מהו מעבה תאית?

חומר מעבה, הידוע גם כחומר ג'לינג, נקרא גם משחה או דבק מזון כאשר משתמשים בו במזון. תפקידו העיקרי הוא להגביר את הצמיגות של מערכת החומר, לשמור על מערכת החומרים במצב השעיה אחיד ויציב או מצב מתחלב, או ליצור ג'ל. מעבים יכולים להגדיל במהירות את הצמיגות של המוצר בעת שימוש. רוב מנגנון הפעולה של מעבים הוא שימוש בהארכת מבנה שרשרת מקרומולקולרית כדי להשיג מטרות עיבוי או ליצירת מיצלות ומים ליצירת מבנה רשת תלת מימדי לעיבוי. יש לו מאפיינים של פחות מינון, הזדקנות מהירה ויציבות טובה, והוא נמצא בשימוש נרחב במזון, ציפויים, דבקים, קוסמטיקה, חומרי ניקוי, הדפסה וצביעה, חיפושי שמן, גומי, רפואה ותחומים אחרים. המעבה המוקדם ביותר היה גומי טבעי מסיס במים, אך היישום שלו היה מוגבל בשל מחירו הגבוה בשל המינון הגדול והתפוקה הנמוכה שלו. מעבה הדור השני נקרא גם מעבה מתחלב, במיוחד לאחר הופעתו של מעבה שמן-מים, נעשה בו שימוש נרחב בכמה תחומי תעשייה. עם זאת, מעבים מתחלבים צריכים להשתמש בכמות גדולה של נפט, אשר לא רק מזהם את הסביבה, אלא גם מהווה סכנות בטיחותיות בייצור וביישום. בהתבסס על בעיות אלו, יצאו מעבים סינתטיים, במיוחד הכנה ויישום של מעבים סינתטיים שנוצרו על ידי קופולימריזציה של מונומרים מסיסים במים כגון חומצה אקרילית וכמות מתאימה של מונומרים צולבים פותחה במהירות.

סוגי מעבים ומנגנון עיבוי

ישנם סוגים רבים של מעבים, אותם ניתן לחלק לפולימרים אנאורגניים ואורגניים, ופולימרים אורגניים ניתן לחלק לפולימרים טבעיים ופולימרים סינתטיים.

1.תָאִיתמַעֲבֶה

רוב מעבי הפולימרים הטבעיים הם פוליסכרידים, שיש להם היסטוריה ארוכה של שימוש וזנים רבים, בעיקר כולל אתר תאית, מסטיק ערבי, מסטיק חרובים, גואר גאם, קסנטאן גאם, כיטוזן, חומצה אלגית נתרן ועמילן ומוצריו הדנטורטיים וכו'. תאית נתרן קרבוקסיתיל (CMC), תאית אתיל (EC), תאית הידרוקסיאתיל (HEC), תאית הידרוקסיפרופיל (HPC), מתיל הידרוקסיאתיל תאית (MHEC) במוצרי אתר תאית) ומתיל הידרוקסיפרופיל תאית (MHPC) ידועים בתור מונוסודיום גלוטמט תעשייתי. , והיו בשימוש נרחב בקידוחי נפט, בנייה, ציפויים, מזון, תרופות וכימיקלים יומיומיים. סוג זה של מעבה עשוי בעיקר מתאית פולימר טבעית באמצעות פעולה כימית. Zhu Ganghui מאמין שתאית נתרן קרבוקסימטיל (CMC) ותאית הידרוקסיאתיל (HEC) הם המוצרים הנפוצים ביותר במוצרי אתר תאית. הם קבוצות ההידרוקסיל והאתריפיקציה של יחידת האנהידרוגלוקוז בשרשרת התאית. תגובה (חומצה כלורואצטית או אתילן אוקסיד). מעבים תאית מתעבים על ידי הידרציה והתרחבות של שרשראות ארוכות. מנגנון העיבוי הוא כדלקמן: השרשרת הראשית של מולקולות תאית מתחברת למולקולות המים הסובבות באמצעות קשרי מימן, מה שמגדיל את נפח הנוזל של הפולימר עצמו, ובכך מגדיל את נפח הפולימר עצמו. צמיגות המערכת. התמיסה המימית שלו היא נוזל לא ניוטוני, והצמיגות שלו משתנה עם קצב הגזירה ואין לה שום קשר לזמן. הצמיגות של התמיסה עולה במהירות עם עליית הריכוז, והיא אחד מהחומרים המעבים והתוספים הראוולוגיים הנפוצים ביותר.

גואר קטיוני הוא קופולימר טבעי המופק מצמחי קטניות, בעל תכונות של חומר פעיל שטח קטיוני ושרף פולימרי. המראה שלו הוא אבקה צהובה בהירה, חסרת ריח או מעט ריחנית. הוא מורכב מ-80% פוליסכריד D2 מנוז ו-D2 גלקטוז עם הרכב פולימר מולקולרי גבוה של 2∀1. לתמיסה המימית של 1% שלה יש צמיגות של 4000~5000mPas. Xanthan gum, הידוע גם בשם xanthan gum, הוא פולימר פוליסכריד פולימר אניוני המיוצר על ידי תסיסה של עמילן. הוא מסיס במים קרים או במים חמים, אך אינו מסיס בממיסים אורגניים באופן כללי. המאפיין של מסטיק קסנטן הוא שהוא יכול לשמור על צמיגות אחידה בטמפרטורה של 0~100, ועדיין יש לו צמיגות גבוהה בריכוז נמוך, ויש לו יציבות תרמית טובה. ), עדיין יש לו מסיסות ויציבות מצוינים, והוא יכול להיות תואם למלחים בריכוז גבוה בתמיסה, ויכול לייצר אפקט סינרגטי משמעותי בשימוש עם מעבי חומצה פוליאקרילית. כיטין הוא מוצר טבעי, פולימר גלוקוזאמין ומעבה קטיוני.

נתרן אלגינט (C6H7O8Na)n מורכב בעיקר ממלח הנתרן של חומצה אלגית, המורכב מחומצה מאננורונית aL (יחידת M) וחומצה גולורונית bD (יחידת G) המחוברות ב-1,4 קשרים גליקוזידיים ומורכבת משברי GGGMMM שונים של קופולימרים. נתרן אלגינט הוא המעבה הנפוץ ביותר להדפסת צבע תגובתי לטקסטיל. לטקסטיל המודפס יש דוגמאות בהירות, קווים ברורים, תפוקת צבע גבוהה, תפוקת צבע אחידה, חדירות וגמישות טובה. נעשה בו שימוש נרחב בהדפסה של כותנה, צמר, משי, ניילון ובדים אחרים.

מעבה פולימר סינתטי

1. מעבה פולימר סינתטי צולב כימי

מעבים סינתטיים הם כיום מגוון המוצרים הנמכר והרחב ביותר בשוק. רוב המעבים הללו הם פולימרים צולבים מיקרוכימיים, בלתי מסיסים במים, ויכולים לספוג רק מים כדי להתנפח כדי להתעבות. מעבה חומצה פוליאקרילית הוא מעבה סינטטי בשימוש נרחב, ושיטות הסינתזה שלו כוללות פילמור אמולסיה, פילמור אמולסיה הפוכה ופילמור משקעים. סוג זה של מעבה פותח במהירות בשל השפעת העיבוי המהירה שלו, העלות הנמוכה והמינון הקטן שלו. נכון להיום, סוג זה של מעבה מפולמר על ידי שלושה מונומרים או יותר, והמונומר העיקרי הוא בדרך כלל מונומר מסיס במים, כגון חומצה אקרילית, חומצה מאלאית או אנהידריד מאלאי, חומצה מתאקרילית, אקרילאמיד ו-2 אקרילאמיד. 2-מתיל פרופאן סולפונט וכו'; המונומר השני הוא בדרך כלל אקרילט או סטירן; המונומר השלישי הוא מונומר בעל אפקט צולב, כגון N,N methylenebisacrylamide, butylene diacrylate ester או dipropylene phthalate וכו'.

למנגנון העיבוי של מעבה חומצה פוליאקרילית יש שני סוגים: עיבוי נטרול ועיבוי קשרי מימן. ניטרול ועיבוי נועדו לנטרל את מעבה החומצה הפולי-אקרילית החומצית עם אלקלי כדי ליינן את המולקולות שלו וליצור מטענים שליליים לאורך השרשרת הראשית של הפולימר, תוך הסתמכות על הדחייה בין מטענים מאותו המין כדי לקדם את השרשרת המולקולרית להימתח. פתח ליצירת רשת מבנה להשגת אפקט עיבוי. עיבוי קשרי מימן הוא שמולקולות חומצה פוליאקרילית מתחברות עם מים ליצירת מולקולות הידרציה, ולאחר מכן מתחברות עם תורמי הידרוקסיל כגון חומרים פעילי שטח לא יוניים עם 5 קבוצות אתוקסיות או יותר. באמצעות דחייה אלקטרוסטטית חד מינית של יוני קרבוקסילטים, נוצרת השרשרת המולקולרית. ההרחבה הסלילית הופכת למוט, כך שהשרשרות המולקולריות המסולסלות מתירות במערכת המימית ליצירת מבנה רשת להשגת אפקט עיבוי. ערכי pH שונה של פילמור, חומר מנטרל ומשקל מולקולרי משפיעים רבות על השפעת העיבוי של מערכת העיבוי. בנוסף, אלקטרוליטים אנאורגניים יכולים להשפיע באופן משמעותי על יעילות העיבוי של מעבה מסוג זה, יונים חד ערכיים יכולים רק להפחית את יעילות העיבוי של המערכת, יונים דו ערכיים או תלת ערכיים יכולים לא רק לדלל את המערכת, אלא גם לייצר משקעים בלתי מסיסים. לכן, עמידות האלקטרוליטים של מעבי פוליקרבוקסילטים היא ירודה מאוד, מה שלא מאפשר ליישם בתחומים כמו ניצול נפט.

בתעשיות בהן נעשה שימוש נרחב ביותר בחומרי עיבוי, כגון טקסטיל, חיפושי נפט וקוסמטיקה, דרישות הביצועים של מעבים כגון עמידות לאלקטרוליטים ויעילות עיבוי גבוהות מאוד. לחומר העיבוי שהוכן על ידי פילמור תמיסה יש בדרך כלל משקל מולקולרי נמוך יחסית, מה שהופך את יעילות העיבוי לנמוכה ואינו יכול לעמוד בדרישות של תהליכים תעשייתיים מסוימים. ניתן להשיג מעבים במשקל מולקולרי גבוה על ידי פילמור אמולסיה, פילמור תחליב הפוך ושיטות פילמור אחרות. בשל עמידות האלקטרוליטים הירודה של מלח הנתרן של קבוצת הקרבוקסיל, הוספת מונומרים לא-יוניים או קטיוניים ומונומרים בעלי עמידות אלקטרוליטים חזקה (כגון מונומרים המכילים קבוצות חומצה סולפונית) לרכיב הפולימר יכולה לשפר מאוד את צמיגות המעבה. עמידות לאלקטרוליטים גורמת לו לעמוד בדרישות בתחומים תעשייתיים כגון שחזור נפט שלישוני. מאז החלה פילמור תחליב הפוך בשנת 1962, פילמור של חומצה פוליאקרילית ופוליאקרילאמיד במשקל מולקולרי גבוה נשלט על ידי פילמור תחליב הפוך. המציא את השיטה של ​​קו-פולימריזציה אמולסיה של פוליאוקסיאתילן המכילים חנקן או קו-פולימריזציה לסירוגין עם חומר פעיל שטח מפולמר פוליאוקסיפרופילן, חומר חיבור צולב ומונומר חומצה אקרילית להכנת תחליב חומצה פוליאקרילית כחומר מעבה, והשיג אפקט עיבוי טוב, ובעל אנטי-אלקטרוליט טוב ביצועים. אריאנה בנטי וחב'. השתמשו בשיטה של ​​פילמור אמולסיה הפוכה כדי להמציא חומצה אקרילית, מונומרים המכילים קבוצות חומצה סולפונית ומונומרים קטיוניים כדי להמציא חומר מעבה לקוסמטיקה. בשל החדרת קבוצות חומצה סולפונית ומלחי אמוניום רבעוניים בעלי יכולת אנטי-אלקטרוליטית חזקה למבנה המעבה, לפולימר המוכן תכונות עיבוי ואנטי-אלקטרוליטים מצוינות. Martial Pabon et al. השתמשו בפילמור תחליב הפוך ל-copolymerize נתרן אקרילט, אקרילאמיד ו-isooctylphenol polyoxyethylene methacrylate macromonomers להכנת מעבה הידרופובי מסיס במים. צ'ארלס א' וכו' השתמשו בחומצה אקרילית ובאקרילאמיד כקומונומרים כדי להשיג מעבה במשקל מולקולרי גבוה על ידי פילמור תחליב הפוך. Zhao Junzi ואחרים השתמשו בפילמור תמיסה ובפילמור תחליב הפוך כדי לסנתז מעבי פולי-אקרילט אסוציאציות הידרופוביות, והשוו את תהליך הפילמור וביצועי המוצר. התוצאות מראות שבהשוואה לפילמור התמיסה ולפילמור האמולסיה ההפוכה של חומצה אקרילית וסטאריל אקרילט, ניתן לשפר ביעילות את מונומר האסוציאציה ההידרופובי המסונתז מחומצה אקרילית ואלכוהול שומני פוליאוקסיאתילן על ידי פילמור תחליב הפוך וקו-פולימריזציה של חומצה אקרילית. עמידות לאלקטרוליטים של מעבים. הוא פינג דן בכמה נושאים הקשורים להכנת מעבה חומצה פוליאקרילית על ידי פילמור תחליב הפוך. במאמר זה, הקופולימר האמפוטרי שימש כמייצב ומתילן-ביסקרילאמיד שימש כחומר מצלבות כדי להתחיל אמוניום אקרילט עבור פילמור אמולסיה הפוכה להכנת מעבה בעל ביצועים גבוהים להדפסת פיגמנטים. נחקרו ההשפעות של מייצבים, יוזמים, קומונומרים וחומרי העברת שרשרת שונים על הפילמור. יש לציין כי הקופולימר של lauryl methacrylate וחומצה אקרילית יכול לשמש כמייצב, ושני יוזמי החיזור, benzoyldimethylaniline peroxide ו-sodium tert-butyl hydroperoxide metabisulfite, יכולים גם ליזום פילמור וגם לקבל צמיגות מסוימת. עיסת לבנה. והוא האמין כי עמידות המלח של אמוניום אקרילט copolymerized עם פחות מ 15% אקרילאמיד עולה.

2. מעבה פולימר סינתטי הידרופובי

אמנם נעשה שימוש נרחב במעבי חומצה פוליאקרילית מצולבת כימית, אך למרות שהוספת מונומרים המכילים קבוצות חומצה סולפונית להרכב המעבה יכולה לשפר את הביצועים האנטי-אלקטרוליטיים שלו, עדיין קיימים מעבים רבים מסוג זה. פגמים, כגון טיקוטרופיה לקויה של מערכת העיבוי וכו'. השיטה המשופרת היא הכנסת כמות קטנה של קבוצות הידרופוביות לשרשרת הראשית ההידרופיליה שלה כדי לסנתז מעבים אסוציאטיביים הידרופוביים. מעבים אסוציאטיביים הידרופוביים הם מעבים חדשים שפותחו בשנים האחרונות. ישנם חלקים הידרופיליים וקבוצות ליפופיליות במבנה המולקולרי, המציגות פעילות שטח מסוימת. לעבים אסוציאטיביים יש עמידות טובה יותר למלח מאשר לעבים לא אסוציאטיביים. הסיבה לכך היא שהשיוך של קבוצות הידרופוביות נוגד בחלקו את נטיית הסלסול הנגרמת על ידי אפקט מגן היונים, או שהמחסום הסטרי שנגרם על ידי השרשרת הצדדית הארוכה מחליש בחלקו את אפקט מיגון היונים. אפקט האסוציאציה עוזר לשפר את הראוולוגיה של המעבה, אשר ממלא תפקיד עצום בתהליך היישום בפועל. בנוסף למעבים אסוציאטיביים הידרופוביים עם כמה מבנים שדווחו בספרות, Tian Dating et al. כמו כן, דווח כי hexadecyl methacrylate, מונומר הידרופובי המכיל שרשראות ארוכות, עבר קופולימר עם חומצה אקרילית להכנת מעבים אסוציאטיביים המורכבים מקופולימרים בינאריים. מעבה סינטטי. מחקרים הראו כי כמות מסוימת של מונומרים צולבים ומונומרים הידרופוביים בעלי שרשרת ארוכה יכולה להגביר משמעותית את הצמיגות. ההשפעה של hexadecyl methacrylate (HM) במונומר ההידרופובי גדולה מזו של lauryl methacrylate (LM). הביצועים של מעבים מוצלבים אסוציאטיביים המכילים מונומרים ארוכי שרשרת הידרופוביים טובים יותר מאלו של מעבים מצולבים לא אסוציאטיביים. על בסיס זה, קבוצת המחקר סינתזה גם מעבה אסוציאטיבי המכיל חומצה אקרילית/אקרילאמיד/הקסדציל מתאקרילט טרפולימר על ידי פילמור תחליב הפוך. התוצאות הוכיחו שגם הקשר ההידרופובי של צטיל מתאקרילט וגם ההשפעה הלא יונית של פרופיונמיד יכולים לשפר את ביצועי העיבוי של המעבה.

גם מעבה פוליאוריטן הידרופובי (HEUR) פותח מאוד בשנים האחרונות. יתרונותיו אינם קלים להידרוליזה, צמיגות יציבה וביצועי בנייה מצוינים במגוון רחב של יישומים כגון ערך pH וטמפרטורה. מנגנון העיבוי של מעבי פוליאוריטן נובע בעיקר מהמבנה הפולימרי המיוחד שלו בשלושה בלוקים בצורת ליפופיל-הידרופילי-ליפופילי, כך שקצוות השרשרת הם קבוצות ליפופיליות (בדרך כלל קבוצות פחמימנים אליפטיות), והאמצעי הוא הידרופילי מסיס במים. מקטע (בדרך כלל פוליאתילן גליקול במשקל מולקולרי גבוה יותר). נחקרה ההשפעה של גודל קבוצת קצה הידרופובי על השפעת העיבוי של HEUR. תוך שימוש בשיטות בדיקה שונות, פוליאתילן גליקול במשקל מולקולרי של 4000 סותם עם אוקטנול, אלכוהול דודציל ואוקטדציל, והושווה עם כל קבוצה הידרופוביה. גודל מיצל שנוצר על ידי HEUR בתמיסה מימית. התוצאות הראו שהשרשרות ההידרופוביות הקצרות לא הספיקו ל-HEUR ליצירת מיצלות הידרופוביות והשפעת העיבוי לא הייתה טובה. יחד עם זאת, בהשוואה של אלכוהול סטיאריל ופוליאתילן גליקול עם סיומו של אלכוהול לאוריל, גודל המיצללים של הראשון גדול משמעותית מזה של השני, ומסקנתם היא שלקטע השרשרת ההידרופובי הארוך יש אפקט עיבוי טוב יותר.

אזורי יישום עיקריים

הדפסה וצביעת טקסטיל

אפקט ההדפסה הטוב והאיכות של הדפסת טקסטיל ופיגמנט תלויים במידה רבה בביצועי משחת ההדפסה, ותוספת של חומר מעבה משחקת תפקיד חיוני בביצועיה. הוספת חומר מעבה יכולה לגרום למוצר המודפס להיות בעל תפוקת צבע גבוהה, קווי מתאר הדפסה ברורים, צבע בהיר ומלא, ולשפר את החדירות והטיקסוטרופיה של המוצר. בעבר, עמילן טבעי או נתרן אלגינט שימש בעיקר כחומר מעבה להדפסת משחות. בשל הקושי בהכנת משחה מעמילן טבעי והמחיר הגבוה של נתרן אלגינט, הוא מוחלף בהדרגה בחומרי עיבוי להדפסה אקרילית וצביעה. לחומצה פוליאקרילית אניונית יש את אפקט העיבוי הטוב ביותר והיא כיום המעבה הנפוץ ביותר, אך לסוג זה של מעבה עדיין יש פגמים, כגון עמידות לאלקטרוליטים, טיקוטרופיה של משחת צבע ותפוקת צבע במהלך ההדפסה. הממוצע לא אידיאלי. השיטה המשופרת היא הכנסת כמות קטנה של קבוצות הידרופוביות לשרשרת הראשית ההידרופלית שלה כדי לסנתז מעבים אסוציאטיביים. כיום ניתן לחלק את מעבי ההדפסה בשוק המקומי למעבים טבעיים, מעבים מתחלבים ומעבים סינתטיים לפי חומרי גלם ושיטות הכנה שונות. לרוב, מכיוון שתכולת המוצקים שלו יכולה להיות גבוהה מ-50%, אפקט העיבוי טוב מאוד.

צבע על בסיס מים

הוספת חומרי עיבוי נאותים לצבע יכולה לשנות ביעילות את מאפייני הנוזל של מערכת הצבע ולהפוך אותו לטיקסוטרופי, ובכך להעניק לצבע יציבות אחסון ויכולת עבודה טובה. חומר מעבה בעל ביצועים מצוינים יכול להגביר את צמיגות הציפוי במהלך האחסון, לעכב את הפרדת הציפוי ולהפחית את הצמיגות בזמן ציפוי במהירות גבוהה, להגביר את צמיגות סרט הציפוי לאחר הציפוי ולמנוע התרחשות של צניחה. מעבי צבע מסורתיים משתמשים לרוב בפולימרים מסיסים במים, כגון תאית הידרוקסיאתיל בעלת מולקולריות גבוהה. בנוסף, ניתן להשתמש במעבים פולימריים גם כדי לשלוט בשמירת הלחות במהלך תהליך הציפוי של מוצרי נייר. נוכחותם של חומרים מעבים יכולה להפוך את פני הנייר המצופה לחלקים ואחידים יותר. במיוחד למעבה האמולסיה המתנפחת (HASE) יש ביצועים נגד התזה וניתן להשתמש בו בשילוב עם סוגים אחרים של מעבים כדי להפחית במידה ניכרת את חספוס פני השטח של הנייר המצופה. לדוגמה, צבע לטקס נתקל לעתים קרובות בבעיית הפרדת מים במהלך ייצור, הובלה, אחסון ובנייה. למרות שהפרדת מים יכולה להתעכב על ידי הגברת הצמיגות והפיזור של צבע לטקס, התאמות כאלה לרוב מוגבלות, והחשוב יותר או דרך בחירת המעבה והתאמתו לפתור בעיה זו.

הפקת שמן

בהפקת נפט, על מנת לקבל תפוקה גבוהה, מוליכות נוזל מסוים (כגון כוח הידראולי וכו') משמשת לשבר את שכבת הנוזל. הנוזל נקרא נוזל שבירה או נוזל שבירה. מטרת השבר היא ליצור שברים בגודל מסוים ומוליכות בתצורה, והצלחתו קשורה קשר הדוק לביצועי נוזל השבירה בו נעשה שימוש. נוזלי שבירה כוללים נוזלי שבירה על בסיס מים, נוזלי שבירה על בסיס שמן, נוזלי שבירה על בסיס אלכוהול, נוזלי שבירה מתחלבים ונוזלי שבירה בקצף. ביניהם, לנוזל שבירה על בסיס מים יש את היתרונות של עלות נמוכה ובטיחות גבוהה, וכיום הוא הנפוץ ביותר. עיבוי הוא התוסף העיקרי בנוזל שבירה על בסיס מים, ופיתוחו עבר כמעט חצי מאה, אך השגת מעבה נוזל שבירה עם ביצועים טובים יותר תמיד הייתה כיוון המחקר של חוקרים מבית ומחוץ. קיימים כיום סוגים רבים של מעבי פולימר נוזלי שבירה על בסיס מים, אשר ניתן לחלקם לשתי קטגוריות: פוליסכרידים טבעיים ונגזרותיהם ופולימרים סינתטיים. עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיית מיצוי הנפט והעלייה בקושי בכרייה, אנשים הציגו דרישות חדשות וגבוהות יותר לנוזל שבירה. מכיוון שהם מתאימים יותר לסביבות היווצרות מורכבות מאשר פוליסכרידים טבעיים, מעבים פולימרים סינתטיים ישחקו תפקיד גדול יותר בשבירת באר עמוקה בטמפרטורה גבוהה.

כימיקלים ומזון יומיים

כיום, ישנם יותר מ-200 סוגים של מעבים המשמשים בתעשייה הכימית היומיומית, בעיקר כולל מלחים אנאורגניים, פעילי שטח, פולימרים מסיסים במים וכוהלים/חומצות שומן שומניות. הם משמשים בעיקר בדטרגנטים, קוסמטיקה, משחת שיניים ומוצרים אחרים. בנוסף, חומרי עיבוי נמצאים בשימוש נרחב גם בתעשיית המזון. הם משמשים בעיקר לשיפור וייצוב התכונות הפיזיקליות או צורות המזון, להגביר את צמיגות המזון, להעניק לאוכל טעם דביק וטעים, ולמלא תפקיד בהתעבות, ייצוב והומוגנית. , ג'ל מתחלב, מיסוך, מתן טעם והמתקה. חומרי המעבים המשמשים בתעשיית המזון כוללים מעבים טבעיים המתקבלים מבעלי חיים וצמחים וכן מעבים סינתטיים כגון CMCNa ופרופילן גליקול אלגינט. בנוסף, נעשה שימוש נרחב במעבים גם ברפואה, ייצור נייר, קרמיקה, עיבוד עורות, ציפוי אלקטרוני וכו'.

2.מעבה אנאורגני

מעבים אנאורגניים כוללים שני סוגים של משקל מולקולרי נמוך ומשקל מולקולרי גבוה, ומעבים במשקל מולקולרי נמוך הם בעיקר תמיסות מימיות של מלחים אנאורגניים וחומרי שטח. המלחים האנאורגניים המשמשים כיום כוללים בעיקר נתרן כלורי, אשלגן כלורי, אמוניום כלוריד, נתרן סולפט, נתרן פוספט ופנטסודיום טריפוספט, ביניהם נתרן כלורי ואמוניום כלוריד בעלי השפעות עיבוי טובות יותר. העיקרון הבסיסי הוא שפעילי שטח יוצרים מיצללים בתמיסה מימית, והנוכחות של אלקטרוליטים מגדילה את מספר האסוציאציות של מיצלות, וכתוצאה מכך הפיכת מיצלות כדוריות למיצלות בצורת מוט, להגברת ההתנגדות לתנועה, ובכך להגדיל את צמיגות המערכת. . עם זאת, כאשר האלקטרוליט מוגזם, הוא ישפיע על המבנה המיסלרי, יפחית את התנגדות התנועה, ובכך יפחית את צמיגות המערכת, שהיא מה שנקרא אפקט ההמלחה.

מעבים אנאורגניים במשקל מולקולרי גבוה כוללים בנטוניט, אטפולגיט, אלומיניום סיליקט, ספיוליט, הקטוריט וכו'. ביניהם, לבנטוניט יש את הערך המסחרי ביותר. מנגנון העיבוי העיקרי מורכב ממינרלי ג'ל טיקסוטרופיים המתנפחים על ידי ספיגת מים. למינרלים אלה יש בדרך כלל מבנה שכבות או מבנה סריג מורחב. כאשר מתפזרים במים, יוני המתכת שבו מתפזרים מהגבישים הלמלריים, מתנפחים עם התקדמות ההידרציה, ולבסוף נפרדים לחלוטין מהגבישים הלמלריים ליצירת תרחיף קולואידי. נוֹזֵל. בשלב זה, פני השטח של הגביש הלמלרי הם בעלי מטען שלילי, ולפינותיו יש כמות קטנה של מטען חיובי עקב הופעת משטחי שבר סריג. בתמיסה מדוללת, המטענים השליליים על פני השטח גדולים מהמטענים החיוביים בפינות, והחלקיקים דוחים זה את זה מבלי להתעבות. אולם עם עליית ריכוז האלקטרוליטים יורד המטען על פני הלמלות, והאינטראקציה בין חלקיקים משתנה מכוח הדחייה בין הלמלות לכוח המשיכה בין המטענים השליליים על פני הלמלות לבין החיוביות. מטענים בפינות הקצה. צלב אנכית יחד ליצירת מבנה בית קלפים, מה שגורם לנפיחות לייצר ג'ל להשגת אפקט עיבוי. בשלב זה, הג'ל האנאורגני מתמוסס במים ליצירת ג'ל טיקסוטרופי ביותר. בנוסף, בנטוניט יכול ליצור קשרי מימן בתמיסה, דבר המועיל ליצירת מבנה רשת תלת מימדי. תהליך עיבוי הידרציה של ג'ל אנאורגני ויצירת בית כרטיס מוצג בתרשים סכמטי 1. אינטרקלציה של מונומרים מפולמרים למונטמורילוניט כדי להגדיל את מרווח בין השכבות, ולאחר מכן פילמור אינטרקלציה באתרו בין השכבות יכול לייצר פולימר/מונטמורילוניט היברידי אורגני- אנאורגני מַעֲבֶה. שרשראות פולימרים יכולות לעבור דרך יריעות מונטמורילוניט כדי ליצור רשת פולימר. בפעם הראשונה, Kazutoshi et al. השתמש במונטמורילוניט על בסיס נתרן כחומר צולב להכנסת מערכת פולימר, והכין הידרוג'ל רגיש לטמפרטורה מוצלבת מונטמורילוניט. Liu Hongyu et al. השתמש במונטמורילוניט על בסיס נתרן כחומר צולב כדי לסנתז סוג חדש של מעבה עם ביצועים אנטי-אלקטרוליטים גבוהים, ובדק את ביצועי העיבוי וביצועי אנטי-NaCl ואלקטרוליטים אחרים של המעבה המרוכב. התוצאות מראות שלמעבה Na-montmorillonite-crosslinked יש תכונות אנטי-אלקטרוליטיות מצוינות. בנוסף, ישנם גם מעבים תרכובות אורגניות אחרות, כגון המעבה הסינטטי שהוכן על ידי M.Chtourou ונגזרות אורגניות אחרות של מלחי אמוניום וחמר תוניסאי השייך למונטמורילוניט, בעל אפקט עיבוי טוב.