Verdikkingsmiddel, ook wel geleermiddel genoemd, wordt bij gebruik in voeding ook wel pasta of voedsellijm genoemd. De belangrijkste functie ervan is het verhogen van de viscositeit van het materiaalsysteem, het in een uniforme en stabiele suspensietoestand of geëmulgeerde toestand houden van het materiaalsysteem, of het vormen van een gel. Verdikkingsmiddelen kunnen bij gebruik de viscositeit van het product snel verhogen. Het grootste deel van het werkingsmechanisme van verdikkingsmiddelen is het gebruik van macromoleculaire ketenstructuurverlenging om verdikkingsdoeleinden te bereiken of om micellen en water te vormen om een driedimensionale netwerkstructuur te vormen om te verdikken. Het heeft de kenmerken van minder dosering, snelle veroudering en goede stabiliteit, en wordt veel gebruikt in voedsel, coatings, lijmen, cosmetica, wasmiddelen, bedrukken en verven, olie-exploratie, rubber, medicijnen en andere gebieden. Het vroegste verdikkingsmiddel was wateroplosbaar natuurrubber, maar de toepassing ervan was beperkt vanwege de hoge prijs vanwege de grote dosering en de lage output. Het verdikkingsmiddel van de tweede generatie wordt ook wel emulgatieverdikkingsmiddel genoemd, vooral na de opkomst van olie-water-emulgatieverdikkingsmiddel. Het wordt op grote schaal gebruikt in sommige industriële gebieden. Emulgerende verdikkingsmiddelen moeten echter een grote hoeveelheid kerosine gebruiken, wat niet alleen het milieu vervuilt, maar ook veiligheidsrisico's met zich meebrengt bij de productie en toepassing. Gebaseerd op deze problemen zijn synthetische verdikkingsmiddelen op de markt gekomen, vooral de bereiding en toepassing van synthetische verdikkingsmiddelen gevormd door copolymerisatie van in water oplosbare monomeren zoals acrylzuur en een geschikte hoeveelheid verknopende monomeren zijn snel ontwikkeld.
Soorten verdikkingsmiddelen en verdikkingsmechanisme
Er zijn veel soorten verdikkingsmiddelen, die kunnen worden onderverdeeld in anorganische en organische polymeren, en organische polymeren kunnen worden onderverdeeld in natuurlijke polymeren en synthetische polymeren.
De meeste natuurlijke polymeerverdikkingsmiddelen zijn polysachariden, die een lange gebruiksgeschiedenis en vele variëteiten hebben, waaronder voornamelijk cellulose-ether, Arabische gom, johannesbroodpitmeel, guargom, xanthaangom, chitosan, alginezuur, natrium en zetmeel en de gedenatureerde producten ervan, enz. Natriumcarboxymethylcellulose (CMC), ethylcellulose (EC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylcellulose (HPC), methylhydroxyethylcellulose (MHEC) in cellulose-etherproducten) en methylhydroxypropylcellulose (MHPC) staan bekend als industrieel mononatriumglutamaat. en worden veel gebruikt in olieboringen, de bouw, coatings, voedsel, medicijnen en dagelijkse chemicaliën. Dit soort verdikkingsmiddel wordt door chemische werking voornamelijk gemaakt van natuurlijk polymeercellulose. Zhu Ganghui is van mening dat natriumcarboxymethylcellulose (CMC) en hydroxyethylcellulose (HEC) de meest gebruikte producten zijn in cellulose-etherproducten. Het zijn de hydroxyl- en veretheringsgroepen van de anhydroglucose-eenheid op de celluloseketen. (chloorazijnzuur of ethyleenoxide) reactie. Celluloseverdikkingsmiddelen worden verdikt door hydratatie en expansie van lange ketens. Het verdikkingsmechanisme is als volgt: de hoofdketen van cellulosemoleculen associeert zich met omringende watermoleculen via waterstofbruggen, waardoor het vloeistofvolume van het polymeer zelf toeneemt, waardoor het volume van het polymeer zelf toeneemt. systeemviscositeit. De waterige oplossing is een niet-Newtoniaanse vloeistof, en de viscositeit verandert met de afschuifsnelheid en heeft niets met de tijd te maken. De viscositeit van de oplossing neemt snel toe met de toename van de concentratie, en het is een van de meest gebruikte verdikkingsmiddelen en reologische additieven.
Kationische guargom is een natuurlijk copolymeer gewonnen uit peulvruchten, dat de eigenschappen heeft van kationische oppervlakteactieve stof en polymeerhars. Het uiterlijk is lichtgeel poeder, geurloos of licht geparfumeerd. Het is samengesteld uit 80% polysacharide D2-mannose en D2-galactose met een 2∀1 hoogmoleculaire polymeersamenstelling. De 1% waterige oplossing heeft een viscositeit van 4000 ~ 5000 mPas. Xanthaangom, ook bekend als xanthaangom, is een anionisch polymeer polysacharidepolymeer geproduceerd door fermentatie van zetmeel. Het is oplosbaar in koud water of warm water, maar onoplosbaar in algemene organische oplosmiddelen. Het kenmerk van xanthaangom is dat het een uniforme viscositeit kan behouden bij een temperatuur van 0 ~ 100, en nog steeds een hoge viscositeit heeft bij een lage concentratie, en een goede thermische stabiliteit heeft. ), heeft het nog steeds een uitstekende oplosbaarheid en stabiliteit, en kan het verenigbaar zijn met zouten met een hoge concentratie in de oplossing, en kan het een aanzienlijk synergetisch effect produceren bij gebruik met polyacrylzuurverdikkingsmiddelen. Chitine is een natuurlijk product, een glucosaminepolymeer en een kationisch verdikkingsmiddel.
Natriumalginaat (C6H7O8Na)n bestaat voornamelijk uit het natriumzout van alginezuur, dat bestaat uit aL-mannuronzuur (M-eenheid) en bD-guluronzuur (G-eenheid) verbonden door 1,4 glycosidische bindingen en samengesteld uit verschillende GGGMMM-fragmenten van copolymeren. Natriumalginaat is het meest gebruikte verdikkingsmiddel voor het bedrukken van reactieve kleurstoffen op textiel. Het bedrukte textiel heeft heldere patronen, duidelijke lijnen, hoge kleuropbrengst, uniforme kleuropbrengst, goede permeabiliteit en plasticiteit. Het wordt veel gebruikt bij het bedrukken van katoen, wol, zijde, nylon en andere stoffen.
synthetisch polymeer verdikkingsmiddel
1. Chemisch verknopend synthetisch polymeerverdikkingsmiddel
Synthetische verdikkingsmiddelen zijn momenteel het meest verkochte en breedste assortiment producten op de markt. De meeste van deze verdikkingsmiddelen zijn microchemische verknoopte polymeren, onoplosbaar in water en kunnen alleen water absorberen om op te zwellen en dikker te worden. Polyacrylzuurverdikkingsmiddel is een veelgebruikt synthetisch verdikkingsmiddel en de synthesemethoden ervan omvatten emulsiepolymerisatie, omgekeerde emulsiepolymerisatie en precipitatiepolymerisatie. Dit type verdikkingsmiddel is snel ontwikkeld vanwege het snelle verdikkingseffect, de lage kosten en de lagere dosering. Momenteel wordt dit type verdikkingsmiddel gepolymeriseerd door drie of meer monomeren, en het hoofdmonomeer is in het algemeen een in water oplosbaar monomeer, zoals acrylzuur, maleïnezuur of maleïnezuuranhydride, methacrylzuur, acrylamide en 2-acrylamide. 2-methylpropaansulfonaat, enz.; het tweede monomeer is in het algemeen acrylaat of styreen; het derde monomeer is een monomeer met verknopingseffect, zoals N,N-methyleenbisacrylamide, butyleendiacrylaatester of dipropyleenftalaat, enz.
Het verdikkingsmechanisme van polyacrylzuurverdikkingsmiddel kent twee soorten: neutralisatieverdikking en verdikking door waterstofbinding. Neutralisatie en verdikking is het neutraliseren van het zure polyacrylzuurverdikkingsmiddel met alkali om de moleculen ervan te ioniseren en negatieve ladingen langs de hoofdketen van het polymeer te genereren, waarbij wordt vertrouwd op de afstoting tussen ladingen van hetzelfde geslacht om het uitrekken van de moleculaire keten te bevorderen. Open om een netwerk te vormen structuur om verdikkingseffect te bereiken. Waterstofbindende verdikking is dat polyacrylzuurmoleculen zich combineren met water om hydratatiemoleculen te vormen, en vervolgens combineren met hydroxyldonoren zoals niet-ionische oppervlakteactieve stoffen met 5 of meer ethoxygroepen. Door de elektrostatische afstoting van carboxylaationen van hetzelfde geslacht wordt de moleculaire keten gevormd. De spiraalvormige verlenging wordt staafachtig, zodat de gekrulde moleculaire ketens in het waterige systeem worden losgemaakt om een netwerkstructuur te vormen om een verdikkingseffect te bereiken. Verschillende polymerisatie-pH-waarden, neutralisatiemiddelen en molecuulgewicht hebben grote invloed op het verdikkingseffect van het verdikkingssysteem. Bovendien kunnen anorganische elektrolyten de verdikkingsefficiëntie van dit type verdikkingsmiddel aanzienlijk beïnvloeden; eenwaardige ionen kunnen alleen de verdikkingsefficiëntie van het systeem verminderen; tweewaardige of driewaardige ionen kunnen niet alleen het systeem verdunnen, maar ook onoplosbaar neerslag produceren. Daarom is de elektrolytbestendigheid van polycarboxylaatverdikkingsmiddelen zeer slecht, wat het onmogelijk maakt om ze toe te passen op gebieden zoals oliewinning.
In de industrieën waar verdikkingsmiddelen het meest worden gebruikt, zoals textiel, aardolie-exploratie en cosmetica, zijn de prestatie-eisen van verdikkingsmiddelen, zoals elektrolytbestendigheid en verdikkingsefficiëntie, zeer hoog. Het door oplossingspolymerisatie bereide verdikkingsmiddel heeft gewoonlijk een relatief laag molecuulgewicht, waardoor de verdikkingsefficiëntie laag is en niet aan de eisen van sommige industriële processen kan voldoen. Verdikkingsmiddelen met hoog molecuulgewicht kunnen worden verkregen door emulsiepolymerisatie, omgekeerde emulsiepolymerisatie en andere polymerisatiemethoden. Vanwege de slechte elektrolytbestendigheid van het natriumzout van de carboxylgroep kan het toevoegen van niet-ionische of kationische monomeren en monomeren met een sterke elektrolytbestendigheid (zoals monomeren die sulfonzuurgroepen bevatten) aan de polymeercomponent de viscositeit van het verdikkingsmiddel aanzienlijk verbeteren. Dankzij de elektrolytbestendigheid voldoet het aan de eisen op industriële gebieden zoals de terugwinning van tertiaire olie. Sinds de inverse emulsiepolymerisatie in 1962 begon, wordt de polymerisatie van polyacrylzuur en polyacrylamide met een hoog molecuulgewicht gedomineerd door inverse emulsiepolymerisatie. De methode uitgevonden voor emulsiecopolymerisatie van stikstofhoudend en polyoxyethyleen of de alternerende copolymerisatie ervan met polyoxypropyleen gepolymeriseerde oppervlakteactieve stof, verknopingsmiddel en acrylzuurmonomeer om polyacrylzuuremulsie als verdikkingsmiddel te bereiden, en bereikte een goed verdikkingseffect en heeft een goede anti-elektrolyt prestatie. Arianna Benetti et al. gebruikte de methode van inverse emulsiepolymerisatie om acrylzuur, monomeren die sulfonzuurgroepen bevatten en kationische monomeren te copolymeriseren om een verdikkingsmiddel voor cosmetica uit te vinden. Vanwege de introductie van sulfonzuurgroepen en quaternaire ammoniumzouten met een sterk anti-elektrolytvermogen in de verdikkingsmiddelstructuur, heeft het bereide polymeer uitstekende verdikkings- en anti-elektrolyteigenschappen. Martial Pabon et al. gebruikte inverse emulsiepolymerisatie om natriumacrylaat-, acrylamide- en isooctylfenolpolyoxyethyleenmethacrylaatmacromonomeren te copolymeriseren om een hydrofoob, in water oplosbaar verdikkingsmiddel te bereiden. Charles A. etc. gebruikte acrylzuur en acrylamide als comonomeren om door middel van omgekeerde emulsiepolymerisatie een verdikkingsmiddel met een hoog molecuulgewicht te verkrijgen. Zhao Junzi en anderen gebruikten oplossingspolymerisatie en inverse emulsiepolymerisatie om hydrofobe associatiepolyacrylaatverdikkingsmiddelen te synthetiseren, en vergeleken het polymerisatieproces en de productprestaties. De resultaten laten zien dat, vergeleken met de oplossingspolymerisatie en inverse emulsiepolymerisatie van acrylzuur en stearylacrylaat, het hydrofobe associatiemonomeer gesynthetiseerd uit acrylzuur en vetalcoholpolyoxyethyleenether effectief kan worden verbeterd door inverse emulsiepolymerisatie en acrylzuurcopolymerisatie. Elektrolytbestendigheid van verdikkingsmiddelen. He Ping besprak verschillende kwesties die verband hielden met de bereiding van polyacrylzuurverdikkingsmiddel door middel van omgekeerde emulsiepolymerisatie. In dit artikel werd het amfotere copolymeer gebruikt als stabilisator en werd methyleenbisacrylamide gebruikt als verknopingsmiddel om ammoniumacrylaat te initiëren voor omgekeerde emulsiepolymerisatie om een hoogwaardig verdikkingsmiddel voor pigmentprinten te bereiden. De effecten van verschillende stabilisatoren, initiatoren, comonomeren en ketenoverdrachtsmiddelen op de polymerisatie werden bestudeerd. Er wordt op gewezen dat het copolymeer van laurylmethacrylaat en acrylzuur als stabilisator kan worden gebruikt, en dat de twee redoxinitiatoren, benzoyldimethylanilineperoxide en natrium-tert-butylhydroperoxidemetabisulfiet, beide de polymerisatie kunnen initiëren en een bepaalde viscositeit kunnen verkrijgen. witte pulp. En er wordt aangenomen dat de zoutbestendigheid van ammoniumacrylaat gecopolymeriseerd met minder dan 15% acrylamide toeneemt.
2. Hydrofoob synthetisch polymeerverdikkingsmiddel
Hoewel chemisch verknoopte polyacrylzuurverdikkingsmiddelen op grote schaal zijn gebruikt en hoewel de toevoeging van monomeren die sulfonzuurgroepen bevatten aan de verdikkingsmiddelsamenstelling de anti-elektrolytprestaties ervan kan verbeteren, zijn er nog steeds veel verdikkingsmiddelen van dit type. Defecten, zoals slechte thixotropie van het verdikkingssysteem, enz. De verbeterde methode is het introduceren van een kleine hoeveelheid hydrofobe groepen in de hydrofiele hoofdketen om hydrofobe associatieve verdikkingsmiddelen te synthetiseren. Hydrofobe associatieve verdikkingsmiddelen zijn de laatste jaren nieuw ontwikkelde verdikkingsmiddelen. Er zijn hydrofiele delen en lipofiele groepen in de moleculaire structuur, die een bepaalde oppervlakteactiviteit vertonen. Associatieve verdikkingsmiddelen hebben een betere zoutbestendigheid dan niet-associatieve verdikkingsmiddelen. Dit komt omdat de associatie van hydrofobe groepen gedeeltelijk de neiging tot krullen tegengaat die wordt veroorzaakt door het ionenafschermende effect, of omdat de sterische barrière veroorzaakt door de langere zijketen het ionenafschermende effect gedeeltelijk verzwakt. Het associatie-effect helpt de reologie van het verdikkingsmiddel te verbeteren, wat een grote rol speelt in het daadwerkelijke applicatieproces. Naast de hydrofobe associatieve verdikkingsmiddelen met enkele structuren die in de literatuur worden vermeld, hebben Tian Dating et al. rapporteerde ook dat hexadecylmethacrylaat, een hydrofoob monomeer dat lange ketens bevat, werd gecopolymeriseerd met acrylzuur om associatieve verdikkingsmiddelen te bereiden die zijn samengesteld uit binaire copolymeren. Synthetisch verdikkingsmiddel. Studies hebben aangetoond dat een bepaalde hoeveelheid verknopende monomeren en hydrofobe monomeren met lange keten de viscositeit aanzienlijk kunnen verhogen. Het effect van hexadecylmethacrylaat (HM) in het hydrofobe monomeer is groter dan dat van laurylmethacrylaat (LM). De prestatie van associatieve verknoopte verdikkingsmiddelen die hydrofobe monomeren met lange keten bevatten, is beter dan die van niet-associatieve verknoopte verdikkingsmiddelen. Op deze basis synthetiseerde de onderzoeksgroep ook een associatief verdikkingsmiddel dat acrylzuur/acrylamide/hexadecylmethacrylaatterpolymeer bevat door middel van omgekeerde emulsiepolymerisatie. De resultaten bewezen dat zowel de hydrofobe associatie van cetylmethacrylaat als het niet-ionische effect van propionamide de verdikkingsprestaties van het verdikkingsmiddel kunnen verbeteren.
Hydrofoob associatiepolyurethaanverdikkingsmiddel (HEUR) is de afgelopen jaren ook sterk ontwikkeld. De voordelen zijn niet gemakkelijk te hydrolyseren, stabiele viscositeit en uitstekende constructieprestaties in een breed scala aan toepassingen, zoals pH-waarde en temperatuur. Het verdikkingsmechanisme van polyurethaanverdikkingsmiddelen is voornamelijk te danken aan de speciale drieblokpolymeerstructuur in de vorm van lipofiel-hydrofiel-lipofiel, zodat de ketenuiteinden lipofiele groepen zijn (meestal alifatische koolwaterstofgroepen) en het midden in water oplosbaar hydrofiel is. segment (gewoonlijk polyethyleenglycol met een hoger molecuulgewicht). Het effect van de hydrofobe eindgroepgrootte op het verdikkende effect van HEUR werd bestudeerd. Met behulp van verschillende testmethoden werd polyethyleenglycol met een molecuulgewicht van 4000 afgedekt met octanol, dodecylalcohol en octadecylalcohol, en vergeleken met elke hydrofobe groep. Micelgrootte gevormd door HEUR in waterige oplossing. De resultaten toonden aan dat de korte hydrofobe ketens niet voldoende waren om HEUR hydrofobe micellen te laten vormen en dat het verdikkingseffect niet goed was. Tegelijkertijd is bij vergelijking van stearylalcohol en polyethyleenglycol met laurylalcohol-eindgroepen de grootte van de micellen van eerstgenoemde aanzienlijk groter dan die van laatstgenoemde, en er wordt geconcludeerd dat het lange hydrofobe ketensegment een beter verdikkend effect heeft.
Belangrijkste toepassingsgebieden
Textiel bedrukken en verven
Het goede drukeffect en de kwaliteit van textiel- en pigmentdruk zijn grotendeels afhankelijk van de prestaties van de drukpasta, en de toevoeging van verdikkingsmiddel speelt een cruciale rol in de prestaties ervan. Door een verdikkingsmiddel toe te voegen, kan het gedrukte product een hoge kleuropbrengst, een duidelijke afdrukomtrek, helder en volledig kleur hebben en de permeabiliteit en thixotropie van het product verbeteren. Vroeger werd vooral natuurlijk zetmeel of natriumalginaat gebruikt als verdikkingsmiddel voor drukpasta's. Vanwege de moeilijkheid om pasta te maken van natuurlijk zetmeel en de hoge prijs van natriumalginaat, wordt het geleidelijk vervangen door acryldruk- en verfverdikkingsmiddelen. Anionisch polyacrylzuur heeft het beste verdikkingseffect en is momenteel het meest gebruikte verdikkingsmiddel, maar dit soort verdikkingsmiddel heeft nog steeds gebreken, zoals weerstand tegen elektrolyten, thixotropie van kleurpasta en kleuropbrengst tijdens het afdrukken. Het gemiddelde is niet ideaal. De verbeterde methode is om een kleine hoeveelheid hydrofobe groepen in de hydrofiele hoofdketen te introduceren om associatieve verdikkingsmiddelen te synthetiseren. Momenteel kunnen drukverdikkingsmiddelen op de binnenlandse markt worden onderverdeeld in natuurlijke verdikkingsmiddelen, emulgatieverdikkingsmiddelen en synthetische verdikkingsmiddelen volgens verschillende grondstoffen en bereidingsmethoden. Omdat het vastestofgehalte hoger kan zijn dan 50%, is het verdikkende effect in de meeste gevallen zeer goed.
verf op waterbasis
Het op de juiste manier toevoegen van verdikkingsmiddelen aan de verf kan de vloeistofeigenschappen van het verfsysteem effectief veranderen en het thixotroop maken, waardoor de verf een goede opslagstabiliteit en verwerkbaarheid krijgt. Een verdikkingsmiddel met uitstekende prestaties kan de viscositeit van de coating tijdens opslag verhogen, de scheiding van de coating belemmeren en de viscositeit tijdens snelle coating verlagen, de viscositeit van de coatingfilm na het coaten verhogen en het optreden van doorzakken voorkomen. Traditionele verfverdikkers maken vaak gebruik van wateroplosbare polymeren, zoals hoogmoleculaire hydroxyethylcellulose. Bovendien kunnen polymere verdikkingsmiddelen ook worden gebruikt om het vasthouden van vocht tijdens het coatingproces van papierproducten te beheersen. De aanwezigheid van verdikkingsmiddelen kan het oppervlak van gecoat papier gladder en uniformer maken. Vooral het zwelbare emulsie (HASE) verdikkingsmiddel heeft antispateigenschappen en kan in combinatie met andere soorten verdikkingsmiddelen worden gebruikt om de oppervlakteruwheid van het gecoate papier sterk te verminderen. Latexverf stuit bijvoorbeeld vaak op het probleem van waterafscheiding tijdens productie, transport, opslag en constructie. Hoewel de waterafscheiding kan worden vertraagd door de viscositeit en de dispergeerbaarheid van latexverf te vergroten, zijn dergelijke aanpassingen vaak beperkt, en des te belangrijker is het om dit probleem op te lossen door de keuze van het verdikkingsmiddel en de bijpassende oplossing.
olie-extractie
Bij oliewinning wordt, om een hoge opbrengst te verkrijgen, de geleidbaarheid van een bepaalde vloeistof (zoals hydraulisch vermogen, enz.) gebruikt om de vloeistoflaag te breken. De vloeistof wordt breekvloeistof of breekvloeistof genoemd. Het doel van breken is het vormen van breuken met een bepaalde grootte en geleidbaarheid in de formatie, en het succes ervan hangt nauw samen met de prestatie van de gebruikte breekvloeistof. Breukvloeistoffen omvatten breekvloeistoffen op waterbasis, breekvloeistoffen op oliebasis, breekvloeistoffen op alcoholbasis, geëmulgeerde breekvloeistoffen en schuimbreekvloeistoffen. Onder hen heeft breekvloeistof op waterbasis de voordelen van lage kosten en hoge veiligheid, en wordt momenteel het meest gebruikt. Verdikkingsmiddel is het belangrijkste additief in breekvloeistof op waterbasis en de ontwikkeling ervan heeft bijna een halve eeuw geduurd, maar het verkrijgen van een verdikkingsmiddel voor breekvloeistof met betere prestaties is altijd de onderzoeksrichting geweest van wetenschappers in binnen- en buitenland. Er worden momenteel veel soorten op water gebaseerde breekvloeibare polymeerverdikkingsmiddelen gebruikt, die in twee categorieën kunnen worden verdeeld: natuurlijke polysachariden en hun derivaten en synthetische polymeren. Met de voortdurende ontwikkeling van de olie-extractietechnologie en de toenemende moeilijkheidsgraad van de mijnbouw, stellen mensen nieuwere en hogere eisen aan breekvloeistof. Omdat ze zich beter kunnen aanpassen aan complexe vormingsomgevingen dan natuurlijke polysachariden, zullen synthetische polymeerverdikkingsmiddelen een grotere rol spelen bij het breken van diepe putten bij hoge temperaturen.
Dagelijkse chemicaliën en voedsel
Momenteel worden er in de dagelijkse chemische industrie meer dan 200 soorten verdikkingsmiddelen gebruikt, waaronder voornamelijk anorganische zouten, oppervlakteactieve stoffen, in water oplosbare polymeren en vetalcoholen/vetzuren. Ze worden vooral gebruikt in wasmiddelen, cosmetica, tandpasta en andere producten. Daarnaast worden verdikkingsmiddelen ook veel gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie. Ze worden voornamelijk gebruikt om de fysieke eigenschappen of vormen van voedsel te verbeteren en te stabiliseren, de viscositeit van voedsel te verhogen, voedsel een plakkerige en heerlijke smaak te geven en een rol te spelen bij het verdikken, stabiliseren en homogeniseren. , emulgerende gel, maskering, smaak- en zoetstof. Verdikkingsmiddelen die in de voedingsindustrie worden gebruikt, omvatten natuurlijke verdikkingsmiddelen verkregen uit dieren en planten, evenals synthetische verdikkingsmiddelen zoals CMCNa en propyleenglycolalginaat. Bovendien worden verdikkingsmiddelen ook veel gebruikt in de geneeskunde, de papierfabricage, keramiek, leerverwerking, galvaniseren, enz.
2.Anorganisch verdikkingsmiddel
Anorganische verdikkingsmiddelen omvatten twee klassen met een laag molecuulgewicht en een hoog molecuulgewicht, en verdikkingsmiddelen met een laag molecuulgewicht zijn voornamelijk waterige oplossingen van anorganische zouten en oppervlakteactieve stoffen. De momenteel gebruikte anorganische zouten omvatten hoofdzakelijk natriumchloride, kaliumchloride, ammoniumchloride, natriumsulfaat, natriumfosfaat en pentanatriumtrifosfaat, waarvan natriumchloride en ammoniumchloride betere verdikkende effecten hebben. Het basisprincipe is dat oppervlakteactieve stoffen micellen vormen in een waterige oplossing, en de aanwezigheid van elektrolyten verhoogt het aantal micellenassociaties, wat resulteert in de transformatie van bolvormige micellen in staafvormige micellen, waardoor de bewegingsweerstand toeneemt en daarmee de viscositeit van het systeem toeneemt. . Wanneer het elektrolyt echter overmatig is, zal dit de micellaire structuur aantasten, de bewegingsweerstand verminderen en zo de viscositeit van het systeem verminderen, wat het zogenaamde uitzoutingseffect is.
Anorganische verdikkingsmiddelen met een hoog molecuulgewicht omvatten bentoniet, attapulgiet, aluminiumsilicaat, sepioliet, hectoriet, enz. Hiervan heeft bentoniet de meeste commerciële waarde. Het belangrijkste verdikkingsmechanisme bestaat uit thixotrope gelmineralen die opzwellen door water te absorberen. Deze mineralen hebben doorgaans een gelaagde structuur of een geëxpandeerde roosterstructuur. Wanneer ze in water worden gedispergeerd, diffunderen de metaalionen daarin uit de lamellaire kristallen, zwellen op naarmate de hydratatie vordert en scheiden zich uiteindelijk volledig af van de lamellaire kristallen om een colloïdale suspensie te vormen. vloeistof. Op dit moment heeft het oppervlak van het lamellaire kristal een negatieve lading en hebben de hoeken een kleine hoeveelheid positieve lading vanwege het verschijnen van roosterbreukoppervlakken. In een verdunde oplossing zijn de negatieve ladingen op het oppervlak groter dan de positieve ladingen op de hoeken, en stoten de deeltjes elkaar af zonder te verdikken. Met de toename van de elektrolytconcentratie neemt echter de lading op het oppervlak van de lamellen af en verandert de interactie tussen deeltjes van de afstotende kracht tussen de lamellen naar de aantrekkingskracht tussen de negatieve ladingen op het oppervlak van de lamellen en de positieve. ladingen op de randhoeken. Verticaal met elkaar verknoopt om een kaartenhuisstructuur te vormen, waardoor zwelling ontstaat en een gel ontstaat om een verdikkend effect te bereiken. Op dit moment lost de anorganische gel op in water en vormt een zeer thixotrope gel. Bovendien kan bentoniet in oplossing waterstofbruggen vormen, wat gunstig is voor de vorming van een driedimensionale netwerkstructuur. Het proces van verdikking door anorganische gelhydratatie en kaarthuisvorming wordt weergegeven in schematisch diagram 1. Intercalatie van gepolymeriseerde monomeren naar montmorilloniet om de afstand tussen de lagen te vergroten, en vervolgens kan in-situ intercalatiepolymerisatie tussen de lagen een organisch-anorganische polymeer/montmorilloniet-hybride produceren. verdikkingsmiddel. Polymeerketens kunnen door montmorillonietplaten gaan en zo een polymeernetwerk vormen. Voor het eerst hebben Kazutoshi et al. gebruikte montmorilloniet op natriumbasis als verknopingsmiddel om een polymeersysteem te introduceren, en bereidde een montmorilloniet verknoopte temperatuurgevoelige hydrogel. Liu Hongyu et al. gebruikte montmorilloniet op natriumbasis als verknopingsmiddel om een nieuw type verdikkingsmiddel met hoge anti-elektrolytprestaties te synthetiseren, en testte de verdikkingsprestaties en anti-NaCl en andere elektrolytprestaties van het samengestelde verdikkingsmiddel. De resultaten tonen aan dat het met Na-montmorilloniet verknoopte verdikkingsmiddel uitstekende anti-elektrolyteigenschappen heeft. Daarnaast zijn er ook anorganische en andere organische samengestelde verdikkingsmiddelen, zoals het synthetische verdikkingsmiddel bereid door M.Chtourou en andere organische derivaten van ammoniumzouten en Tunesische klei behorend tot montmorilloniet, die een goede verdikkende werking heeft.
Posttijd: 11 januari 2023