjaiset murtonesteet, emulgoidut murtumisnesteet ja vaahtomurtonesteet. Niiden joukossa vesipohjaisella murtumisnesteellä on edullinen hinta ja korkea turvallisuus, ja se on tällä hetkellä laajimmin käytetty. Sakeutusaine on vesipohjaisen murtonesteen päälisäaine, ja sen kehitystä on ollut lähes puoli vuosisataa, mutta tehokkaamman murtonesteen sakeuttamisaineen saaminen on aina ollut tutkijoiden tutkimussuunta kotimaassa ja ulkomailla. Tällä hetkellä käytössä on monenlaisia vesipohjaisia murtonestepolymeerisakeutusaineita, jotka voidaan jakaa kahteen luokkaan: luonnolliset polysakkaridit ja niiden johdannaiset sekä synteettiset polymeerit. Öljynottoteknologian jatkuvan kehityksen ja kaivosvaikeuden lisääntymisen myötä ihmiset asettavat uudempia ja korkeampia vaatimuksia murtonesteelle. Koska ne soveltuvat paremmin monimutkaisiin muodostusympäristöihin kuin luonnolliset polysakkaridit, synteettisillä polymeerisakeuttajilla on suurempi rooli korkean lämpötilan syvän kaivon murtamisessa.
Päivittäiset kemikaalit ja ruoka
Tällä hetkellä päivittäisessä kemianteollisuudessa käytetään yli 200 erilaista sakeuttamisainetta, mukaan lukien pääasiassa epäorgaaniset suolat, pinta-aktiiviset aineet, vesiliukoiset polymeerit ja rasva-alkoholit/rasvahapot. Niitä käytetään enimmäkseen pesuaineissa, kosmetiikassa, hammastahnassa ja muissa tuotteissa. Lisäksi sakeuttamisaineita käytetään laajalti myös elintarviketeollisuudessa. Niitä käytetään pääasiassa parantamaan ja stabiloimaan ruoan fysikaalisia ominaisuuksia tai muotoja, lisäämään ruoan viskositeettia, antamaan ruoalle tahmeaa ja herkullista makua, ja niillä on rooli sakeuttamisessa, stabiloinnissa ja homogenisoinnissa. , emulgoiva geeli, peittävä, maustava ja makeutusaine. Elintarviketeollisuudessa käytettyjä sakeutusaineita ovat eläimistä ja kasveista saadut luonnolliset sakeuttamisaineet sekä synteettiset sakeuttamisaineet, kuten CMCNa ja propyleeniglykolialginaatti. Lisäksi sakeuttajia on käytetty laajalti myös lääketieteessä, paperinvalmistuksessa, keramiikassa, nahan käsittelyssä, galvanoinnissa jne.
2.Epäorgaaninen sakeutusaine
Epäorgaaniset sakeuttamisaineet sisältävät kaksi luokkaa matalan molekyylipainon ja korkean molekyylipainon, ja pienen molekyylipainon sakeuttajat ovat pääasiassa epäorgaanisten suolojen ja pinta-aktiivisten aineiden vesiliuoksia. Tällä hetkellä käytettyjä epäorgaanisia suoloja ovat pääasiassa natriumkloridi, kaliumkloridi, ammoniumkloridi, natriumsulfaatti, natriumfosfaatti ja pentanatriumtrifosfaatti, joista natriumkloridilla ja ammoniumkloridilla on paremmat sakeuttamisvaikutukset. Perusperiaate on, että pinta-aktiiviset aineet muodostavat misellejä vesiliuoksessa ja elektrolyyttien läsnäolo lisää misellien assosiaatioiden määrää, mikä johtaa pallomaisten misellien muuttumiseen sauvan muotoisiksi miselleiksi, mikä lisää liikevastusta ja lisää siten järjestelmän viskositeettia. . Kuitenkin, kun elektrolyyttiä on liikaa, se vaikuttaa misellirakenteeseen, vähentää liikevastusta ja siten alentaa järjestelmän viskositeettia, mikä on niin kutsuttu suolausvaikutus.
Epäorgaanisia korkean molekyylipainon sakeuttajia ovat bentoniitti, attapulgiitti, alumiinisilikaatti, sepioliitti, hektoriitti jne. Näistä bentoniitti on kaupallisesti arvokkain. Pääasiallinen sakeuttamismekanismi koostuu tiksotrooppisista geelimineraaleista, jotka turpoavat imemällä vettä. Näillä mineraaleilla on yleensä kerrosrakenne tai laajennettu hilarakenne. Veteen dispergoituessaan siinä olevat metalli-ionit diffundoituvat lamellikiteistä, turpoavat hydraation edetessä ja lopulta erottuvat kokonaan lamellikiteistä muodostaen kolloidisen suspension. nestettä. Tällä hetkellä lamellikiteen pinnalla on negatiivinen varaus, ja sen kulmissa on pieni määrä positiivista varausta hilan murtumispintojen ilmaantumisen vuoksi. Laimeassa liuoksessa pinnan negatiiviset varaukset ovat suurempia kuin nurkissa olevat positiiviset varaukset ja hiukkaset hylkivät toisiaan sakeutumatta. Kuitenkin elektrolyyttipitoisuuden kasvaessa lamellien pinnan varaus pienenee ja hiukkasten välinen vuorovaikutus muuttuu lamellien välisestä hylkivästä voimasta lamellien pinnalla olevien negatiivisten varausten ja positiivisten varausten väliseen vetovoimaan. latautuu reunakulmissa. Pystysuoraan ristisilloittuneena yhteen muodostaen korttitalorakenteen, jolloin turvotus muodostaa geelin, joka saavuttaa sakeuttamisvaikutuksen. Tässä vaiheessa epäorgaaninen geeli liukenee veteen muodostaen erittäin tiksotrooppisen geelin. Lisäksi bentoniitti voi muodostaa vetysidoksia liuoksessa, mikä on edullista kolmiulotteisen verkkorakenteen muodostumiselle. Epäorgaanisen geelin hydratoitumisen paksuuntuminen ja korttihuoneen muodostus on esitetty kaaviossa 1. Polymeroitujen monomeerien interkalaatio montmorilloniitiksi kerrosten välisen etäisyyden lisäämiseksi ja sitten kerrosten välissä tapahtuva in situ interkalaatiopolymerointi voi tuottaa polymeeri/montmorilloniitti orgaanisen- Epäorgaaninen hybridi sakeuttaja. Polymeeriketjut voivat kulkea montmorilloniittilevyjen läpi muodostaen polymeeriverkoston. Ensimmäistä kertaa Kazutoshi et ai. käytti natriumpohjaista montmorilloniittia silloitusaineena polymeerijärjestelmän käyttöönottamiseksi ja valmisti montmorilloniittisilloitettua lämpötilaherkkää hydrogeeliä. Liu Hongyu et ai. käytti natriumpohjaista montmorilloniittia silloitusaineena uudentyyppisen sakeuttamisaineen syntetisoimiseksi, jolla on korkea elektrolyyttisuorituskyky, ja testasi komposiittisakeuttimen sakeuttamissuorituskykyä sekä anti-NaCl- ja muita elektrolyyttejä. Tulokset osoittavat, että Na-montmorilloniittisilloitetulla sakeuttamisaineella on erinomaiset elektrolyyttiä estävät ominaisuudet. Lisäksi on olemassa myös epäorgaanisia ja muita orgaanisia yhdisteiden sakeuttajia, kuten M.Chtouroun valmistamaa synteettistä sakeuttamisainetta ja muita ammoniumsuolojen orgaanisia johdannaisia sekä montmorilloniittiin kuuluvaa tunisialaista savea, jolla on hyvä sakeuttamisvaikutus.
Postitusaika: 11.1.2023