Ջրի վրա հիմնված ներկերի խտացուցիչներ

1. Թանձրացուցիչների տեսակները և խտացման մեխանիզմը

(1) Անօրգանական խտացուցիչ.

Ջրի վրա հիմնված համակարգերում անօրգանական խտացուցիչները հիմնականում կավ են: Օրինակ՝ բենտոնիտ։ Կաոլինը և դիատոմային հողը (հիմնական բաղադրիչը SiO2-ն է, որն ունի ծակոտկեն կառուցվածք) երբեմն օգտագործվում են որպես խտացնող համակարգերի օժանդակ խտացուցիչներ՝ իրենց կախովի հատկությունների պատճառով: Բենտոնիտը ավելի լայնորեն օգտագործվում է ջրի բարձր ուռչելու պատճառով: Բենտոնիտ (Բենտոնիտ), որը նաև հայտնի է որպես բենտոնիտ, բենտոնիտ և այլն, բենտոնիտի հիմնական հանքանյութը մոնտմորիլլոնիտն է, որը պարունակում է փոքր քանակությամբ ալկալային և հողալկալիական մետաղների ջրային ալյումինոսիլիկատային հանքանյութեր, որոնք պատկանում են ալյումինոսիլիկատային խմբին, դրա ընդհանուր քիմիական բանաձևը հետևյալն է. ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O. Բենտոնիտի ընդլայնման հզորությունը արտահայտվում է ընդարձակման հզորությամբ, այսինքն՝ բենտոնիտի ծավալը նոսր աղաթթվի լուծույթում ուռչելուց հետո կոչվում է ընդարձակման հզորություն՝ արտահայտված մլ/գրամով։ Այն բանից հետո, երբ բենտոնիտի խտացուցիչը կլանում է ջուրը և ուռչում, ծավալը կարող է հասնել մի քանի անգամ կամ տասը անգամ, քան մինչև ջուրը կլանելը, ուստի այն ունի լավ կասեցում, և քանի որ այն ավելի նուրբ մասնիկի չափով փոշի է, այն տարբերվում է ծածկույթի այլ փոշիներից: համակարգ. Մարմինը լավ խառնելիություն ունի։ Բացի այդ, կախոց արտադրելիս այն կարող է մղել այլ փոշիներ՝ ստեղծելու որոշակի հակաշերտավորման ազդեցություն, ուստի շատ օգտակար է համակարգի պահպանման կայունությունը բարելավելու համար:

Բայց նատրիումի վրա հիմնված բենտոնիտներից շատերը փոխակերպվում են կալցիումի վրա հիմնված բենտոնիտից՝ նատրիումի փոխակերպման միջոցով: Նատրիումացման միաժամանակ կստեղծվեն մեծ քանակությամբ դրական իոններ, ինչպիսիք են կալցիումի իոնները և նատրիումի իոնները: Եթե ​​այս կատիոնների պարունակությունը համակարգում չափազանց բարձր է, ապա էմուլսիայի մակերևույթի բացասական լիցքերի վրա մեծ քանակությամբ լիցքի չեզոքացում կառաջանա, ուստի որոշ չափով այն կարող է առաջացնել կողմնակի բարդություններ, ինչպիսիք են այտուցը և ծղոտը: էմուլսիան։ Մյուս կողմից, այս կալցիումի իոնները կունենան նաև կողմնակի ազդեցություններ նատրիումի աղ ցրիչի (կամ պոլիֆոսֆատ ցրիչի) վրա՝ պատճառ դառնալով այդ դիսպերսանտների նստեցմանը ծածկույթի համակարգում՝ ի վերջո հանգեցնելով ցրման կորստի՝ դարձնելով ծածկույթը ավելի հաստ, հաստ կամ նույնիսկ։ ավելի հաստ. Տեղի են ունեցել սաստիկ տեղումներ և ծակոտկենություն։ Բացի այդ, բենտոնիտի խտացնող ազդեցությունը հիմնականում հիմնված է փոշիի վրա՝ ջուրը կլանելու և կախոց առաջացնելու համար ընդլայնելու համար, ուստի այն ուժեղ թիքսոտրոպ ազդեցություն կբերի ծածկույթի համակարգին, ինչը շատ անբարենպաստ է ծածկույթների համար, որոնք պահանջում են լավ հարթեցման էֆեկտներ: Հետևաբար, բենտոնիտային անօրգանական խտացուցիչները հազվադեպ են օգտագործվում լատեքսային ներկերի մեջ, և միայն փոքր քանակությունը օգտագործվում է որպես խտացուցիչ ցածր կարգի լատեքսային ներկերի կամ խոզանակով լատեքսային ներկերի մեջ: Այնուամենայնիվ, վերջին տարիներին որոշ տվյալներ ցույց են տվել, որ Hemmings-ի BENTONE®LT. օրգանապես ձևափոխված և զտված հեկտորիտը լավ հականստվածքային և ատոմային ազդեցություն ունի, երբ կիրառվում է լատեքսային ներկերի առանց օդի ցողման համակարգերի վրա:

(2) Ցելյուլոզային եթեր.

Ցելյուլոզային եթերը բնական բարձր պոլիմեր է, որը ձևավորվում է β-գլյուկոզայի խտացումից: Օգտագործելով հիդրօքսիլ խմբի բնութագրերը գլյուկոզիլային օղակում, ցելյուլոզը կարող է ենթարկվել տարբեր ռեակցիաների՝ արտադրելով մի շարք ածանցյալներ: Դրանցից ստացվում են էսթերֆիկացման և եթերիֆիկացման ռեակցիաներ։ Ցելյուլոզայի էսթերը կամ բջջանյութի եթերի ածանցյալները ցելյուլոզայի ամենակարևոր ածանցյալներն են: Սովորաբար օգտագործվող ապրանքներն են կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզը,հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա, մեթիլ ցելյուլոզա, հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլ ցելյուլոզա և այլն։ Քանի որ կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզը պարունակում է նատրիումի իոններ, որոնք հեշտությամբ լուծվում են ջրում, այն ունի վատ ջրակայունություն, և դրա հիմնական շղթայի վրա փոխարինողների թիվը փոքր է, ուստի այն հեշտությամբ քայքայվում է բակտերիալ կոռոզիայից՝ նվազեցնելով ջրային լուծույթի մածուցիկությունը և դարձնելով այն։ գարշահոտ և այլն: Երևույթ, որը հազվադեպ է օգտագործվում լատեքսային ներկի մեջ, սովորաբար օգտագործվում է ցածրորակ պոլիվինիլային սպիրտ սոսինձ ներկերի և ծեփամածիկի մեջ: Մեթիլցելյուլոզայի ջրային լուծարման արագությունը սովորաբար մի փոքր ավելի ցածր է, քան հիդրօքսիէթիլցելյուլոզինը: Բացի այդ, տարրալուծման գործընթացում կարող է լինել փոքր քանակությամբ չլուծվող նյութ, որը կազդի ծածկույթի թաղանթի տեսքի և զգացողության վրա, ուստի այն հազվադեպ է օգտագործվում լատեքսային ներկի մեջ: Այնուամենայնիվ, մեթիլային ջրային լուծույթի մակերեսային լարվածությունը մի փոքր ավելի ցածր է, քան մյուս ցելյուլոզային ջրային լուծույթները, ուստի այն լավ ցելյուլոզային խտացուցիչ է, որն օգտագործվում է ծեփամածիկի մեջ: Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը նաև ցելյուլոզային խտացուցիչ է, որը լայնորեն օգտագործվում է ծեփամածիկի ոլորտում և այժմ հիմնականում օգտագործվում է ցեմենտի կամ կրաքարի վրա հիմնված ծեփամածիկի (կամ այլ անօրգանական կապող նյութերի) մեջ: Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը լայնորեն օգտագործվում է լատեքսային ներկերի համակարգերում՝ ջրի լավ լուծելիության և ջրի պահպանման պատճառով: Համեմատած այլ ցելյուլոզների հետ, այն ավելի քիչ է ազդում ծածկույթի ֆիլմի աշխատանքի վրա: Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի առավելությունները ներառում են բարձր պոմպային արդյունավետություն, լավ համատեղելիություն, լավ պահեստավորման կայունություն և մածուցիկության լավ pH կայունություն: Թերությունները վատ հարթեցման հեղուկություն են և վատ շաղ տալ դիմադրությունը: Այս թերությունները բարելավելու համար ի հայտ է եկել հիդրոֆոբ մոդիֆիկացիան։ Սեռի հետ կապված հիդրօքսիէթիլցելյուլոզա (HMHEC), ինչպիսին է NatrosolPlus330, 331

(3) պոլիկարբոքսիլատներ.

Այս պոլիկարբոքսիլատում բարձր մոլեկուլային քաշը խտացուցիչ է, իսկ ցածր մոլեկուլային քաշը՝ ցրող: Նրանք հիմնականում կլանում են ջրի մոլեկուլները համակարգի հիմնական շղթայում, ինչը մեծացնում է ցրված փուլի մածուցիկությունը. Բացի այդ, դրանք կարող են նաև ներծծվել լատեքսի մասնիկների մակերեսի վրա՝ ձևավորելով ծածկույթի շերտ, որը մեծացնում է լատեքսի մասնիկների չափը, հաստացնում է լատեքսի հիդրացիոն շերտը և մեծացնում լատեքսի ներքին փուլի մածուցիկությունը։ Այնուամենայնիվ, այս տեսակի խտացուցիչն ունի համեմատաբար ցածր խտացման արդյունավետություն, ուստի այն աստիճանաբար վերացվում է ծածկույթների կիրառման մեջ: Այժմ այս տեսակի խտացուցիչը հիմնականում օգտագործվում է գունավոր մածուկի խտացման համար, քանի որ դրա մոլեկուլային քաշը համեմատաբար մեծ է, ուստի այն օգտակար է գունային մածուկի ցրման և պահպանման կայունության համար:

(4) Ալկալիներով ուռեցնող խտացուցիչ.

Գոյություն ունեն ալկալիներով ուռչող խտացուցիչների երկու հիմնական տեսակ՝ սովորական ալկալիով ուռեցվող խտացուցիչներ և ասոցիատիվ ալկալային ուռեցնող խտացուցիչներ: Նրանց միջև ամենամեծ տարբերությունը հիմնական մոլեկուլային շղթայում պարունակվող հարակից մոնոմերների տարբերությունն է։ Ասոցիատիվ ալկալային ուռեցնող խտացուցիչները համապոլիմերացված են ասոցիատիվ մոնոմերների հետ, որոնք կարող են ներծծվել միմյանց հիմնական շղթայի կառուցվածքում, ուստի ջրային լուծույթում իոնացումից հետո կարող է առաջանալ ներմոլեկուլային կամ միջմոլեկուլային կլանումը, ինչը հանգեցնում է համակարգի մածուցիկության արագ բարձրացմանը:

ա. Սովորական ալկալային ուռեցնող խտացուցիչ.

Սովորական ալկալային ուռեցնող խտացուցիչի հիմնական ներկայացուցչական տեսակը ASE-60-ն է: ASE-60-ը հիմնականում ընդունում է մետակրիլաթթվի և էթիլակրիլատի համապոլիմերացումը: Համապոլիմերացման գործընթացում մետակրիլաթթուն կազմում է պինդ պարունակության մոտ 1/3-ը, քանի որ կարբոքսիլային խմբերի առկայությունը մոլեկուլային շղթային դարձնում է հիդրոֆիլության որոշակի աստիճան և չեզոքացնում է աղի ձևավորման գործընթացը։ Լիցքերի վանման պատճառով մոլեկուլային շղթաները ընդլայնվում են, ինչը մեծացնում է համակարգի մածուցիկությունը և առաջացնում է խտացնող ազդեցություն։ Այնուամենայնիվ, երբեմն մոլեկուլային քաշը չափազանց մեծ է խաչաձեւ կապող նյութի գործողության պատճառով: Մոլեկուլային շղթայի ընդլայնման գործընթացում մոլեկուլային շղթան լավ չի ցրվում կարճ ժամանակահատվածում։ Երկարատև պահպանման գործընթացում մոլեկուլային շղթան աստիճանաբար ձգվում է, ինչը բերում է մածուցիկության հետհաստացում։ Բացի այդ, քանի որ այս տեսակի խտացուցիչի մոլեկուլային շղթայում քիչ հիդրոֆոբ մոնոմերներ կան, հեշտ չէ մոլեկուլների միջև հիդրոֆոբ կոմպլեքսացիա առաջացնել, հիմնականում՝ ներմոլեկուլային փոխադարձ կլանումը, ուստի այս տեսակի խտացուցիչն ունի ցածր խտացման արդյունավետություն, ուստի հազվադեպ է օգտագործվում միայնակ: Այն հիմնականում օգտագործվում է այլ խտացուցիչների հետ համատեղ։

բ. Ասոցիացիայի (concord) տիպի ալկալիների այտուցվածության խտացուցիչ.

Այս տեսակի խտացուցիչն այժմ ունի բազմաթիվ տեսակներ՝ ասոցիատիվ մոնոմերների ընտրության և մոլեկուլային կառուցվածքի նախագծման պատճառով: Նրա հիմնական շղթայի կառուցվածքը նույնպես հիմնականում կազմված է մետակրիլաթթվից և էթիլակրիլատից, իսկ ասոցիատիվ մոնոմերները կառուցվածքում նման են ալեհավաքների, բայց միայն փոքր քանակությամբ բաշխում։ Հենց այս ասոցիատիվ մոնոմերներն են, ինչպիսիք են ութոտնուկների շոշափուկները, որոնք ամենակարևոր դերն են խաղում խտացուցիչի խտացման արդյունավետության գործում: Կառուցվածքում կարբոքսիլային խումբը չեզոքացվում է և առաջանում է աղ, իսկ մոլեկուլային շղթան նույնպես նման է սովորական ալկալային ուռեցնող խտացուցիչի։ Տեղի է ունենում նույն լիցքի վանումը, այնպես որ մոլեկուլային շղթան բացվում է։ Նրա մեջ ասոցիատիվ մոնոմերը նույնպես ընդլայնվում է մոլեկուլային շղթայի հետ, բայց դրա կառուցվածքը պարունակում է և՛ հիդրոֆիլ շղթաներ, և՛ հիդրոֆոբ շղթաներ, ուստի մոլեկուլում կամ մոլեկուլների միջև կստեղծվի մեծ միցելյար կառուցվածք, որը նման է մակերեսային ակտիվ նյութերին: Այս միցելներն արտադրվում են ասոցիացիայի մոնոմերների փոխադարձ կլանման արդյունքում, և որոշ ասոցիացիա մոնոմերներ կլանում են միմյանց էմուլսիայի մասնիկների (կամ այլ մասնիկների) կամրջող ազդեցության միջոցով: Միկելները արտադրվելուց հետո նրանք համակարգում ամրացնում են էմուլսիայի մասնիկները, ջրի մոլեկուլի մասնիկները կամ այլ մասնիկները համեմատաբար ստատիկ վիճակում, ինչպես պարսպի շարժումը, այնպես որ այս մոլեկուլների (կամ մասնիկների) շարժունակությունը թուլանում է և մածուցիկությունը: համակարգը մեծանում է. Հետևաբար, այս տեսակի խտացուցիչի խտացման արդյունավետությունը, հատկապես բարձր էմուլսիայի պարունակությամբ լատեքսային ներկերի մեջ, շատ ավելի բարձր է, քան սովորական ալկալային ուռեցնող խտացուցիչները, ուստի այն լայնորեն օգտագործվում է լատեքսային ներկերի մեջ: Ապրանքի հիմնական ներկայացուցիչը Տիպը TT-935 է:

(5) Ասոցիատիվ պոլիուրեթանային (կամ պոլիեթեր) խտացնող և հարթեցնող միջոց.

Ընդհանուր առմամբ, խտացուցիչներն ունեն շատ բարձր մոլեկուլային քաշ (օրինակ՝ ցելյուլոզա և ակրիլաթթու), և դրանց մոլեկուլային շղթաները ձգվում են ջրային լուծույթում՝ բարձրացնելու համակարգի մածուցիկությունը: Պոլիուրեթանի (կամ պոլիեթերի) մոլեկուլային քաշը շատ փոքր է, և այն հիմնականում կապ է ձևավորում մոլեկուլների միջև լիպոֆիլ հատվածի վան դեր Վալսյան ուժի փոխազդեցության միջոցով, բայց այս ասոցացման ուժը թույլ է, և կապը կարող է կատարվել որոշակի պայմաններում: արտաքին ուժ. Տարանջատումը, դրանով իսկ նվազեցնելով մածուցիկությունը, նպաստում է ծածկույթի շերտի հարթեցմանը, ուստի այն կարող է խաղալ հարթեցնող նյութի դերը: Երբ կտրվածքի ուժը վերանում է, այն կարող է արագ վերսկսել կապը, և համակարգի մածուցիկությունը բարձրանում է: Այս երևույթը ձեռնտու է շինարարության ընթացքում մածուցիկությունը նվազեցնելու և հարթեցման բարձրացման համար. իսկ կտրող ուժի կորստից հետո մածուցիկությունը անմիջապես կվերականգնվի՝ ծածկույթի թաղանթի հաստությունը մեծացնելու համար: Գործնական կիրառություններում մեզ ավելի շատ մտահոգում է պոլիմերային էմուլսիաների վրա նման ասոցիատիվ խտացուցիչների խտացնող ազդեցությունը: Հիմնական պոլիմերային լատեքսի մասնիկները նույնպես մասնակցում են համակարգի միավորմանը, այնպես որ այս տեսակի խտացնող և հարթեցնող նյութը նույնպես լավ խտացնող (կամ հարթեցնող) ազդեցություն ունի, երբ այն ցածր է իր կրիտիկական կոնցենտրացիան. Երբ այս տեսակի խտացնող և հարթեցնող նյութի կոնցենտրացիան, երբ այն մաքուր ջրի մեջ իր կրիտիկական կոնցենտրացիայից ավելի բարձր է, այն կարող է ինքնին միացումներ առաջացնել, և մածուցիկությունը արագորեն բարձրանում է: Հետևաբար, երբ այս տեսակի խտացնող և հարթեցնող նյութը ցածր է իր կրիտիկական կոնցենտրացիայից, քանի որ լատեքսի մասնիկները մասնակցում են մասնակի միավորմանը, որքան փոքր է էմուլսիայի մասնիկի չափը, այնքան ավելի ուժեղ է ասոցիացիան, և դրա մածուցիկությունը կաճի մեծացման հետ: էմուլսիայի քանակը. Բացի այդ, որոշ դիսպերսանտներ (կամ ակրիլային խտացուցիչներ) պարունակում են հիդրոֆոբ կառուցվածքներ, և դրանց հիդրոֆոբ խմբերը փոխազդում են պոլիուրեթանայինների հետ, այնպես որ համակարգը ձևավորում է ցանցի մեծ կառուցվածք, որը նպաստում է խտացմանը:

2. Տարբեր խտացուցիչների ազդեցությունը լատեքսային ներկի ջրի տարանջատման դիմադրության վրա

Ջրի վրա հիմնված ներկերի ձևավորման ձևավորման մեջ խտացուցիչների օգտագործումը շատ կարևոր օղակ է, որը կապված է լատեքսային ներկերի բազմաթիվ հատկությունների հետ, ինչպիսիք են շինարարությունը, գույնի զարգացումը, պահպանումը և արտաքին տեսքը: Այստեղ մենք կենտրոնանում ենք խտացուցիչների օգտագործման ազդեցության վրա լատեքսային ներկի պահպանման վրա: Վերոնշյալ ներածությունից մենք կարող ենք իմանալ, որ բենտոնիտը և պոլիկարբոքսիլատները. խտացուցիչները հիմնականում օգտագործվում են որոշ հատուկ ծածկույթների մեջ, որոնք այստեղ չեն քննարկվի: Մենք հիմնականում կքննարկենք առավել հաճախ օգտագործվող ցելյուլոզային, ալկալային ուռչող և պոլիուրեթանային (կամ պոլիեթեր) խտացուցիչները, առանձին և համակցված, ազդում են լատեքսային ներկերի ջրի տարանջատման դիմադրության վրա:

Թեև միայն հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզով խտացումն ավելի լուրջ է ջրի տարանջատման մեջ, այն հեշտ է հավասարաչափ խառնել: Ալկալիների այտուցվածության խտացման մեկանգամյա օգտագործումը չունի ջրի տարանջատում և տեղումներ, բայց խտացումից հետո լուրջ խտացում: Պոլիուրեթանային խտացման միանգամյա օգտագործումը, թեև ջրի անջատում և հետհաստացում: Թանձրացումը լուրջ չէ, բայց դրա արդյունքում ստացված նստվածքը համեմատաբար դժվար է և դժվար խառնվող: Եվ այն ընդունում է հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա և ալկալիների այտուցված խտացնող միացություն, առանց հետհաստացման, առանց կոշտ տեղումների, հեշտ խառնվող, բայց կա նաև փոքր քանակությամբ ջուր: Այնուամենայնիվ, երբ թանձրանալու համար օգտագործվում են հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա և պոլիուրեթան, ջրի տարանջատումը ամենալուրջն է, բայց կոշտ տեղումներ չկան: Ալկալիներով ուռեցնող խտացումն ու պոլիուրեթանն օգտագործվում են միասին, թեև ջրի տարանջատումը հիմնականում ջրային բաժանում չէ, բայց խտացումից հետո, իսկ հատակի նստվածքը դժվար է հավասարաչափ խառնել: Իսկ վերջինն օգտագործում է փոքր քանակությամբ հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզ՝ ալկալային այտուցվածությամբ և պոլիուրեթանային խտացմամբ՝ առանց տեղումների և ջրի տարանջատման միատեսակ վիճակ ունենալու համար։ Երևում է, որ մաքուր ակրիլային էմուլսիայի համակարգում ուժեղ հիդրոֆոբիկությամբ ավելի լուրջ է ջրային փուլը խտացնել հիդրոֆիլ հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզով, բայց այն հեշտությամբ կարելի է հավասարաչափ խառնել։ Հիդրոֆոբ ալկալային այտուցվածության և պոլիուրեթանային (կամ դրանց միացության) խտացման միանգամյա օգտագործումը, թեև հակաջրային անջատման արդյունավետությունն ավելի լավ է, բայց երկուսն էլ դրանից հետո խտանում են, իսկ եթե տեղումներ են, դա կոչվում է կոշտ տեղումներ, որը դժվար է հավասարաչափ խառնել: Ցելյուլոզայի և պոլիուրեթանային միացությունների խտացման օգտագործումը, հիդրոֆիլ և լիպոֆիլ արժեքների ամենահեռավոր տարբերության պատճառով, հանգեցնում է ջրի ամենալուրջ տարանջատման և տեղումների, բայց նստվածքը փափուկ է և հեշտ խառնվող: Վերջին բանաձևն ունի լավագույն հակաջրային տարանջատման արդյունավետությունը հիդրոֆիլ և լիպոֆիլային ավելի լավ հավասարակշռության շնորհիվ: Իհարկե, բանաձևի նախագծման իրական գործընթացում պետք է հաշվի առնել նաև էմուլսիաների և թրջող և ցրող նյութերի տեսակները և դրանց հիդրոֆիլ և լիպոֆիլ արժեքները: Միայն լավ հավասարակշռության հասնելու դեպքում համակարգը կարող է լինել թերմոդինամիկական հավասարակշռության վիճակում և ունենալ լավ Ջրակայունություն:

Թանձրացման համակարգում ջրային փուլի խտացումը երբեմն ուղեկցվում է նավթային փուլի մածուցիկության բարձրացմամբ։ Օրինակ, մենք ընդհանուր առմամբ հավատում ենք, որ ցելյուլոզային խտացուցիչները խտացնում են ջրի փուլը, բայց ցելյուլոզը բաշխվում է ջրային փուլում: