Қалыңдатқыш, сондай-ақ гельдік агент ретінде белгілі, тағамда пайдаланылған кезде паста немесе тамақ желімі деп те аталады. Оның негізгі қызметі материалды жүйенің тұтқырлығын арттыру, материал жүйесін біркелкі және тұрақты суспензия немесе эмульсияланған күйде ұстау немесе гельді қалыптастыру болып табылады. Қалыңдатқыштар пайдаланылған кезде өнімнің тұтқырлығын тез арттыра алады. Қалыңдатқыштардың әсер ету механизмінің көпшілігі қоюлау мақсаттарына жету үшін макромолекулярлық тізбек құрылымын кеңейтуді пайдалану немесе қалыңдататын үш өлшемді желі құрылымын қалыптастыру үшін мицелла мен суды қалыптастыру болып табылады. Ол аз мөлшерлеу, тез қартаю және жақсы тұрақтылық сипаттамаларына ие және тамақ, жабындар, желімдер, косметика, жуғыш заттар, басып шығару және бояу, мұнай барлау, резеңке, медицина және басқа салаларда кеңінен қолданылады. Ең ерте қоюлатқыш суда еритін табиғи каучук болды, бірақ оның қолданылуы оның үлкен мөлшерлемесі мен төмен шығуына байланысты жоғары бағаға байланысты шектеулі болды. Екінші буындағы қоюландырғышты эмульгирлеуші қоюлатқыш деп те атайды, әсіресе мұнай-су эмульгаторы пайда болғаннан кейін ол кейбір өнеркәсіп салаларында кеңінен қолданыла бастады. Дегенмен, эмульгирлеуші қоюлатқыштар қоршаған ортаны ластап қана қоймай, сонымен қатар өндірісте және қолдануда қауіпсіздікке қауіп төндіретін керосиннің көп мөлшерін қолдануы керек. Осы мәселелердің негізінде синтетикалық қоюлатқыштар шықты, әсіресе акрил қышқылы сияқты суда еритін мономерлерді сополимерлеу нәтижесінде түзілетін синтетикалық қоюлатқыштарды дайындау және қолдану және сәйкес мөлшерде айқаспалы мономерлер қарқынды дамыды.
Қоюландырғыштардың түрлері және қоюлау механизмі
Қалыңдатқыштардың көптеген түрлері бар, олар бейорганикалық және органикалық полимерлер, ал органикалық полимерлер табиғи полимерлер және синтетикалық полимерлер болып екіге бөлінеді.
Табиғи полимер қоюлатқыштарының көпшілігі полисахаридтер болып табылады, олар ұзақ мерзімді пайдалану тарихы бар және көптеген сорттары бар, негізінен целлюлоза эфирі, араб сағызы, кароб шайыры, гуар сағызы, ксантан сағызы, хитозан, альгин қышқылы натрий және крахмал және оның денатуратталған өнімдері және т.б. Натрий карбоксиметил целлюлоза (CMC), этил целлюлоза (EC), гидроксиэтил целлюлоза (HEC), гидроксипропил целлюлоза (HPC), метил гидроксиэтил целлюлоза (MHEC) целлюлоза эфир өнімдерінде) және метил гидроксипропил целлюлоза (MHPC моноцеллюлоза г) ретінде белгілі. , және мұнай бұрғылауда, құрылыста, жабындарда, азық-түлікте, медицинада және күнделікті химиялық заттарда кеңінен қолданылды. Қалыңдатқыштың бұл түрі негізінен химиялық әсер ету арқылы табиғи полимерлі целлюлозадан жасалған. Чжу Ганхуй натрий карбоксиметилцеллюлозасы (CMC) және гидроксиэтил целлюлозасы (HEC) целлюлоза эфирі өнімдерінде ең көп қолданылатын өнімдер деп санайды. Олар целлюлоза тізбегіндегі ангидроглюкоза бірлігінің гидроксил және эфирлік топтары. (Хлорсірке қышқылы немесе этилен оксиді) реакциясы. Целлюлозды қоюлатқыштар гидратация және ұзын тізбектердің кеңеюі арқылы қоюланады. Қалыңдату механизмі келесідей: целлюлоза молекулаларының негізгі тізбегі сутегі байланыстары арқылы қоршаған су молекулаларымен байланысады, бұл полимердің өзінің сұйық көлемін арттырады, сол арқылы полимердің өзінің көлемін арттырады. жүйенің тұтқырлығы. Оның сулы ерітіндісі Ньютондық емес сұйықтық болып табылады және оның тұтқырлығы ығысу жылдамдығына байланысты өзгереді және уақытқа ешқандай қатысы жоқ. Ерітіндінің тұтқырлығы концентрацияның жоғарылауымен тез артады және ол ең көп қолданылатын қоюландырғыштар мен реологиялық қоспалардың бірі болып табылады.
Катионды гуар сағызы – бұршақ тұқымдас өсімдіктерден алынған табиғи сополимер, катионды беттік белсенді зат пен полимер шайыры қасиеттеріне ие. Оның сыртқы түрі ашық сары ұнтақ, иіссіз немесе сәл хош иісті. Ол 80% полисахарид D2 манноза және 2∀1 жоғары молекулалық полимерлі құрамы бар D2 галактозадан тұрады. Оның 1% сулы ерітіндісінің тұтқырлығы 4000~5000мПас. Ксантан сағызы, сонымен қатар ксантан сағызы ретінде белгілі, крахмалды ашыту арқылы алынған анионды полимер полисахаридті полимер. Ол суық суда немесе ыстық суда ериді, бірақ жалпы органикалық еріткіштерде ерімейді. Ксантан сағызының ерекшелігі - ол 0~100 температурада біркелкі тұтқырлықты сақтай алады, ал ол әлі де төмен концентрацияда жоғары тұтқырлыққа ие және жақсы термиялық тұрақтылыққа ие. ), ол әлі де тамаша ерігіштік пен тұрақтылыққа ие және ерітіндідегі жоғары концентрациялы тұздармен үйлесімді болуы мүмкін және полиакрил қышқылының қоюландырғыштарымен қолданғанда айтарлықтай синергетикалық әсер бере алады. Хитин - бұл табиғи өнім, глюкозаминді полимер және катионды қоюландырғыш.
Натрий альгинаты (C6H7O8Na)n негізінен 1,4 гликозидтік байланыстармен байланысқан aL маннурон қышқылынан (M бірлік) және bD гулурон қышқылынан (G бірлік) тұратын және әртүрлі GGGMMM фрагменттерінен тұратын альгин қышқылының натрий тұзынан тұрады. сополимерлер. Натрий альгинаты тоқыма реактивті бояғыштарды басып шығару үшін ең жиі қолданылатын қоюлатқыш болып табылады. Басылған тоқыма бұйымдары жарқын өрнектермен, айқын сызықтармен, жоғары түс шығымдылығымен, біркелкі түс шығымдылығымен, жақсы өткізгіштікпен және пластиктен тұрады. Ол мақта, жүн, жібек, нейлон және басқа маталарды басып шығаруда кеңінен қолданылды.
синтетикалық полимер қалыңдатқыш
1. Химиялық қиылысатын синтетикалық полимер қоюлатқыш
Синтетикалық қоюлатқыштар қазіргі уақытта нарықтағы ең көп сатылатын және ең кең ауқымды өнімдер болып табылады. Бұл қоюлатқыштардың көпшілігі суда ерімейтін микрохимиялық өзара байланысқан полимерлер және қоюлану үшін ісіну үшін суды ғана сіңіре алады. Полиакрил қышқылының қоюлатқышы кеңінен қолданылатын синтетикалық қоюлатқыш, оның синтездеу әдістеріне эмульсиялы полимерлеу, кері эмульсиялы полимерлеу және тұнбалы полимерлеу жатады. Қалыңдатқыштың бұл түрі тез қоюландыратын әсерге, төмен бағаға және аз мөлшерлеуге байланысты тез дамыды. Қазіргі уақытта қоюлатқыштың бұл түрі үш немесе одан да көп мономермен полимерленген және негізгі мономер акрил қышқылы, малеин қышқылы немесе малеин ангидриді, метакрил қышқылы, акриламид және 2 акриламид сияқты суда еритін мономер болып табылады. 2-метилпропан сульфонаты және т.б.; екінші мономер негізінен акрилат немесе стирол; үшінші мономер - айқаспалы байланыс әсері бар мономер, мысалы, N, N метиленбисакриламид, бутилендиакрилат эфирі немесе дипропилен фталат және т.б.
Полиакрил қышқылының қоюлатқышының қоюлану механизмі екі түрлі болады: бейтараптандырудың қоюлануы және сутегі байланысының қоюлануы. Бейтараптандыру және қоюландыру - бұл қышқылды полиакрил қышқылының қоюлатқышын сілтімен бейтараптандыру, оның молекулаларын ионизациялау және полимердің негізгі тізбегі бойымен теріс зарядтар туғызу, молекулалық тізбектің созылуына ықпал ету үшін бір жынысты зарядтар арасындағы итеруге сүйене отырып, желіні құру үшін ашық. қалыңдатқыш әсерге жету үшін құрылым. Сутектік байланыстың қоюлануы полиакрил қышқылының молекулалары сумен қосылып, гидратация молекулаларын құрайды, содан кейін 5 немесе одан да көп этокси топтары бар иондық емес беттік белсенді заттар сияқты гидроксил донорларымен біріктіріледі. Карбоксилат иондарының бір жынысты электростатикалық тебілуі арқылы молекулалық тізбек түзіледі. Спиральды ұзарту штанга тәрізді болады, осылайша қалыңдатқыш әсерге жету үшін желілік құрылымды қалыптастыру үшін су жүйесінде ширатылған молекулалық тізбектер шешіледі. Қою жүйесінің қалыңдатқыш әсеріне әртүрлі полимерлену рН мәні, бейтараптандырғыш зат және молекулалық салмақ үлкен әсер етеді. Сонымен қатар, бейорганикалық электролиттер қоюландырғыштың осы түрінің қоюлану тиімділігіне айтарлықтай әсер етуі мүмкін, бір валентті иондар жүйенің қоюлану тиімділігін ғана төмендете алады, екі немесе үш валентті иондар жүйені жұқартып қана қоймай, сонымен қатар ерімейтін тұнба түзе алады. Сондықтан поликарбоксилатты қоюлатқыштардың электролитке төзімділігі өте нашар, бұл мұнай өндіру сияқты кен орындарында қолдану мүмкін емес.
Тоқыма өнеркәсібі, мұнай барлау және косметика сияқты қоюландырғыштар кеңінен қолданылатын салаларда электролитке төзімділік және қоюландыру тиімділігі сияқты қоюлатқыштардың жұмысына қойылатын талаптар өте жоғары. Ерітінді полимерлеу арқылы дайындалған қоюлатқыш әдетте салыстырмалы түрде төмен молекулалық массаға ие, бұл қоюландыру тиімділігін төмен етеді және кейбір өнеркәсіптік процестердің талаптарын қанағаттандыра алмайды. Жоғары молекулалық қоюлатқыштарды эмульсиялық полимерлеу, кері эмульсиялық полимерлеу және басқа полимерлеу әдістерімен алуға болады. Карбоксил тобындағы натрий тұзының электролитке төзімділігі нашар болғандықтан, полимер компонентіне иондық емес немесе катиондық мономерлер мен күшті электролитке төзімді мономерлер (мысалы, сульфон қышқылы топтары бар мономерлер) қосу қоюлатқыштың тұтқырлығын айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік береді. Электролитке төзімділік оны мұнайдың үшінші реттік алуы сияқты өнеркәсіптік салалардағы талаптарға сай етеді. 1962 жылы кері эмульсияны полимерлеу басталғаннан бері жоғары молекулалы полиакрил қышқылы мен полиакриламидтің полимерленуі кері эмульсиялы полимерлеуден басым болды. Құрамында азот бар және полиоксиэтиленді эмульсиялық сополимерлеу әдісін немесе оны полиоксипропиленді полимерленген беттік белсенді затпен, кросс-байланыстырушы агентпен және акрил қышқылының мономерімен кезектесіп сополимерлеу әдісін, қоюландырғыш ретінде полиакрил қышқылы эмульсиясын дайындауды ойлап тапты және жақсы қоюландыратын әсерге қол жеткізді және жақсы антиэлектрлік әсерге ие болды. өнімділік. Арианна Бенетти және т.б. косметика үшін қоюландырғыш ойлап табу үшін акрил қышқылын, сульфон қышқылы топтары бар мономерлерді және катионды мономерлерді сополимерлеу үшін кері эмульсиялы полимерлеу әдісін қолданды. Қоюландырғыш құрылымға сульфон қышқылы топтары мен күшті антиэлектролиттік қабілеті бар төрттік аммоний тұздарын енгізудің арқасында дайындалған полимер тамаша қоюландырғыш және антиэлектролиттік қасиеттерге ие. Martial Pabon және т.б. гидрофобты ассоциациялы суда еритін қоюлатқышты дайындау үшін натрий акрилатының, акриламидтің және изооктилфенол полиоксиэтиленметакрилатының макромономерлерін сополимерлеу үшін кері эмульсиялы полимерлеуді қолданды. Чарльз А. т.б. акрил қышқылы мен акриламидті комономер ретінде кері эмульсиялы полимерлеу арқылы жоғары молекулалық қоюлатқышты алу үшін пайдаланды. Чжао Цзюнци және басқалары гидрофобты ассоциациялық полиакрилат қоюлатқыштарын синтездеу үшін ерітіндінің полимерленуін және кері эмульсияның полимерленуін қолданды және полимерлеу процесі мен өнімнің өнімділігін салыстырды. Нәтижелер акрил қышқылы мен стеарил акрилаттың ерітіндідегі полимерленуімен және кері эмульсиялық полимерленуімен салыстырғанда акрил қышқылынан және майлы спиртті полиоксиэтилен эфирінен синтезделген гидрофобты ассоциация мономерін кері эмульсиялық полимерлеу және акрил қышқылының сополимерленуі арқылы тиімді жақсартуға болатынын көрсетеді. Қоюландырғыштардың электролитке төзімділігі. Хэ Пин кері эмульсиялық полимерлеу әдісімен полиакрил қышқылының қоюлатқышын дайындауға қатысты бірнеше мәселелерді талқылады. Бұл жұмыста амфотерлік сополимер тұрақтандырғыш ретінде пайдаланылды, ал метиленбисакриламид пигментті басып шығару үшін жоғары өнімді қоюлатқышты дайындау үшін кері эмульсияны полимерлеу үшін аммоний акрилатын бастау үшін айқаспалы агент ретінде пайдаланылды. Түрлі тұрақтандырғыштардың, инициаторлардың, комономерлердің және тізбекті тасымалдаушы агенттердің полимерленуге әсері зерттелді. Лаурилметакрилат пен акрил қышқылының сополимерін тұрақтандырғыш ретінде қолдануға болатыны, ал екі тотығу-тотықсыздандырғыш инициаторы бензоилдиметиланилин асқын тотығы мен натрийдің терт-бутил гидропероксиді метабисульфиті полимерленуді бастап, белгілі бір тұтқырлық ала алатыны көрсетілген. ақ целлюлоза. Ал 15%-дан аз акриламидпен сополимерленген аммоний акрилатының тұзға төзімділігі артады деп есептеледі.
2. Гидрофобты ассоциация синтетикалық полимер қоюлатқыш
Химиялық байланысқан полиакрил қышқылды қоюлатқыштар кеңінен қолданылғанымен, қоюлатқыш құрамына сульфон қышқылы топтары бар мономерлерді қосу оның электролитке қарсы жұмысын жақсартуға мүмкіндік бергенімен, осы түрдегі қоюлатқыштар әлі де көп. Ақаулар, мысалы, қоюландыру жүйесінің нашар тиксотропиясы және т.б. Жақсартылған әдіс гидрофобты ассоциативті қоюлатқыштарды синтездеу үшін оның гидрофильді негізгі тізбегіне аз мөлшерде гидрофобты топтарды енгізу болып табылады. Гидрофобты ассоциативті қоюлатқыштар - соңғы жылдары жаңадан жасалған қоюлатқыштар. Молекулярлық құрылымында белгілі бір беттік белсенділікті көрсететін гидрофильді бөліктер мен липофильді топтар бар. Ассоциативті қоюлатқыштар ассоциативті емес қоюлатқыштарға қарағанда тұзға төзімділікке ие. Өйткені, гидрофобты топтардың бірлестігі иондық қорғаныс әсерінен туындаған бұйралау үрдісіне ішінара қарсы тұрады немесе ұзағырақ бүйірлік тізбектен туындаған стерикалық тосқауыл иондарды қорғау әсерін ішінара әлсіретеді. Ассоциация әсері қоюлағыштың реологиясын жақсартуға көмектеседі, ол нақты қолдану процесінде үлкен рөл атқарады. Әдебиетте хабарланған кейбір құрылымдары бар гидрофобты ассоциативті қоюлатқыштардан басқа, Tian Dating et al. сонымен қатар бинарлы сополимерлерден тұратын ассоциативті қоюлатқыштарды дайындау үшін ұзын тізбектері бар гидрофобты мономер гексадецилметакрилат акрил қышқылымен сополимерленгенін хабарлады. Синтетикалық қалыңдатқыш. Зерттеулер кросс-байланыстырушы мономерлер мен гидрофобты ұзын тізбекті мономерлердің белгілі бір мөлшері тұтқырлықты айтарлықтай арттыра алатынын көрсетті. Гидрофобты мономердегі гексадецилметакрилаттың (ГМ) әсері лаурилметакрилатқа (LM) қарағанда көбірек. Құрамында гидрофобты ұзын тізбекті мономерлер бар ассоциативті айқаспалы қоюлатқыштардың өнімділігі ассоциативті емес айқаспалы қоюлатқыштарға қарағанда жақсырақ. Осы негізде зерттеу тобы сонымен қатар кері эмульсиялы полимерлеу арқылы құрамында акрил қышқылы/акриламид/гексадецилметакрилат терполимері бар ассоциативті қоюлатқышты синтездеді. Нәтижелер цетилметакрилаттың гидрофобты байланысы да, пропионамидтің иондық емес әсері де қоюлатқыштың қоюлану қасиетін жақсарта алатынын дәлелдеді.
Гидрофобты қауымдастықтың полиуретанды қоюлатқышы (HEUR) да соңғы жылдары айтарлықтай дамыды. Оның артықшылықтары гидролиздеу оңай емес, тұрақты тұтқырлық және рН мәні мен температура сияқты қолданбалардың кең ауқымында тамаша құрылыс өнімділігі. Полиуретанды қоюлатқыштардың қоюлану механизмі негізінен оның липофильді-гидрофильді-липофильді түріндегі арнайы үш блокты полимер құрылымына байланысты, сондықтан тізбек ұштары липофильді топтар (әдетте алифатты көмірсутекті топтар), ал ортасы суда еритін гидрофильді болып табылады. сегмент (әдетте молекулалық салмағы жоғары полиэтиленгликоль). Гидрофобты соңғы топ мөлшерінің HEUR қалыңдатқыш әсеріне әсері зерттелді. Әртүрлі сынақ әдістерін қолдана отырып, молекулалық салмағы 4000 полиэтиленгликоль октанолмен, додецил спиртімен және октадецил спиртімен жабылып, әрбір гидрофобты топпен салыстырылды. Су ерітіндісінде HEUR арқылы түзілген мицелла мөлшері. Нәтижелер қысқа гидрофобты тізбектердің HEUR үшін гидрофобты мицеллаларды қалыптастыру үшін жеткіліксіз екенін және қалыңдатқыш әсері жақсы емес екенін көрсетті. Бұл ретте стеарил спирті мен лаурил спиртімен аяқталатын полиэтиленгликольді салыстыра отырып, біріншісінің мицеллаларының мөлшері соңғысына қарағанда едәуір үлкен және ұзын гидрофобты тізбек сегментінің қалыңдатқыш әсері жақсы деген қорытындыға келді.
Негізгі қолдану аймақтары
Текстильді басып шығару және бояу
Текстильді және пигментті басып шығарудың жақсы басып шығару әсері мен сапасы көбінесе баспа пастасы өнімділігіне байланысты және қоюлатқышты қосу оның жұмысында маңызды рөл атқарады. Қалыңдатқышты қосу басып шығарылатын өнімнің жоғары түс шығымдылығын, айқын басып шығару контурын, ашық және толық түсті етіп, өнімнің өткізгіштігі мен тиксотропиясын жақсартады. Бұрын табиғи крахмал немесе натрий альгинаты пасталарды басып шығару үшін қалыңдатқыш ретінде қолданылған. Табиғи крахмалдан паста жасаудың қиындығына және натрий алгинатының жоғары бағасына байланысты ол біртіндеп акрилді басып шығару және бояу қоюландырғыштарымен ауыстырылады. Анионды полиакрил қышқылы қалыңдататын ең жақсы әсерге ие және қазіргі уақытта ең көп қолданылатын қоюлатқыш болып табылады, бірақ мұндай қоюлатқыштың әлі де электролитке төзімділігі, түсті пастаның тиксотропиясы және басып шығару кезінде түс шығымы сияқты ақаулары бар. Орташа көрсеткіш идеалды емес. Жақсартылған әдіс ассоциативті қоюлатқыштарды синтездеу үшін оның гидрофильді негізгі тізбегіне гидрофобты топтардың аз мөлшерін енгізу болып табылады. Қазіргі уақытта ішкі нарықта полиграфиялық қоюлатқыштарды әртүрлі шикізат пен дайындау әдістеріне сәйкес табиғи қоюлатқыштар, эмульгирлеуші қоюлатқыштар және синтетикалық қоюлатқыштар деп бөлуге болады. Көбінесе, оның қатты құрамы 50% -дан жоғары болуы мүмкін болғандықтан, қоюлау әсері өте жақсы.
су негізіндегі бояу
Бояуға қоюландырғыштарды тиісті түрде қосу бояу жүйесінің сұйықтық сипаттамаларын тиімді өзгерте алады және оны тиксотропты етеді, осылайша бояуға жақсы сақтау тұрақтылығы мен жұмыс қабілеттілігін береді. Өте жақсы өнімділігі бар қалыңдатқыш сақтау кезінде жабынның тұтқырлығын арттырады, жабынның бөлінуін тежейді және жоғары жылдамдықты жабу кезінде тұтқырлықты азайтады, жабыннан кейін жабын пленкасының тұтқырлығын арттырады және салбыраның пайда болуын болдырмайды. Дәстүрлі бояу қоюландырғыштары жиі суда еритін полимерлерді пайдаланады, мысалы, жоғары молекулалы гидроксиэтил целлюлоза. Сонымен қатар, полимерлі қоюлатқыштарды қағаз өнімдерін жабу процесінде ылғалды ұстауды бақылау үшін де қолдануға болады. Қалыңдатқыштардың болуы қапталған қағаздың бетін тегіс және біркелкі ете алады. Әсіресе ісінетін эмульсия (HASE) қоюлатқышы шашырауға қарсы өнімділікке ие және қапталған қағаздың бетінің кедір-бұдырлығын айтарлықтай азайту үшін қоюлатқыштардың басқа түрлерімен бірге пайдалануға болады. Мысалы, латекс бояуы өндіріс, тасымалдау, сақтау және құрылыс кезінде суды бөлу мәселесімен жиі кездеседі. Латекс бояуының тұтқырлығы мен дисперстілігін арттыру арқылы суды бөлуді кейінге қалдыруға болатынына қарамастан, мұндай реттеулер жиі шектеледі, ал одан да маңыздысы Немесе бұл мәселені шешу үшін қоюлатқышты таңдау және оны сәйкестендіру арқылы.
мұнай өндіру
Мұнай өндіруде жоғары өнімді алу үшін сұйықтық қабатын жару үшін белгілі бір сұйықтықтың өткізгіштігі (мысалы, гидравликалық қуат және т.б.) қолданылады. Сұйықтықты сынғыш сұйықтық немесе сынғыш сұйықтық деп атайды. Жарықтандырудың мақсаты қабатта белгілі бір өлшемді және өткізгіштігі бар сынықтарды қалыптастыру болып табылады және оның жетістігі қолданылатын сыну сұйықтығының өнімділігімен тығыз байланысты. Жаруға арналған сұйықтықтарға су негізіндегі сынғыш сұйықтықтар, мұнай негізіндегі жару сұйықтары, спирт негізіндегі жару сұйықтары, эмульсияланған сынғыш сұйықтықтар және көбікпен жаруға арналған сұйықтықтар жатады. Олардың ішінде су негізіндегі жару сұйықтығының арзандығы мен жоғары қауіпсіздігінің артықшылықтары бар және қазіргі уақытта ең көп қолданылатыны болып табылады. Қоюландырғыш су негізіндегі жарғыш сұйықтықтың негізгі қоспасы болып табылады және оның дамуы жарты ғасырға жуық уақыт өтті, бірақ жақсырақ өнімділігі бар жарғыш сұйықтық қоюландырғышты алу әрқашан отандық және шетелдегі ғалымдардың зерттеу бағыты болды. Қазіргі уақытта екі санатқа бөлуге болатын су негізіндегі сынғыш сұйықтық полимерлі қоюлатқыштардың көптеген түрлері бар: табиғи полисахаридтер және олардың туындылары және синтетикалық полимерлер. Мұнай өндіру технологиясының үздіксіз дамуымен және тау-кен өндіру қиындықтарының артуына байланысты адамдар жару сұйықтығына жаңа және жоғары талаптар қойды. Табиғи полисахаридтерге қарағанда олар күрделі түзілу ортасына бейімделгендіктен, синтетикалық полимер қоюлатқыштар жоғары температурада терең ұңғымаларды жару кезінде үлкен рөл атқарады.
Күнделікті химиялық заттар және тағам
Қазіргі уақытта күнделікті химия өнеркәсібінде негізінен бейорганикалық тұздар, беттік белсенді заттар, суда еритін полимерлер және майлы спирттер/май қышқылдары сияқты қалыңдатқыштардың 200-ден астам түрі қолданылады. Олар көбінесе жуғыш заттар, косметика, тіс пастасы және басқа да өнімдерде қолданылады. Сонымен қатар, қоюлатқыштар тамақ өнеркәсібінде де кеңінен қолданылады. Олар негізінен тағамның физикалық қасиеттерін немесе формаларын жақсарту және тұрақтандыру, тағамның тұтқырлығын арттыру, тағамға жабысқақ және дәмді дәм беру, қоюландыру, тұрақтандыру және гомогенизациялау рөлін атқарады. , эмульгирлеуші гель, маска, хош иістендіргіш және тәттілендіргіш. Тамақ өнеркәсібінде қолданылатын қоюландырғыштарға жануарлар мен өсімдіктерден алынған табиғи қоюлатқыштар, сондай-ақ CMCNa және пропиленгликоль альгинаты сияқты синтетикалық қоюлатқыштар жатады. Сонымен қатар, қалыңдатқыштар медицинада, қағаз жасауда, керамикада, тері өңдеуде, гальванизацияда және т.б. кеңінен қолданылды.
2.Бейорганикалық қоюлатқыш
Бейорганикалық қоюлатқыштар төмен молекулалық және жоғары молекулалық салмақтың екі класын қамтиды, ал төмен молекулалық қоюлатқыштар негізінен бейорганикалық тұздар мен беттік белсенді заттардың судағы ерітінділері болып табылады. Қазіргі уақытта қолданылатын бейорганикалық тұздарға негізінен натрий хлориді, калий хлориді, аммоний хлориді, натрий сульфаты, натрий фосфаты және пентатрий трифосфаты жатады, олардың арасында натрий хлориді мен аммоний хлориді қалыңдататын әсерге ие. Негізгі принцип: беттік белсенді заттар сулы ерітіндіде мицеллалар түзеді, ал электролиттердің болуы мицеллалар ассоциациясының санын көбейтеді, нәтижесінде сфералық мицеллалар таяқша тәрізді мицеллаларға айналады, қозғалыс кедергісін арттырады, сөйтіп жүйенің тұтқырлығын арттырады. . Алайда, электролит шамадан тыс болса, ол мицеллярлық құрылымға әсер етеді, қозғалыс кедергісін төмендетеді, осылайша жүйенің тұтқырлығын төмендетеді, бұл тұздану әсері деп аталады.
Бейорганикалық жоғары молекулалық қоюлатқыштарға бентонит, аттапульгит, алюминий силикаты, сепиолит, гекторит және т.б. жатады.Олардың ішінде бентонит ең коммерциялық құндылыққа ие. Негізгі қоюландыру механизмі суды сіңіру арқылы ісінетін тиксотропты гель минералдарынан тұрады. Бұл минералдар әдетте қабатты құрылымға немесе кеңейтілген тор құрылымына ие. Суда дисперсті болған кезде ондағы металл иондары пластинкалы кристалдардан диффузияланады, гидратация прогрессімен ісінеді, соңында пластинкалы кристалдардан толығымен бөлініп, коллоидты суспензия түзеді. сұйықтық. Бұл кезде пластинкалы кристалдың беті теріс зарядқа ие болады, ал оның бұрыштары торлы сынық беттерінің пайда болуына байланысты аздаған оң зарядқа ие болады. Сұйылтылған ерітіндіде бетіндегі теріс зарядтар бұрыштардағы оң зарядтардан үлкен, ал бөлшектер қоюланбай бір-бірін итереді. Бірақ электролит концентрациясының жоғарылауымен ламеллалардың бетіндегі заряд азаяды, ал бөлшектер арасындағы өзара әрекеттесу ламеллалар арасындағы итеру күшінен пластиналар бетіндегі теріс зарядтар мен оң зарядтар арасындағы тартымды күшке өзгереді. шеткі бұрыштардағы зарядтар. Карточкалардың құрылымын қалыптастыру үшін бір-бірімен тігінен қиылысады, бұл қалыңдататын әсерге жету үшін гель шығару үшін ісінуді тудырады. Бұл кезде бейорганикалық гель суда ериді және жоғары тиксотропты гель түзеді. Сонымен қатар, бентонит ерітіндіде сутегі байланыстарын құра алады, бұл үш өлшемді желі құрылымын қалыптастыруға пайдалы. Бейорганикалық гель гидратациясының қоюлануы және карт үйінің түзілу процесі схемалық диаграммада 1 көрсетілген. Полимерленген мономерлерді монтмориллонитке интеркаляциялау қабат аралық аралықтарды арттыру, содан кейін қабаттар арасындағы ин-ситу интеркаляциялық полимерлеу полимер/монтмориллонит органикалық- бейорганикалық гибридті алуға болады. қоюлатқыш. Полимерлі тізбектер монтмориллонит парақтары арқылы полимерлік желіні құра алады. Алғаш рет Казутоши және т.б. полимер жүйесін енгізу үшін натрий негізіндегі монтмориллонитті кросс-байланыстырушы агент ретінде қолданды және монтмориллонит айқаспалы температураға сезімтал гидрогельді дайындады. Liu Hongyu және т.б. жоғары антиэлектролиттік өнімділігі бар қоюлатқыштың жаңа түрін синтездеу үшін кросс-байланыстырушы агент ретінде натрий негізіндегі монтмориллонитті пайдаланды және композиттік қоюлатқыштың қоюландыру өнімділігін және анти-NaCl және басқа электролиттік өнімділігін сынады. Нәтижелер Na-монтмориллонитпен байланыстырылған қоюлатқыштың электролитке қарсы тамаша қасиеттері бар екенін көрсетті. Сонымен қатар, бейорганикалық және басқа органикалық қосылыстарды қоюландырғыштар бар, мысалы, М.Чтуру дайындаған синтетикалық қоюлатқыш және аммоний тұздарының басқа органикалық туындылары мен монтморилонитке жататын тунис саз балшықтары жақсы қоюландырғыш әсері бар.
Жіберу уақыты: 11 қаңтар 2023 ж