წყლის დაფუძნებული საღებავის გასქელება

1. გასქელებათა სახეები და გასქელება მექანიზმი

(1) არაორგანული გასქელება:

არაორგანული გასქელება წყალზე დაფუძნებულ სისტემებში ძირითადად თიხაა. როგორიცაა: ბენტონიტი. კაოლინი და დიატომიური მიწა (მთავარი კომპონენტია SiO2, რომელსაც აქვს ფოროვანი სტრუქტურა) ზოგჯერ გამოიყენება როგორც დამხმარე გასქელება გასქელება სისტემებისთვის მათი სუსპენზიური თვისებების გამო. ბენტონიტი უფრო ფართოდ გამოიყენება წყლის მაღალი შეშუპების გამო. ბენტონიტი (ბენტონიტი), ასევე ცნობილი როგორც ბენტონიტი, ბენტონიტი და ა.შ., ბენტონიტის მთავარი მინერალი არის მონტმორილონიტი, რომელიც შეიცავს მცირე რაოდენობით ტუტე და ტუტე მიწის ლითონის წყალგამძლე ალუმინოსილიკატურ მინერალებს, რომლებიც მიეკუთვნება ალუმოსილიკატურ ჯგუფს, მისი ზოგადი ქიმიური ფორმულაა: (Na. ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O. ბენტონიტის გაფართოების მოქმედება გამოიხატება გაფართოების სიმძლავრით, ანუ ბენტონიტის მოცულობას მარილმჟავას განზავებულ ხსნარში შეშუპების შემდეგ ეწოდება გაფართოების უნარი, გამოხატული მლ/გრამში. მას შემდეგ, რაც ბენტონიტის გასქელება შთანთქავს წყალს და ადიდებს, მოცულობა შეიძლება მიაღწიოს რამდენჯერმე ან ათჯერ ვიდრე წყლის შთანთქმამდე, ამიტომ მას აქვს კარგი სუსპენზია და რადგან ის არის ფხვნილი უფრო თხელი ნაწილაკების ზომით, იგი განსხვავდება საფარის სხვა ფხვნილებისგან. სისტემა. სხეულს აქვს კარგი შერევა. გარდა ამისა, სუსპენზიის წარმოებისას მას შეუძლია სხვა ფხვნილების გამოძახება გარკვეული ანტისტრატიფიკაციის ეფექტის მისაღწევად, ამიტომ ძალიან სასარგებლოა სისტემის შენახვის სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად.

მაგრამ ბევრი ნატრიუმზე დაფუძნებული ბენტონიტი გარდაიქმნება კალციუმზე დაფუძნებული ბენტონიტიდან ნატრიუმის გარდაქმნის გზით. ნატრიუმიზაციის დროს წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით დადებითი იონები, როგორიცაა კალციუმის იონები და ნატრიუმის იონები. თუ სისტემაში ამ კათიონების შემცველობა ძალიან მაღალია, დიდი რაოდენობით მუხტის ნეიტრალიზაცია წარმოიქმნება ემულსიის ზედაპირზე არსებულ უარყოფით მუხტებზე, ამიტომ გარკვეულწილად შეიძლება გამოიწვიოს გვერდითი მოვლენები, როგორიცაა შეშუპება და ფლოკულაცია. ემულსია. მეორეს მხრივ, ამ კალციუმის იონებს ასევე ექნებათ გვერდითი ეფექტები ნატრიუმის მარილის დისპერსანტზე (ან პოლიფოსფატის დისპერსანტზე), რაც იწვევს ამ დისპერსანტების დალექვას საფარის სისტემაში, რაც საბოლოოდ იწვევს დისპერსიის დაკარგვას, გახდის საფარი სქელი, სქელი ან თუნდაც. უფრო სქელი. დაფიქსირდა ძლიერი ნალექი და ფლოკულაცია. გარდა ამისა, ბენტონიტის გასქელების ეფექტი ძირითადად ეყრდნობა ფხვნილს წყლის შთანთქმის და გაფართოების სუსპენზიის წარმოებისთვის, ასე რომ, ეს მოუტანს ძლიერ თიქსოტროპულ ეფექტს საფარის სისტემაში, რაც ძალიან არახელსაყრელია საფარებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ კარგ ნიველირებას. აქედან გამომდინარე, ბენტონიტის არაორგანული გასქელება იშვიათად გამოიყენება ლატექსის საღებავებში და მხოლოდ მცირე რაოდენობით გამოიყენება როგორც გასქელება დაბალი ხარისხის ლატექსის საღებავებში ან ფუნჯიან ლატექსის საღებავებში. თუმცა, ბოლო წლებში ზოგიერთმა მონაცემმა აჩვენა, რომ ჰემინგსის BENTONE®LT. ორგანულად მოდიფიცირებულ და დახვეწილ ჰექტორიტს აქვს კარგი დალექვისა და ატომიზაციის ეფექტი ლატექსის საღებავის უჰაერო შესხურების სისტემებზე გამოყენებისას.

(2) ცელულოზის ეთერი:

ცელულოზის ეთერი არის ბუნებრივი მაღალი პოლიმერი, რომელიც წარმოიქმნება β-გლუკოზის კონდენსაციის შედეგად. გლუკოზილის რგოლში ჰიდროქსილის ჯგუფის მახასიათებლების გამოყენებით, ცელულოზას შეუძლია გაიაროს სხვადასხვა რეაქცია წარმოებულების სერიის წარმოებისთვის. მათ შორის მიიღება ესტერიფიკაციისა და ეთერიფიკაციის რეაქციები. ცელულოზის ესტერი ან ცელულოზის ეთერის წარმოებულები ყველაზე მნიშვნელოვანი ცელულოზის წარმოებულებია. ყველაზე ხშირად გამოყენებული პროდუქტებია კარბოქსიმეთილ ცელულოზა,ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა, მეთილის ცელულოზა, ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზა და ა.შ. იმის გამო, რომ კარბოქსიმეთილ ცელულოზა შეიცავს წყალში ადვილად ხსნად ნატრიუმის იონებს, მას აქვს ცუდი წყალგამძლეობა და მის ძირითად ჯაჭვზე შემცვლელების რაოდენობა მცირეა, ამიტომ ადვილად იშლება ბაქტერიული კოროზიით, ამცირებს წყალხსნარის სიბლანტეს და ქმნის მას. სუნიანი და ა.შ. ფენომენი, რომელიც იშვიათად გამოიყენება ლატექსის საღებავებში, ჩვეულებრივ გამოიყენება დაბალი ხარისხის პოლივინილის სპირტის წებოს საღებავებში და ღვეზელებში. მეთილცელულოზის წყალში დაშლის სიჩქარე ზოგადად ოდნავ დაბალია, ვიდრე ჰიდროქსიეთილცელულოზას. გარდა ამისა, დაშლის პროცესში შეიძლება იყოს მცირე რაოდენობით უხსნადი ნივთიერება, რაც გავლენას მოახდენს საფარის ფირის გარეგნობასა და შეგრძნებაზე, ამიტომ იგი იშვიათად გამოიყენება ლატექსის საღებავებში. თუმცა, მეთილის წყალხსნარის ზედაპირული დაძაბულობა ოდნავ დაბალია, ვიდრე სხვა ცელულოზის წყალხსნარებში, ამიტომ ის არის კარგი ცელულოზის გასქელება, რომელიც გამოიყენება პუტში. ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა ასევე არის ცელულოზის გასქელება, რომელიც ფართოდ გამოიყენება პუტის სფეროში და ახლა ძირითადად გამოიყენება ცემენტზე დაფუძნებულ ან ცაცხვზე დაფუძნებულ კალციუმზე (ან სხვა არაორგანულ შემკვრელებში). ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა ფართოდ გამოიყენება ლატექსის საღებავების სისტემებში მისი კარგი წყლის ხსნადობის და წყლის შეკავების გამო. სხვა ცელულოზებთან შედარებით, მას ნაკლები გავლენა აქვს საფარის ფირის შესრულებაზე. ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის უპირატესობებში შედის მაღალი სატუმბი ეფექტურობა, კარგი თავსებადობა, კარგი შენახვის სტაბილურობა და სიბლანტის კარგი pH სტაბილურობა. ნაკლოვანებები არის დაბალი დონის სითხის სითხე და ცუდი დახშობის წინააღმდეგობა. ამ ხარვეზების გასაუმჯობესებლად, გამოჩნდა ჰიდროფობიური მოდიფიკაცია. სქესთან ასოცირებული ჰიდროქსიეთილცელულოზა (HMHEC), როგორიცაა NatrosolPlus330, 331

(3) პოლიკარბოქსილატები:

ამ პოლიკარბოქსილატში მაღალი მოლეკულური წონა არის გასქელება, ხოლო დაბალი მოლეკულური წონა არის დისპერსანტი. ისინი ძირითადად ადსორბირებენ წყლის მოლეკულებს სისტემის ძირითად ჯაჭვში, რაც ზრდის დისპერსიული ფაზის სიბლანტეს; გარდა ამისა, ისინი ასევე შეიძლება შეიწოვება ლატექსის ნაწილაკების ზედაპირზე, რათა შეიქმნას საფარი ფენა, რომელიც ზრდის ლატექსის ნაწილაკების ზომას, სქელებს ლატექსის დამატენიანებელ ფენას და ზრდის ლატექსის შიდა ფაზის სიბლანტეს. თუმცა, ამ ტიპის გასქელებას აქვს შედარებით დაბალი გასქელების ეფექტურობა, ამიტომ იგი თანდათანობით იხსნება საფარის გამოყენებისას. ახლა ამ ტიპის გასქელება ძირითადად გამოიყენება ფერის პასტის გასქელებაში, რადგან მისი მოლეკულური წონა შედარებით დიდია, ამიტომ ის სასარგებლოა ფერის პასტის დისპერსიულობისა და შენახვის სტაბილურობისთვის.

(4) ტუტეზე ადიდებული გამამკვრივებელი:

არსებობს ტუტეზე ადიდებული გასქელების ორი ძირითადი ტიპი: ჩვეულებრივი ტუტე ადიდებული გასქელება და ასოციაციური ტუტე ადიდებული შესქელება. ყველაზე დიდი განსხვავება მათ შორის არის განსხვავება ასოცირებულ მონომერებში, რომლებიც შეიცავს მთავარ მოლეკულურ ჯაჭვს. ასოციაციური ტუტე ადიდებული გასქელება კოპოლიმერიზებულია ასოციაციურ მონომერებთან, რომლებსაც შეუძლიათ ერთმანეთის ადსორბცია ძირითადი ჯაჭვის სტრუქტურაში, ამიტომ წყალხსნარში იონიზაციის შემდეგ შეიძლება მოხდეს მოლეკულური ან ინტერმოლეკულური ადსორბცია, რაც იწვევს სისტემის სიბლანტის სწრაფ მატებას.

ა. ჩვეულებრივი ტუტე შებერილი გასქელება:

ძირითადი პროდუქტის წარმომადგენლობითი ტიპი ჩვეულებრივი ტუტე ადიდებული გასქელება არის ASE-60. ASE-60 ძირითადად იღებს მეტაკრილის მჟავას და ეთილის აკრილატის კოპოლიმერიზაციას. კოპოლიმერიზაციის პროცესის დროს მეტაკრილის მჟავა შეადგენს მყარი შემცველობის დაახლოებით 1/3-ს, რადგან კარბოქსილის ჯგუფების არსებობა მოლეკულურ ჯაჭვს ხდის გარკვეულ ჰიდროფილურობას და ანეიტრალებს მარილის წარმოქმნის პროცესს. მუხტების მოგერიების გამო, მოლეკულური ჯაჭვები ფართოვდება, რაც ზრდის სისტემის სიბლანტეს და წარმოქმნის გასქელებას. თუმცა, ზოგჯერ მოლეკულური წონა ძალიან დიდია ჯვარედინი დამაკავშირებელი აგენტის მოქმედების გამო. მოლეკულური ჯაჭვის გაფართოების პროცესის დროს მოლეკულური ჯაჭვი კარგად არ იშლება მოკლე დროში. გრძელვადიანი შენახვის პროცესში მოლეკულური ჯაჭვი თანდათან იჭიმება, რაც იწვევს სიბლანტის შემდგომ გასქელებას. გარდა ამისა, იმის გამო, რომ ამ ტიპის გასქელების მოლეკულურ ჯაჭვში ცოტაა ჰიდროფობიური მონომერები, ადვილი არ არის მოლეკულებს შორის ჰიდროფობიური კომპლექსის წარმოქმნა, ძირითადად ინტრამოლეკულური ორმხრივი ადსორბციისთვის, ამიტომ ამ ტიპის გასქელებას აქვს დაბალი გასქელების ეფექტურობა. იშვიათად გამოიყენება მარტო. იგი ძირითადად გამოიყენება სხვა გასქელებასთან ერთად.

ბ. ასოციაციის (კონკორდის) ტიპის ტუტე შეშუპების გამამკვრივებელი:

ამ ტიპის გასქელებას ახლა მრავალი სახეობა აქვს ასოციაციური მონომერების შერჩევისა და მოლეკულური სტრუქტურის დიზაინის გამო. მისი ძირითადი ჯაჭვის სტრუქტურა ასევე ძირითადად შედგება მეტაკრილის მჟავისა და ეთილის აკრილატისგან, ხოლო ასოციაციური მონომერები სტრუქტურაში ანტენის მსგავსია, მაგრამ მხოლოდ მცირე რაოდენობითაა განაწილებული. სწორედ ეს ასოციაციური მონომერები, როგორიცაა რვაფეხის საცეცები, თამაშობენ ყველაზე მნიშვნელოვან როლს გასქელების ეფექტურობაში. სტრუქტურაში კარბოქსილის ჯგუფი განეიტრალება და მარილის წარმომქმნელია, ხოლო მოლეკულური ჯაჭვი ასევე ჰგავს ჩვეულებრივი ტუტე ადიდებულ გასქელებას. იგივე მუხტის მოგერიება ხდება ისე, რომ მოლეკულური ჯაჭვი იშლება. მასში არსებული ასოციაციური მონომერი ასევე ფართოვდება მოლეკულურ ჯაჭვთან ერთად, მაგრამ მისი სტრუქტურა შეიცავს როგორც ჰიდროფილურ ჯაჭვებს, ასევე ჰიდროფობიურ ჯაჭვებს, ამიტომ მოლეკულაში ან მოლეკულებს შორის წარმოიქმნება სურფაქტანტების მსგავსი დიდი მიცელარული სტრუქტურა. ეს მიცელები წარმოიქმნება ასოციაციური მონომერების ურთიერთ ადსორბციით და ზოგიერთი ასოციაციის მონომერი ადსორბციას უწევს ერთმანეთს ემულსიის ნაწილაკების (ან სხვა ნაწილაკების) ხიდის ეფექტის მეშვეობით. მიცელების წარმოქმნის შემდეგ, ისინი აფიქსირებენ ემულსიის ნაწილაკებს, წყლის მოლეკულის ნაწილაკებს ან სხვა ნაწილაკებს სისტემაში შედარებით სტატიკურ მდგომარეობაში, ისევე როგორც შიგთავსის მოძრაობა, ისე, რომ ამ მოლეკულების (ან ნაწილაკების) მობილურობა შესუსტებულია და სიბლანტე სისტემა იზრდება. აქედან გამომდინარე, ამ ტიპის გასქელების ეფექტურობა, განსაკუთრებით ლატექსის საღებავებში, ემულსიის მაღალი შემცველობით, ბევრად აღემატება ჩვეულებრივ ტუტე-ადიდებულ გასქელებას, ამიტომ იგი ფართოდ გამოიყენება ლატექსის საღებავებში. პროდუქტის მთავარი წარმომადგენელი ტიპია TT-935.

(5) ასოციაციური პოლიურეთანის (ან პოლიეთერის) გასქელება და გამათანაბრებელი საშუალება:

ზოგადად, გასქელებას აქვს ძალიან მაღალი მოლეკულური წონა (როგორიცაა ცელულოზა და აკრილის მჟავა) და მათი მოლეკულური ჯაჭვები გადაჭიმულია წყალხსნარში, რათა გაზარდოს სისტემის სიბლანტე. პოლიურეთანის (ან პოლიეთერის) მოლეკულური წონა ძალიან მცირეა და ის ძირითადად აყალიბებს კავშირს მოლეკულებს შორის ლიპოფილური სეგმენტის ვან დერ ვაალსის ძალის ურთიერთქმედების გზით, მაგრამ ეს ასოციაციის ძალა სუსტია და ასოციაცია შეიძლება მოხდეს გარკვეული პირობებით. გარე ძალა. განცალკევება, რითაც ამცირებს სიბლანტეს, ხელს უწყობს საფარის ფირის გასწორებას, ამიტომ მას შეუძლია შეასრულოს გამათანაბრებელი აგენტის როლი. როდესაც ათვლის ძალა აღმოიფხვრება, მას შეუძლია სწრაფად განაახლოს კავშირი და სისტემის სიბლანტე იზრდება. ეს ფენომენი სასარგებლოა მშენებლობის დროს სიბლანტის შესამცირებლად და გასწორების მიზნით; და მას შემდეგ, რაც ათვლის ძალა დაიკარგება, სიბლანტე აღდგება დაუყოვნებლივ, რათა გაიზარდოს საფარის ფირის სისქე. პრაქტიკულ გამოყენებაში ჩვენ უფრო მეტად გვაწუხებს ასეთი ასოციაციური გასქელება პოლიმერული ემულსიების გასქელება. ძირითადი პოლიმერული ლატექსის ნაწილაკები ასევე მონაწილეობენ სისტემის ასოციაციაში, ასე რომ, ამ სახის გასქელება და გამათანაბრებელი აგენტი ასევე აქვს კარგი გასქელება (ან გამათანაბრებელი) ეფექტი, როდესაც ის დაბალია მის კრიტიკულ კონცენტრაციაზე; როდესაც კონცენტრაცია ამ სახის გასქელება და გაათანაბრა აგენტი როდესაც ის უფრო მაღალია, ვიდრე მისი კრიტიკული კონცენტრაცია სუფთა წყალში, მას შეუძლია შექმნას ასოციაციები თავისთავად, და სიბლანტე იზრდება სწრაფად. ამიტომ, როდესაც ამ სახის გასქელება და გამათანაბრებელი აგენტი უფრო დაბალია, ვიდრე მისი კრიტიკული კონცენტრაცია, რადგან ლატექსის ნაწილაკები მონაწილეობენ ნაწილობრივ კავშირში, რაც უფრო მცირეა ემულსიის ნაწილაკების ზომა, მით უფრო ძლიერია კავშირი და მისი სიბლანტე გაიზრდება მატებასთან ერთად. ემულსიის რაოდენობა. გარდა ამისა, ზოგიერთი დისპერსანტი (ან აკრილის გასქელება) შეიცავს ჰიდროფობიურ სტრუქტურებს და მათი ჰიდროფობიური ჯგუფები ურთიერთქმედებენ პოლიურეთანის სტრუქტურებთან, ასე რომ სისტემა ქმნის დიდ ქსელურ სტრუქტურას, რაც ხელს უწყობს გასქელებას.

2. სხვადასხვა გასქელების ეფექტი ლატექსის საღებავის წყალგამყოფობის წინააღმდეგობაზე

წყალზე დაფუძნებული საღებავების ფორმულირების დიზაინში, გასქელებათა გამოყენება არის ძალიან მნიშვნელოვანი რგოლი, რომელიც დაკავშირებულია ლატექსის საღებავების ბევრ თვისებასთან, როგორიცაა კონსტრუქცია, ფერის განვითარება, შენახვა და გარეგნობა. აქ ჩვენ ყურადღებას ვაქცევთ გასქელებათა გამოყენების გავლენას ლატექსის საღებავის შენახვაზე. ზემოაღნიშნული შესავალიდან შეგვიძლია გავიგოთ, რომ ბენტონიტი და პოლიკარბოქსილატები: გასქელება ძირითადად გამოიყენება ზოგიერთ სპეციალურ საფარში, რაზეც აქ საუბარი არ იქნება. ჩვენ ძირითადად განვიხილავთ ყველაზე ხშირად გამოყენებულ ცელულოზის, ტუტე შეშუპების და პოლიურეთანის (ან პოლიეთერის) გასქელებას, ცალკე და ერთად, გავლენას ახდენს ლატექსის საღებავების წყლის გამიჯვნის წინააღმდეგობაზე.

მიუხედავად იმისა, რომ მხოლოდ ჰიდროქსიეთილის ცელულოზით გასქელება უფრო სერიოზულია წყლის გამოყოფისას, ადვილია თანაბრად მორევა. ტუტე შეშუპების გასქელების ერთჯერად გამოყენებას არ აქვს წყლის გამოყოფა და ნალექი, მაგრამ სერიოზული გასქელება შესქელების შემდეგ. პოლიურეთანის გასქელების ერთჯერადი გამოყენება, თუმცა წყლის გამოყოფა და შემდგომ გასქელება. და ის იღებს ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას და ტუტე შეშუპების გამამკვრივებელ ნაერთს, არ არის შემდგომი გასქელება, არ არის მძიმე ნალექი, ადვილად აურიეთ, მაგრამ ასევე არის მცირე რაოდენობით წყალი. თუმცა, როდესაც ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას და პოლიურეთანს იყენებენ გასქელებაზე, წყლის გამოყოფა ყველაზე სერიოზულია, მაგრამ ძლიერი ნალექი არ არის. ტუტე ადიდებულმა გასქელება და პოლიურეთანი გამოიყენება ერთად, თუმცა წყლის განცალკევება ძირითადად არ არის წყლის განცალკევება, მაგრამ გასქელების შემდეგ, ხოლო ქვედა ნაწილში ნალექი ძნელია თანაბრად აურიოთ. და ბოლო იყენებს მცირე რაოდენობით ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას ტუტე შეშუპებით და პოლიურეთანის გასქელებით, რათა ჰქონდეს ერთგვაროვანი მდგომარეობა ნალექებისა და წყლის გამოყოფის გარეშე. ჩანს, რომ სუფთა აკრილის ემულსიის სისტემაში ძლიერი ჰიდროფობიურობით, უფრო სერიოზულია წყლის ფაზის გასქელება ჰიდროფილური ჰიდროქსიეთილის ცელულოზით, მაგრამ მისი თანაბრად ადვილად შერევა შესაძლებელია. ჰიდროფობიური ტუტე შეშუპებისა და პოლიურეთანის (ან მათი ნაერთის) გასქელების ერთჯერადი გამოყენება, თუმცა უკეთესია წყლის გამოყოფის საწინააღმდეგო მოქმედება, მაგრამ ორივე სქელდება შემდეგ, და თუ ნალექი იქნება, მას უწოდებენ მძიმე ნალექს, რომლის თანაბრად მორევა რთულია. ცელულოზისა და პოლიურეთანის ნაერთების გასქელება, ჰიდროფილური და ლიპოფილური მნიშვნელობების ყველაზე შორეული განსხვავების გამო, იწვევს წყლის ყველაზე სერიოზულ გამოყოფას და ნალექს, მაგრამ ნალექი რბილია და ადვილად ირევა. ბოლო ფორმულას აქვს საუკეთესო ანტი წყლის გამოყოფის მოქმედება ჰიდროფილურ და ლიპოფილურს შორის უკეთესი ბალანსის გამო. რა თქმა უნდა, ფორმულის დიზაინის ფაქტობრივი პროცესის დროს ასევე გასათვალისწინებელია ემულსიების და დამატენიანებელი და დისპერსიული აგენტების ტიპები და მათი ჰიდროფილური და ლიპოფილური მნიშვნელობები. მხოლოდ მაშინ, როდესაც ისინი მიაღწევენ კარგ ბალანსს, სისტემა შეიძლება იყოს თერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში და ჰქონდეს კარგი წყლის წინააღმდეგობა.

გასქელების სისტემაში წყლის ფაზის გასქელებას ზოგჯერ თან ახლავს ზეთის ფაზის სიბლანტის მატება. მაგალითად, ჩვენ ზოგადად გვჯერა, რომ ცელულოზის გასქელება ასქელებს წყლის ფაზას, მაგრამ ცელულოზა ნაწილდება წყლის ფაზაში.