HPMC (hidroksipropil metilselulosa) adalah aditif yang sangat efisien dan banyak digunakan dalam formulasi pelapis dan cat. Salah satu fungsi utamanya adalah untuk meningkatkan kontrol viskositas, yang tidak hanya meningkatkan reologi pelapis dan cat, namun juga meningkatkan kinerja konstruksi dan kualitas film akhir.
1. Sifat dasar HPMC
HPMC adalah selulosa eter non-ionik dengan kelarutan air yang baik dan kelarutan pelarut organik. Ia dapat larut dan membentuk larutan koloid yang stabil pada suhu dan nilai pH yang berbeda. Mekanisme kerja utama HPMC adalah membentuk struktur jaringan melalui ikatan hidrogen antarmolekul dan gaya van der Waals, sehingga mempengaruhi sifat reologi pelapis atau cat. Viskositasnya berubah seiring dengan perubahan konsentrasi, suhu, laju geser dan faktor lainnya, sehingga penerapannya pada pelapis dan cat memiliki ruang penyesuaian yang besar.
2. Fungsi HPMC pada pelapis dan cat
Penyesuaian viskositas: Fungsi utama HPMC adalah mengatur viskositas sistem. Dalam pelapisan dan cat, viskositas merupakan parameter penting yang secara langsung mempengaruhi konstruksi, perataan, dan efek film akhir material. HPMC secara tepat dapat mengontrol viskositas lapisan dengan mengubah struktur atau konsentrasi molekul, memastikan stabilitas dan pengoperasian lapisan selama penyimpanan, transportasi, dan konstruksi.
Kontrol reologi: HPMC memberikan sifat reologi yang baik pada lapisan atau cat, sehingga mempertahankan viskositas tinggi ketika statis untuk mencegah sedimentasi, dan dapat mengurangi viskositas saat digeser, sehingga mudah diaplikasikan. Tiksotropi ini penting untuk kinerja konstruksi pelapis dan cat, terutama saat penyemprotan, penyikatan, atau penggulungan, yang membantu mencapai lapisan yang seragam dan halus.
Kinerja anti-kendur: Ketika pelapis atau cat diaplikasikan pada permukaan vertikal, sering terjadi kendur, yaitu lapisan mengalir di bawah pengaruh gravitasi, sehingga ketebalan film tidak merata dan tanda aliran merata. HPMC secara efektif menekan fenomena kendur dengan meningkatkan viskositas dan tiksotropi sistem, memastikan stabilitas lapisan saat diaplikasikan pada permukaan vertikal.
Efek anti-sedimentasi: Pada lapisan dengan lebih banyak pigmen atau bahan pengisi, pigmen atau bahan pengisi rentan terhadap sedimentasi, sehingga mempengaruhi keseragaman lapisan. HPMC memperlambat laju sedimentasi partikel padat dengan meningkatkan viskositas sistem. Pada saat yang sama, ia mempertahankan keadaan tersuspensi dalam cat dengan berinteraksi dengan partikel pigmen, memastikan bahwa cat seragam dan konsisten selama proses konstruksi.
Meningkatkan stabilitas penyimpanan: Selama penyimpanan jangka panjang, cat rentan terhadap stratifikasi, koagulasi, atau sedimentasi. Penambahan HPMC secara efektif dapat meningkatkan stabilitas penyimpanan cat, menjaga keseragaman dan kekentalan cat, sehingga memperpanjang umur simpan dan menghindari penurunan kualitas produk akibat penyimpanan yang tidak tepat.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengendalian viskositas dengan HPMC
Konsentrasi: Konsentrasi HPMC merupakan faktor langsung yang mempengaruhi kekentalan cat atau cat. Ketika konsentrasi HPMC meningkat, viskositas sistem akan meningkat secara signifikan. Untuk pelapis yang memerlukan viskositas lebih tinggi, peningkatan jumlah HPMC secara tepat dapat mencapai tingkat viskositas ideal. Namun konsentrasi yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan sistem menjadi terlalu kental dan mempengaruhi kinerja konstruksi. Oleh karena itu, penting untuk mengontrol secara akurat jumlah HPMC yang ditambahkan sesuai dengan skenario aplikasi spesifik dan persyaratan konstruksi.
Berat molekul: Berat molekul HPMC juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi viskositas. HPMC dengan berat molekul tinggi membentuk struktur jaringan yang lebih padat dalam larutan, yang secara signifikan dapat meningkatkan viskositas lapisan; sedangkan HPMC dengan berat molekul rendah menunjukkan viskositas yang lebih rendah. Dengan memilih HPMC dengan berat molekul berbeda, viskositas lapisan atau cat dapat disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan konstruksi yang berbeda.
Suhu: Viskositas HPMC menurun dengan meningkatnya suhu. Oleh karena itu, ketika membangun di lingkungan bersuhu tinggi, perlu untuk memilih varietas HPMC dengan ketahanan suhu tinggi yang lebih baik atau meningkatkan dosisnya secara tepat untuk memastikan kinerja konstruksi dan kualitas lapisan film dalam kondisi suhu tinggi.
Nilai pH: HPMC stabil pada rentang pH yang luas, namun kondisi asam dan basa yang ekstrim akan mempengaruhi stabilitas viskositasnya. Dalam lingkungan asam atau basa kuat, HPMC dapat terdegradasi atau rusak, sehingga mengakibatkan penurunan viskositas. Oleh karena itu, saat merancang formula, pastikan nilai pH sistem berada pada tingkat sedang untuk menjaga efek kontrol viskositas HPMC.
Laju geser: HPMC adalah pengental penipisan geser, artinya viskositasnya akan berkurang secara signifikan pada laju geser yang tinggi. Sifat ini sangat penting dalam proses konstruksi pelapisan, karena ketika disikat, digulung atau disemprot, lapisan tersebut terkena gaya geser yang besar, dan HPMC dapat meningkatkan kinerja konstruksi dengan mengurangi viskositas. Setelah konstruksi selesai, gaya geser menghilang, dan HPMC dapat mengembalikan viskositas lapisan untuk memastikan keseragaman dan ketebalan lapisan film.
4. Penerapan HPMC pada sistem pelapisan yang berbeda
Pelapis berbahan dasar air: HPMC banyak digunakan dalam pelapis berbahan dasar air. Ini tidak hanya dapat digunakan sebagai pengental, tetapi juga sebagai bahan pembantu dan penstabil pembentuk film. Dalam sistem berbasis air, HPMC dapat secara efektif meningkatkan viskositas lapisan, meningkatkan reologi dan perataannya, serta mencegah sedimentasi dan kendur. Pada saat yang sama, ini juga dapat meningkatkan ketahanan air dan ketahanan gosok pada film pelapis serta memperpanjang masa pakai lapisan.
Pelapis berbahan dasar pelarut: Meskipun HPMC relatif lebih sedikit digunakan dalam pelapis berbahan dasar pelarut, HPMC masih dapat digunakan sebagai bahan pengental dan perata. Khususnya pada lapisan senyawa organik volatil rendah (VOC), HPMC dapat memberikan kontrol viskositas dan penyesuaian reologi yang diperlukan, sehingga mengurangi penggunaan pelarut dan memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan.
Pelapis bubuk: Dalam pelapis bubuk, HPMC dapat digunakan sebagai pengikat dan pengental untuk meningkatkan fluiditas dan sifat pembentuk film dengan meningkatkan viskositas bubuk. HPMC dapat memastikan bahwa lapisan bubuk tidak mudah terbang selama proses konstruksi, sekaligus meningkatkan keseragaman dan kepadatan lapisan film.
HPMC mencapai kontrol viskositas yang sangat baik pada pelapis dan cat melalui sifat fisik dan kimianya yang unik. Ini tidak hanya dapat menyesuaikan viskositas sistem secara akurat, tetapi juga meningkatkan reologi lapisan, meningkatkan sifat anti-kendur dan anti-pengendapan, serta meningkatkan stabilitas penyimpanan. Menurut sistem pelapisan dan persyaratan konstruksi yang berbeda, dengan menyesuaikan konsentrasi, berat molekul, suhu, nilai pH, dan faktor HPMC lainnya, viskositas dapat dikontrol dengan baik, sehingga meningkatkan konstruksi lapisan dan kualitas lapisan akhir.
Waktu posting: 14 Sep-2024