გასქელება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც გელის აგენტი, ასევე ეწოდება პასტა ან საკვები წებო, როდესაც გამოიყენება საკვებში. მისი მთავარი ფუნქციაა მატერიალური სისტემის სიბლანტის გაზრდა, მატერიალური სისტემის შენარჩუნება ერთგვაროვან და სტაბილურ სუსპენზიურ მდგომარეობაში ან ემულსიფიცირებულ მდგომარეობაში, ან გელის ფორმირება. გასქელებას შეუძლია სწრაფად გაზარდოს პროდუქტის სიბლანტე გამოყენებისას. გასქელებათა მოქმედების მექანიზმის უმეტესი ნაწილი არის მაკრომოლეკულური ჯაჭვის სტრუქტურის გაფართოების გამოყენება გასქელება მიზნების მისაღწევად, ან მიცელების და წყლის ფორმირება სამგანზომილებიანი ქსელის სტრუქტურის გასასქელებლად. მას აქვს ნაკლები დოზირების, სწრაფი დაბერების და კარგი სტაბილურობის მახასიათებლები და ფართოდ გამოიყენება საკვებში, საღებავებში, ადჰეზივებში, კოსმეტიკურ საშუალებებში, სარეცხი საშუალებებში, ბეჭდვასა და შეღებვაში, ნავთობის ძებნაში, რეზინის, მედიცინისა და სხვა სფეროებში. ყველაზე ადრეული გასქელება იყო წყალში ხსნადი ბუნებრივი რეზინი, მაგრამ მისი გამოყენება შეზღუდული იყო მაღალი ფასის გამო დიდი დოზირებისა და დაბალი გამომუშავების გამო. მეორე თაობის გასქელებას ასევე უწოდებენ ემულსიფიკაციის გასქელებას, განსაკუთრებით ნავთობ-წყლის ემულსიფიკატორის გასქელების გამოჩენის შემდეგ, იგი ფართოდ გამოიყენება ზოგიერთ ინდუსტრიულ დარგში. თუმცა, ემულსიფიკატორებში საჭიროა დიდი რაოდენობით ნავთის გამოყენება, რომელიც არა მხოლოდ აბინძურებს გარემოს, არამედ უქმნის უსაფრთხოებას წარმოებისა და გამოყენებისას. ამ პრობლემებიდან გამომდინარე, გამოვიდა სინთეზური გასქელება, განსაკუთრებით სწრაფად განვითარდა წყალში ხსნადი მონომერების კოპოლიმერიზაციით წარმოქმნილი სინთეტიკური გასქელება, როგორიცაა აკრილის მჟავა და ჯვარედინი დამაკავშირებელი მონომერების შესაბამისი რაოდენობა.
გასქელებათა სახეები და გასქელება მექანიზმი
არსებობს მრავალი სახის გასქელება, რომლებიც შეიძლება დაიყოს არაორგანულ და ორგანულ პოლიმერებად, ხოლო ორგანული პოლიმერები შეიძლება დაიყოს ბუნებრივ პოლიმერებად და სინთეზურ პოლიმერებად.
ბუნებრივი პოლიმერული გასქელების უმეტესობა არის პოლისაქარიდები, რომლებსაც აქვთ გამოყენების დიდი ისტორია და მრავალი სახეობა, მათ შორისაა ცელულოზის ეთერი, არაბული რეზინა, კარბოს რეზინა, გუარის რეზინა, ქსანთანის რეზინა, ქიტოზანი, ალგინის მჟავა ნატრიუმი და სახამებელი და მისი დენატურირებული პროდუქტები და ა.შ. ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC), ეთილის ცელულოზა (EC), ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC), ჰიდროქსიპროპილ ცელულოზა (HPC), მეთილის ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (MHEC) ცელულოზის ეთერულ პროდუქტებში) და მეთილის ჰიდროქსიპროპილ ცელულოზა (MHPSo) ცნობილია. და ფართოდ გამოიყენებოდა ნავთობის ბურღვაში, მშენებლობაში, საღებავებში, საკვებში, მედიკამენტებში და ყოველდღიურ ქიმიკატებში. ამ სახის გასქელება ძირითადად დამზადებულია ბუნებრივი პოლიმერული ცელულოზისგან ქიმიური მოქმედებით. ჟუ განგუი თვლის, რომ ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC) და ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC) არის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული პროდუქტები ცელულოზის ეთერის პროდუქტებში. ეს არის ცელულოზის ჯაჭვზე ანჰიდროგლუკოზის ერთეულის ჰიდროქსილისა და ეთერიფიკაციის ჯგუფები. (ქლოროძმარმჟავა ან ეთილენის ოქსიდი) რეაქცია. ცელულოზის გასქელება სქელდება ჰიდრატაციით და გრძელი ჯაჭვების გაფართოებით. გასქელების მექანიზმი შემდეგია: ცელულოზის მოლეკულების ძირითადი ჯაჭვი ასოცირდება მიმდებარე წყლის მოლეკულებთან წყალბადის ბმების მეშვეობით, რაც ზრდის თავად პოლიმერის სითხის მოცულობას, რითაც იზრდება თავად პოლიმერის მოცულობა. სისტემის სიბლანტე. მისი წყალხსნარი არის არანიუტონის სითხე და მისი სიბლანტე იცვლება ათვლის სიჩქარით და არაფერ შუაშია დროსთან. ხსნარის სიბლანტე სწრაფად იზრდება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად და ის არის ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული შესქელება და რეოლოგიური დანამატი.
კათიონური გუარის რეზინა არის პარკოსანი მცენარეებიდან მოპოვებული ბუნებრივი კოპოლიმერი, რომელსაც გააჩნია კათიონური ზედაპირულად აქტიური და პოლიმერული ფისის თვისებები. მისი გარეგნობა არის ღია ყვითელი ფხვნილი, უსუნო ან ოდნავ სურნელოვანი. იგი შედგება 80% პოლისაქარიდის D2 მანოზისა და D2 გალაქტოზისგან 2∀1 მაღალმოლეკულური პოლიმერული შემადგენლობით. მის 1% წყალხსნარს აქვს 4000~5000 mPas სიბლანტე. ქსანთანის რეზინა, ასევე ცნობილი როგორც ქსანთანის რეზინა, არის ანიონური პოლიმერული პოლისაქარიდის პოლიმერი, რომელიც წარმოიქმნება სახამებლის დუღილით. ის იხსნება ცივ წყალში ან ცხელ წყალში, მაგრამ უხსნადია ზოგადად ორგანულ გამხსნელებში. ქსანთანის რეზინის მახასიათებელია ის, რომ მას შეუძლია შეინარჩუნოს ერთგვაროვანი სიბლანტე 0-100 ტემპერატურაზე, და მაინც აქვს მაღალი სიბლანტე დაბალი კონცენტრაციით და აქვს კარგი თერმული სტაბილურობა. ), მას ჯერ კიდევ აქვს შესანიშნავი ხსნადობა და სტაბილურობა და შეიძლება იყოს თავსებადი ხსნარში არსებული მაღალი კონცენტრაციის მარილებთან და შეუძლია გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი სინერგიული ეფექტი პოლიაკრილის მჟავას გასქელებასთან გამოყენებისას. ქიტინი არის ბუნებრივი პროდუქტი, გლუკოზამინის პოლიმერი და კათიონური გამამკვრივებელი.
ნატრიუმის ალგინატი (C6H7O8Na)n ძირითადად შედგება ალგინის მჟავას ნატრიუმის მარილისგან, რომელიც შედგება aL მანურონის მჟავა (M ერთეული) და bD გულურონის მჟავა (G ერთეული), რომლებიც დაკავშირებულია 1,4 გლიკოზიდური ბმებით და შედგება სხვადასხვა GGGMMM ფრაგმენტებისგან. კოპოლიმერები. ნატრიუმის ალგინატი არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული გასქელება ტექსტილის რეაქტიული საღებავის დასაბეჭდად. ნაბეჭდ ტექსტილს აქვს ნათელი ნიმუშები, მკაფიო ხაზები, მაღალი ფერის გამოსავალი, ერთიანი ფერის გამოსავალი, კარგი გამტარიანობა და პლასტიურობა. იგი ფართოდ გამოიყენებოდა ბამბის, მატყლის, აბრეშუმის, ნეილონის და სხვა ქსოვილების ბეჭდვაში.
სინთეზური პოლიმერული გასქელება
1. ქიმიური ჯვარედინი დამაკავშირებელი სინთეზური პოლიმერული გასქელება
სინთეტიკური გასქელება ამჟამად არის ყველაზე გაყიდვადი და ფართო ასორტიმენტი ბაზარზე. ამ გასქელებათა უმეტესობა არის მიკროქიმიური ჯვარედინი პოლიმერები, წყალში უხსნადი და შეუძლიათ მხოლოდ წყლის შთანთქმა, რათა შესქელდეს. პოლიაკრილის მჟავას გასქელება არის ფართოდ გამოყენებული სინთეზური გასქელება და მისი სინთეზის მეთოდები მოიცავს ემულსიის პოლიმერიზაციას, ინვერსიული ემულსიის პოლიმერიზაციას და ნალექების პოლიმერიზაციას. ამ ტიპის გასქელება სწრაფად განვითარდა მისი სწრაფი გასქელების ეფექტის, დაბალი ფასისა და ნაკლები დოზის გამო. ამჟამად, ამ ტიპის გასქელება პოლიმერიზებულია სამი ან მეტი მონომერით და მთავარი მონომერი არის ზოგადად წყალში ხსნადი მონომერი, როგორიცაა აკრილის მჟავა, მალეინის მჟავა ან მალეინის ანჰიდრიდი, მეთაკრილის მჟავა, აკრილამიდი და 2 აკრილამიდი. 2-მეთილპროპან სულფონატი და სხვ.; მეორე მონომერი ზოგადად არის აკრილატი ან სტირონი; მესამე მონომერი არის ჯვარედინი დამაკავშირებელი ეფექტის მქონე მონომერი, როგორიცაა N, N მეთილენბისაკრილამიდი, ბუტილენ დიაკრილატის ესტერი ან დიპროპილენ ფტალატი და ა.შ.
პოლიაკრილის მჟავას გასქელების გასქელების მექანიზმს აქვს ორი სახის: ნეიტრალიზაციის გასქელება და წყალბადის კავშირის გასქელება. ნეიტრალიზაცია და გასქელება არის მჟავე პოლიაკრილის მჟავას გასქელების ნეიტრალიზება ტუტეებით მისი მოლეკულების იონიზაციისთვის და პოლიმერის ძირითადი ჯაჭვის გასწვრივ უარყოფითი მუხტების წარმოქმნის მიზნით, რომელიც ეყრდნობა მოგერიებას ერთსქესიან მუხტებს შორის, რათა ხელი შეუწყოს მოლეკულური ჯაჭვის გაჭიმვას ღია ქსელის შესაქმნელად. სტრუქტურა გასქელება ეფექტის მისაღწევად. წყალბადის კავშირის გასქელება არის ის, რომ პოლიაკრილის მჟავას მოლეკულები ერწყმის წყალს ჰიდრატაციის მოლეკულების წარმოქმნით და შემდეგ აერთიანებს ჰიდროქსილის დონორებს, როგორიცაა არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები 5 ან მეტი ეთოქსი ჯგუფით. კარბოქსილატის იონების ერთსქესიანი ელექტროსტატიკური მოგერიების მეშვეობით წარმოიქმნება მოლეკულური ჯაჭვი. ხვეული გაფართოება ხდება ღეროს მსგავსი, ასე რომ დახვეული მოლეკულური ჯაჭვები წყდება წყლის სისტემაში, რათა შეიქმნას ქსელის სტრუქტურა გასქელება ეფექტის მისაღწევად. სხვადასხვა პოლიმერიზაციის pH მნიშვნელობა, გამანეიტრალებელი აგენტი და მოლეკულური წონა დიდ გავლენას ახდენს გასქელება სისტემის გასქელებაზე. გარდა ამისა, არაორგანულ ელექტროლიტებს შეუძლიათ მნიშვნელოვნად იმოქმედონ ამ ტიპის გასქელების ეფექტურობაზე, მონოვალენტურ იონებს შეუძლიათ მხოლოდ შეამცირონ სისტემის გასქელების ეფექტურობა, ორვალენტიან ან სამვალენტიან იონებს შეუძლიათ არა მხოლოდ გაათხელონ სისტემა, არამედ წარმოქმნან უხსნადი ნალექი. ამრიგად, პოლიკარბოქსილატის გასქელებათა ელექტროლიტური წინააღმდეგობა ძალიან ცუდია, რაც შეუძლებელს ხდის გამოყენებას ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ნავთობის ექსპლუატაცია.
მრეწველობაში, სადაც გასქელება ყველაზე ფართოდ გამოიყენება, როგორიცაა ტექსტილი, ნავთობის მოპოვება და კოსმეტიკა, გასქელებათა მუშაობის მოთხოვნები, როგორიცაა ელექტროლიტების წინააღმდეგობა და გასქელების ეფექტურობა, ძალიან მაღალია. ხსნარის პოლიმერიზაციით მომზადებულ გასქელებას ჩვეულებრივ აქვს შედარებით დაბალი მოლეკულური წონა, რაც ამცირებს გასქელების ეფექტურობას და ვერ აკმაყოფილებს ზოგიერთი სამრეწველო პროცესის მოთხოვნებს. მაღალი მოლეკულური წონის გასქელება შეიძლება მიღებულ იქნას ემულსიის პოლიმერიზაციის, ინვერსიული ემულსიის პოლიმერიზაციისა და პოლიმერიზაციის სხვა მეთოდებით. კარბოქსილის ჯგუფის ნატრიუმის მარილის დაბალი ელექტროლიტური წინააღმდეგობის გამო, არაიონური ან კათიონური მონომერების და ძლიერი ელექტროლიტების წინააღმდეგობის მქონე მონომერების (როგორიცაა სულფონის მჟავას ჯგუფების შემცველი მონომერები) დამატება პოლიმერულ კომპონენტში შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს გასქელების სიბლანტე. ელექტროლიტების წინააღმდეგობა აკმაყოფილებს მოთხოვნებს ინდუსტრიულ სფეროებში, როგორიცაა ნავთობის მესამეული აღდგენა. მას შემდეგ, რაც ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაცია დაიწყო 1962 წელს, მაღალი მოლეკულური წონის პოლიაკრილის მჟავისა და პოლიაკრილამიდის პოლიმერიზაცია დომინირებს ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაციის გზით. გამოიგონა აზოტის შემცველი და პოლიოქსიეთილენის ემულსიური კოპოლიმერიზაციის მეთოდი ან მისი ალტერნატიული კოპოლიმერიზაცია პოლიოქსიპროპილენის პოლიმერიზებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებით, ჯვარედინი დამაკავშირებელი აგენტით და აკრილის მჟავას მონომერით პოლიაკრილის მჟავას ემულსიის მოსამზადებლად, როგორც გასქელება, და მიაღწია კარგ გასქელებას და აქვს კარგი ანტიელექცია. შესრულება. არიანა ბენეტი და სხვ. გამოიყენა ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაციის მეთოდი აკრილის მჟავის კოპოლიმერიზაციისთვის, სულფონის მჟავების ჯგუფების შემცველი მონომერები და კათიონური მონომერები კოსმეტიკის შემასქელებელი გამოსაგონებლად. გასქელების სტრუქტურაში სულფონის მჟავას ჯგუფებისა და მეოთხეული ამონიუმის მარილების შეყვანის გამო, ძლიერი ანტიელექტროლიტური უნარის მქონე, მომზადებულ პოლიმერს აქვს შესანიშნავი გასქელება და ანტიელექტროლიტური თვისებები. მარსიალ პაბონი და სხვ. გამოიყენეს ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაცია ნატრიუმის აკრილატის, აკრილამიდის და იზოოქტილფენოლის პოლიოქსიეთილენ მეტაკრილატის მაკრომონომერების კოპოლიმერიზაციისთვის, რათა მოამზადოს ჰიდროფობიური ასოციაცია წყალში ხსნადი შემასქელებელი. Charles A. და ა.შ. გამოიყენა აკრილის მჟავა და აკრილამიდი, როგორც კომონომერები, რათა მიიღონ მაღალი მოლეკულური წონის შემასქელებელი ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაციით. ჟაო ჯუნზიმ და სხვებმა გამოიყენეს ხსნარის პოლიმერიზაცია და ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაცია ჰიდროფობიური ასოციაციის პოლიაკრილატის შესქელებათა სინთეზისთვის და შეადარეს პოლიმერიზაციის პროცესი და პროდუქტის შესრულება. შედეგები აჩვენებს, რომ ხსნარის პოლიმერიზაციასთან და აკრილის მჟავისა და სტეარილაკრილატის ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაციასთან შედარებით, აკრილის მჟავისა და ცხიმოვანი ალკოჰოლის პოლიოქსიეთილენის ეთერისგან სინთეზირებული ჰიდროფობიური ასოციაციის მონომერი შეიძლება ეფექტურად გაუმჯობესდეს ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაციით და აკრილის მჟავას კოპოლიმერიზაციით. გასქელებათა ელექტროლიტური წინააღმდეგობა. ჰე პინგმა განიხილა რამდენიმე საკითხი, რომლებიც დაკავშირებულია პოლიაკრილის მჟავას შემასქელებელი ინვერსიული პოლიმერიზაციით მომზადებასთან. ამ ნაშრომში, ამფოტერული კოპოლიმერი გამოიყენებოდა როგორც სტაბილიზატორი, ხოლო მეთილენბისაკრილამიდი გამოიყენებოდა როგორც ჯვარედინი დამაკავშირებელი აგენტი ამონიუმის აკრილატის დასაწყებად ინვერსიული ემულსიის პოლიმერიზაციისთვის, პიგმენტური ბეჭდვისთვის მაღალი ხარისხის გასქელება მოსამზადებლად. შესწავლილი იქნა სხვადასხვა სტაბილიზატორების, ინიციატორების, კომონომერების და ჯაჭვის გადამტანი აგენტების მოქმედება პოლიმერიზაციაზე. აღნიშნულია, რომ ლაურილ მეთაკრილატის და აკრილის მჟავას კოპოლიმერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სტაბილიზატორი, ხოლო ორ რედოქსის ინიციატორი, ბენზოილდიმეთილანილინ პეროქსიდი და ნატრიუმის ტერტ-ბუტილ ჰიდროპეროქსიდი მეტაბისულფიტი, შეუძლია პოლიმერიზაციის დაწყება და გარკვეული სიბლანტის მიღება. თეთრი რბილობი. და ითვლება, რომ 15%-ზე ნაკლები აკრილამიდით კოპოლიმერიზებული ამონიუმის აკრილატის მარილის წინააღმდეგობა იზრდება.
2. ჰიდროფობიური ასოციაციის სინთეზური პოლიმერული გასქელება
მიუხედავად იმისა, რომ ფართოდ გამოიყენება ქიმიურად ჯვარედინი პოლიაკრილის მჟავას გასქელება, თუმცა სულფონის მჟავას ჯგუფების შემცველი მონომერების დამატება შემასქელებელ შემადგენლობაში შეიძლება გააუმჯობესოს მისი ანტიელექტროლიტური მოქმედება, ჯერ კიდევ არსებობს ამ ტიპის მრავალი გასქელება. დეფექტები, როგორიცაა გასქელება სისტემის ცუდი თიქსოტროპია და ა.შ. გაუმჯობესებული მეთოდი არის მცირე რაოდენობით ჰიდროფობიური ჯგუფების შეყვანა მის ჰიდროფილურ ძირითად ჯაჭვში ჰიდროფობიური ასოციაციური გასქელების სინთეზისთვის. ჰიდროფობიური ასოციაციური გასქელება ბოლო წლებში ახლად განვითარებული გასქელებაა. მოლეკულურ სტრუქტურაში არის ჰიდროფილური ნაწილები და ლიპოფილური ჯგუფები, რომლებიც აჩვენებენ გარკვეულ ზედაპირულ აქტივობას. ასოციაციურ შემასქელებლებს აქვთ მარილისადმი უკეთესი წინააღმდეგობა, ვიდრე არაასოციაციურ შემასქელებლებს. ეს იმიტომ ხდება, რომ ჰიდროფობიური ჯგუფების ასოციაცია ნაწილობრივ ეწინააღმდეგება იონების დამცავი ეფექტით გამოწვეულ დახვევის ტენდენციას, ან უფრო გრძელი გვერდითი ჯაჭვით გამოწვეული სტერული ბარიერი ნაწილობრივ ასუსტებს იონის დამცავ ეფექტს. ასოციაციის ეფექტი ხელს უწყობს გასქელების რეოლოგიის გაუმჯობესებას, რაც უზარმაზარ როლს თამაშობს გამოყენების რეალურ პროცესში. ლიტერატურაში მოხსენებული ზოგიერთი სტრუქტურის მქონე ჰიდროფობიური ასოციაციური გასქელების გარდა, Tian Dating et al. ასევე იტყობინება, რომ ჰექსადეცილ მეთაკრილატი, ჰიდროფობიური მონომერი, რომელიც შეიცავს გრძელ ჯაჭვებს, იყო კოპოლიმერიზებული აკრილის მჟავასთან ორობითი კოპოლიმერებისგან შემდგარი ასოციაციური გასქელების მოსამზადებლად. სინთეტიკური გასქელება. კვლევებმა აჩვენა, რომ ჯვარედინი დამაკავშირებელი მონომერების და ჰიდროფობიური გრძელი ჯაჭვის მონომერების გარკვეულ რაოდენობას შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს სიბლანტე. ჰექსადეცილ მეთაკრილატის (HM) ეფექტი ჰიდროფობიურ მონომერში უფრო დიდია, ვიდრე ლაურილ მეთაკრილატის (LM). ჰიდროფობიური გრძელჯაჭვის მონომერების შემცველი ასოციაციური ჯვარედინი სქელენერების მოქმედება უკეთესია, ვიდრე არაასოციაციური ჯვარედინი ჯვარედინი გასქელება. ამის საფუძველზე კვლევითმა ჯგუფმა ასევე მოახდინა აკრილის მჟავას/აკრილამიდს/ჰექსადეცილის მეტაკრილატის ტერპოლიმერის შემცველი ასოციაციური გასქელება ინვერსიული ემულსიური პოლიმერიზაციით სინთეზირებული. შედეგებმა დაამტკიცა, რომ როგორც ცეტილ მეთაკრილატის ჰიდროფობიურმა ასოციაციამ, ასევე პროპიონამიდის არაიონურ ეფექტს შეუძლია გააუმჯობესოს გასქელების მოქმედება.
ჰიდროფობიური ასოციაციის პოლიურეთანის გასქელება (HEUR) ასევე ძალიან განვითარდა ბოლო წლებში. მისი უპირატესობები არ არის ადვილი ჰიდროლიზება, სტაბილური სიბლანტე და შესანიშნავი სამშენებლო შესრულება ფართო სპექტრის გამოყენებაში, როგორიცაა pH მნიშვნელობა და ტემპერატურა. პოლიურეთანის გასქელებათა გასქელების მექანიზმი ძირითადად განპირობებულია მისი სპეციალური სამბლოკიანი პოლიმერული სტრუქტურით ლიპოფილურ-ჰიდროფილურ-ლიპოფილური სახით, ისე რომ ჯაჭვის ბოლოები არის ლიპოფილური ჯგუფები (ჩვეულებრივ ალიფატური ნახშირწყალბადების ჯგუფები), ხოლო შუა არის წყალში ხსნადი ჰიდროფილური. სეგმენტი (ჩვეულებრივ უფრო მაღალი მოლეკულური წონის პოლიეთილენ გლიკოლი). შესწავლილი იყო ჰიდროფობიური ბოლო ჯგუფის ზომის ეფექტი HEUR-ის გასქელებაზე. სხვადასხვა ტესტის მეთოდების გამოყენებით, პოლიეთილენ გლიკოლი 4000 მოლეკულური მასით დაიფარა ოქტანოლით, დოდეცილის სპირტით და ოქტადეცილის სპირტით და შეადარეს თითოეულ ჰიდროფობიურ ჯგუფს. მიცელის ზომა, რომელიც წარმოიქმნება HEUR-ით წყალხსნარში. შედეგებმა აჩვენა, რომ მოკლე ჰიდროფობიური ჯაჭვები არ იყო საკმარისი HEUR-ისთვის ჰიდროფობიური მიცელების შესაქმნელად და გასქელების ეფექტი არ იყო კარგი. ამავდროულად, სტეარილის სპირტისა და ლაურილ სპირტით დამთავრებული პოლიეთილენ გლიკოლის შედარებისას, პირველის მიცელების ზომა მნიშვნელოვნად აღემატება მეორეს და დაასკვნეს, რომ გრძელი ჰიდროფობიური ჯაჭვის სეგმენტს აქვს უკეთესი გასქელება.
გამოყენების ძირითადი სფეროები
ტექსტილის ბეჭდვა და შეღებვა
ტექსტილისა და პიგმენტური ბეჭდვის კარგი ბეჭდვის ეფექტი და ხარისხი დიდწილად დამოკიდებულია საბეჭდი პასტის ეფექტურობაზე და შესქელების დამატება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მის შესრულებაში. გასქელების დამატებამ შეიძლება დაბეჭდილ პროდუქტს ჰქონდეს მაღალი ფერის გამოსავალი, მკაფიო ბეჭდვის მონახაზი, ნათელი და სრული ფერი და გააუმჯობესოს პროდუქტის გამტარიანობა და თიქსოტროპია. წარსულში ნატურალურ სახამებელს ან ნატრიუმის ალგინატს ძირითადად იყენებდნენ როგორც გასქელებას პასტების დასაბეჭდად. ნატურალური სახამებლისგან პასტის დამზადების სირთულის და ნატრიუმის ალგინატის მაღალი ფასის გამო, იგი თანდათან იცვლება აკრილის საბეჭდი და შეღებვის გასქელება. ანიონურ პოლიაკრილის მჟავას აქვს საუკეთესო გასქელება ეფექტი და ამჟამად ყველაზე ფართოდ გამოყენებული გასქელებაა, მაგრამ ამ ტიპის გასქელებას მაინც აქვს დეფექტები, როგორიცაა ელექტროლიტების წინააღმდეგობა, ფერის პასტის თიქსოტროპია და ფერის გამოსავალი ბეჭდვის დროს. საშუალო არ არის იდეალური. გაუმჯობესებული მეთოდი არის მცირე რაოდენობით ჰიდროფობიური ჯგუფების შეყვანა მის ჰიდროფილურ მთავარ ჯაჭვში ასოციაციური გასქელებათა სინთეზირებისთვის. ამჟამად, საბეჭდი გასქელება შიდა ბაზარზე შეიძლება დაიყოს ბუნებრივ გასქელებად, ემულსიფიკატორად და სინთეზურ გასქელებად სხვადასხვა ნედლეულისა და მომზადების მეთოდის მიხედვით. უმეტესობა, რადგან მისი მყარი შემცველობა შეიძლება იყოს 50%-ზე მეტი, გასქელება ეფექტი ძალიან კარგია.
წყლის დაფუძნებული საღებავი
საღებავზე გასქელების სათანადოდ დამატებამ შეიძლება ეფექტურად შეცვალოს საღებავის სისტემის სითხის მახასიათებლები და გახადოს იგი თიქსოტროპული, რითაც საღებავს ანიჭებს შესანახად კარგი სტაბილურობასა და დამუშავებას. შესანიშნავი ეფექტურობის მქონე გასქელებას შეუძლია გაზარდოს საფარის სიბლანტე შენახვის დროს, შეაფერხოს საფარის განცალკევება და შეამციროს სიბლანტე მაღალსიჩქარიანი საფარის დროს, გაზარდოს საფარის ფირის სიბლანტე დაფარვის შემდეგ და თავიდან აიცილოს ჩახშობა. ტრადიციული საღებავის გასქელება ხშირად იყენებენ წყალში ხსნად პოლიმერებს, როგორიცაა მაღალმოლეკულური ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა. გარდა ამისა, პოლიმერული გასქელება ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქაღალდის პროდუქტების დაფარვის პროცესში ტენიანობის შეკავების გასაკონტროლებლად. გასქელებათა არსებობამ შეიძლება გახადოს დაფარული ქაღალდის ზედაპირი უფრო გლუვი და ერთგვაროვანი. განსაკუთრებით ადიდებულმა ემულსიის (HASE) შემასქელებელს აქვს ნაპერწკლების საწინააღმდეგო მოქმედება და შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა ტიპის გასქელებასთან ერთად, რათა მნიშვნელოვნად შემცირდეს დაფარული ქაღალდის ზედაპირის უხეშობა. მაგალითად, ლატექსის საღებავი ხშირად აწყდება წყლის გამოყოფის პრობლემას წარმოების, ტრანსპორტირების, შენახვისა და მშენებლობის დროს. მიუხედავად იმისა, რომ წყლის გამოყოფა შეიძლება შეფერხდეს ლატექსის საღებავის სიბლანტისა და დისპერსიულობის გაზრდით, ასეთი კორექტირება ხშირად შეზღუდულია და რაც უფრო მნიშვნელოვანია ამ პრობლემის გადასაჭრელად გასქელების არჩევით და მისი შესატყვისობით.
ნავთობის მოპოვება
ნავთობის მოპოვებისას, მაღალი მოსავლიანობის მისაღებად, გამოიყენება გარკვეული სითხის გამტარობა (როგორიცაა ჰიდრავლიკური სიმძლავრე და ა.შ.) სითხის ფენის გასატეხად. სითხეს ეწოდება გამტეხი სითხე ან გამტეხი სითხე. მოტეხილობის მიზანია ფორმირებაში გარკვეული ზომისა და გამტარობის მქონე მოტეხილობების წარმოქმნა და მისი წარმატება მჭიდრო კავშირშია გამოყენებული გამტეხი სითხის მუშაობასთან. მსხვრევადი სითხეები მოიცავს წყალზე დაფუძნებულ გატეხვის სითხეებს, ზეთზე დაფუძნებულ გატეხვის სითხეებს, ალკოჰოლზე დაფუძნებულ გატეხვის სითხეებს, ემულსირებულ გატეხვის სითხეებს და ქაფის გამტეხ სითხეებს. მათ შორის, წყალზე დაფუძნებულ გამტეხ სითხეს აქვს დაბალი ღირებულება და მაღალი უსაფრთხოება და ამჟამად ყველაზე ფართოდ გამოიყენება. გასქელება არის მთავარი დანამატი წყალზე დაფუძნებულ გამტეხ სითხეში და მისი განვითარება თითქმის ნახევარი საუკუნის განმავლობაში გავიდა, მაგრამ გამტეხი სითხის შესქელება უკეთესი ეფექტურობით ყოველთვის იყო მეცნიერთა კვლევის მიმართულება სახლში და მის ფარგლებს გარეთ. ამჟამად გამოიყენება წყალზე დაფუძნებული გამტეხი სითხის პოლიმერული გასქელების მრავალი სახეობა, რომლებიც შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: ბუნებრივი პოლისაქარიდები და მათი წარმოებულები და სინთეზური პოლიმერები. ნავთობის მოპოვების ტექნოლოგიის უწყვეტი განვითარებით და მაღაროების სირთულის გაზრდით, ხალხი უფრო ახალ და უფრო მაღალ მოთხოვნებს აყენებს დამტვრევადი სითხის მიმართ. იმის გამო, რომ ისინი უფრო ადაპტირებულნი არიან კომპლექსური წარმოქმნის გარემოსთან, ვიდრე ბუნებრივი პოლისაქარიდები, სინთეზური პოლიმერული გასქელება უფრო დიდ როლს ითამაშებს მაღალი ტემპერატურის ღრმა ჭაბურღილების გატეხვაში.
ყოველდღიური ქიმიკატები და საკვები
დღეისათვის ყოველდღიურ ქიმიურ ინდუსტრიაში გამოიყენება 200-ზე მეტი სახის გასქელება, ძირითადად მათ შორის არაორგანული მარილები, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, წყალში ხსნადი პოლიმერები და ცხიმოვანი სპირტები/ცხიმოვანი მჟავები. ისინი ძირითადად გამოიყენება სარეცხი საშუალებების, კოსმეტიკური საშუალებების, კბილის პასტებისა და სხვა პროდუქტების წარმოებაში. გარდა ამისა, გასქელება ასევე ფართოდ გამოიყენება კვების მრეწველობაში. ისინი ძირითადად გამოიყენება საკვების ფიზიკური თვისებების ან ფორმების გასაუმჯობესებლად და სტაბილიზაციისთვის, საკვების სიბლანტის გასაზრდელად, საკვებს წებოვან და გემრიელ გემოს მისაცემად და როლს თამაშობენ გასქელებაში, სტაბილიზაციასა და ჰომოგენიზაციაში. ემულგირებადი გელი, ნიღაბი, არომატიზატორი და დამატკბობელი. კვების მრეწველობაში გამოყენებული გასქელება მოიცავს ბუნებრივ შემასქელებლებს, რომლებიც მიიღება ცხოველებისა და მცენარეებისგან, ასევე სინთეზური გასქელება, როგორიცაა CMCNa და პროპილენ გლიკოლ ალგინატი. გარდა ამისა, გასქელება ასევე ფართოდ გამოიყენებოდა მედიცინაში, ქაღალდის წარმოებაში, კერამიკაში, ტყავის დამუშავებაში, ელექტრომოლევაში და ა.შ.
2.არაორგანული გასქელება
არაორგანული გასქელება მოიცავს ორ კლასს დაბალი მოლეკულური წონის და მაღალი მოლეკულური წონის, ხოლო დაბალი მოლეკულური წონის გასქელება ძირითადად არის არაორგანული მარილების და ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების წყალხსნარები. ამჟამად გამოყენებული არაორგანული მარილები ძირითადად მოიცავს ნატრიუმის ქლორიდს, კალიუმის ქლორიდს, ამონიუმის ქლორიდს, ნატრიუმის სულფატს, ნატრიუმის ფოსფატს და პენტანატრიუმის ტრიფოსფატს, მათ შორის ნატრიუმის ქლორიდს და ამონიუმის ქლორიდს აქვს უკეთესი გასქელება. ძირითადი პრინციპი ისაა, რომ ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები ქმნიან მიცელებს წყალხსნარში, ხოლო ელექტროლიტების არსებობა ზრდის მიცელების ასოციაციების რაოდენობას, რის შედეგადაც ხდება სფერული მიცელების გარდაქმნა ღეროს ფორმის მიცელებად, იზრდება მოძრაობის წინააღმდეგობა და ამით იზრდება სისტემის სიბლანტე. . თუმცა, როდესაც ელექტროლიტი გადაჭარბებულია, ის გავლენას მოახდენს მიცერულ სტრუქტურაზე, შეამცირებს მოძრაობის წინააღმდეგობას და ამით შეამცირებს სისტემის სიბლანტეს, რაც არის ე.წ.
არაორგანული მაღალი მოლეკულური წონის გასქელება მოიცავს ბენტონიტს, ატაპულგიტს, ალუმინის სილიკატს, სეპიოლიტს, ჰექტორიტს და ა.შ. მათ შორის ბენტონიტს აქვს ყველაზე კომერციული ღირებულება. გასქელების ძირითადი მექანიზმი შედგება თიქსოტროპული გელის მინერალებისგან, რომლებიც შეშუპებულია წყლის შთანთქმით. ამ მინერალებს ზოგადად აქვთ ფენიანი სტრუქტურა ან გაფართოებული გისოსის სტრუქტურა. წყალში გაფანტვისას მასში შემავალი ლითონის იონები იშლება ლამელარული კრისტალებიდან, შეშუპება ჰიდრატაციის პროგრესირებასთან ერთად და ბოლოს მთლიანად გამოეყოფა ლამელარული კრისტალებისაგან კოლოიდური სუსპენზიის შესაქმნელად. თხევადი. ამ დროს ლამელარული ბროლის ზედაპირს უარყოფითი მუხტი აქვს, მის კუთხეებს კი მცირე რაოდენობით დადებითი მუხტი აქვს გისოსების მოტეხილი ზედაპირების გამოჩენის გამო. განზავებულ ხსნარში ზედაპირზე უარყოფითი მუხტები უფრო დიდია, ვიდრე კუთხეების დადებითი მუხტები და ნაწილაკები ერთმანეთს სქელობის გარეშე იგერიებენ. თუმცა, ელექტროლიტების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, ლამელების ზედაპირზე მუხტი მცირდება, ხოლო ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედება იცვლება ლამელებს შორის მომგერიებელი ძალიდან მიზიდულობის ძალამდე ლამელების ზედაპირზე უარყოფით მუხტებსა და დადებითს შორის. მუხტები კიდეების კუთხეებში. ვერტიკალურად ჯვარედინი კავშირები ქმნის კარტების სახლის სტრუქტურას, რაც იწვევს შეშუპებას და წარმოქმნის გელს გასქელება ეფექტის მისაღწევად. ამ დროს არაორგანული გელი იხსნება წყალში და წარმოიქმნება უაღრესად თიქსოტროპული გელი. გარდა ამისა, ბენტონიტს შეუძლია წყალბადის ბმები შექმნას ხსნარში, რაც სასარგებლოა სამგანზომილებიანი ქსელის სტრუქტურის ფორმირებისთვის. გელის არაორგანული ჰიდრატაციის გასქელების და კარტის სახლის ფორმირების პროცესი ნაჩვენებია სქემატურ დიაგრამაზე 1. პოლიმერიზებული მონომერების მონტმორილონიტთან ინტერკალაცია ფენებს შორის მანძილის გაზრდის მიზნით, და შემდეგ ფენებს შორის ადგილზე ინტერკალაციის პოლიმერიზაციამ შეიძლება წარმოქმნას პოლიმერი/მონტმორილონიტი ორგანული-არაორგანული ჰიბრიდი. შემასქელებელი. პოლიმერული ჯაჭვები შეიძლება გაიაროს მონტმორილონიტის ფურცლებზე პოლიმერული ქსელის შესაქმნელად. პირველად კაზუტოში და სხვ. გამოიყენა ნატრიუმზე დაფუძნებული მონტმორილონიტი, როგორც ჯვარედინი დამაკავშირებელი აგენტი პოლიმერული სისტემის დასანერგად და მოამზადა მონტმორილონიტის ჯვარედინი კავშირები ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე ჰიდროგელი. ლიუ ჰონგიუ და სხვ. გამოიყენა ნატრიუმზე დაფუძნებული მონტმორილონიტი, როგორც ჯვარედინი დამაკავშირებელი აგენტი ახალი ტიპის გასქელების სინთეზისთვის, მაღალი ანტიელექტროლიტური ეფექტურობით, და შეამოწმა გასქელება და ნაერთის საწინააღმდეგო NaCl და სხვა ელექტროლიტური მოქმედება კომპოზიტური შემასქელებელი. შედეგები აჩვენებს, რომ Na-montmorillonite-ის ჯვარედინი კავშირგამამკვრივებელს აქვს შესანიშნავი ანტიელექტროლიტური თვისებები. გარდა ამისა, არსებობს აგრეთვე არაორგანული და სხვა ორგანული ნაერთების გასქელება, როგორიცაა M.Chtourou-ს მიერ მომზადებული სინთეზური გასქელება და ამონიუმის მარილების და ტუნისური თიხის სხვა ორგანული წარმოებულები, რომლებიც მიეკუთვნება მონტმორილონიტს, რომელსაც აქვს კარგი გასქელება ეფექტი.
გამოქვეყნების დრო: იან-11-2023