1. Introducere
Hidroxipropil metilceluloza (HPMC) este un polimer solubil în apă utilizat pe scară largă în acoperiri, materiale de construcție, produse farmaceutice și alte domenii. În industria de acoperire, HPMC nu este folosit doar ca agent de îngroșare, stabilizator și formator de peliculă, ci și ca dispersant foarte eficient. Principalele sale funcții în acoperiri includ îmbunătățirea stabilității acoperirilor, îmbunătățirea reologiei, îmbunătățirea performanței construcției și a calității acoperirii finale.
2. Caracteristicile structurale ale HPMC
Structura moleculară a HPMC constă dintr-un schelet de celuloză și substituenți hidroxipropil și metil. Structura sa specială oferă HPMC solubilitate în apă și capacitatea de a forma o soluție vâscoelastică în soluție apoasă. HPMC interacționează cu moleculele de solvent prin legături de hidrogen și forțe van der Waals, dizolvându-se astfel în apă și formând un sistem stabil de dispersie.
Greutatea moleculară și gradul de substituție (DS) ale HPMC afectează solubilitatea și vâscozitatea acestuia. În general, greutatea moleculară mai mare și gradul de substituție cresc vâscozitatea și timpul de dizolvare a HPMC. Aceste caracteristici sunt cruciale pentru funcția HPMC ca dispersant de acoperire.
3. Rolul HPMC în acoperiri
3.1 Îmbunătățirea dispersibilitatii pigmentului
HPMC este utilizat în principal pentru a îmbunătăți dispersibilitatea pigmenților în acoperiri. În procesul de producție a acoperirilor, aglomerarea particulelor de pigment este o problemă comună, care duce la acoperiri inegale și instabile, afectând luciul și uniformitatea culorii acoperirii. Dispersanții HPMC joacă un rol în următoarele aspecte:
Repulsie electrostatică: Soluția formată prin dizolvarea HPMC în apă are o activitate de suprafață mare și poate fi adsorbită pe suprafața particulelor de pigment pentru a le face încărcate. Această repulsie electrostatică separă particulele de pigment unele de altele și reduce aglomerarea.
Efect de obstacol steric: lanțul polimeric al HPMC poate forma un strat protector pe suprafața particulelor de pigment, poate crește distanța spațială dintre particule și, astfel, poate inhiba atracția reciprocă și aglomerarea dintre particule.
Efect de stabilizare: HPMC se combină cu moleculele de apă prin legături de hidrogen pentru a forma un sistem stabil de soluție, împiedică sedimentarea particulelor de pigment în sistem și îmbunătățește stabilitatea acoperirii.
3.2 Îmbunătățirea reologiei
O altă funcție importantă a HPMC este de a îmbunătăți reologia acoperirilor, adică caracteristicile de curgere și deformare ale acoperirilor. Proprietățile reologice bune ale acoperirii îl ajută să aibă o bună întindere și nivelare în timpul procesului de construcție, formând o peliculă uniformă de acoperire. HPMC afectează proprietățile reologice ale acoperirii prin următoarele mecanisme:
Îmbunătățirea viscoelasticității: Structura rețelei de lanț polimeric formată de HPMC în apă conferă soluției o anumită vâscoelasticitate. Această vâscoelasticitate poate regla comportamentul de curgere al stratului de acoperire, astfel încât acesta să aibă o vâscozitate adecvată la periere, reducând lăsarea și picurarea.
Diluare prin forfecare: soluțiile HPMC prezintă de obicei proprietăți de subțiere prin forfecare, adică au vâscozitate mai mare la viteze de forfecare scăzute și vâscozitate mai mică la viteze de forfecare mari. Această proprietate face ca stratul să aibă o stabilitate mai bună în stare statică și ușor de răspândit în timpul construcției.
Tixotropie: Unele soluții HPMC prezintă, de asemenea, tixotropie, adică vâscozitatea este restabilită în repaus, ceea ce este deosebit de important pentru reducerea lasării și picurării stratului de acoperire.
3.3 Îmbunătățirea performanței acoperirii
HPMC nu numai că are o influență importantă asupra performanței acoperirii în timpul construcției, dar îmbunătățește semnificativ și calitatea acoperirii finale. HPMC îmbunătățește performanța acoperirilor în următoarele aspecte:
Planeitatea stratului de acoperire: HPMC îmbunătățește reologia acoperirii, îmbunătățește capacitatea de răspândire și nivelarea acoperirii și face acoperirea mai netedă și mai uniformă.
Rezistența la apă și rezistența la intemperii: HPMC formează o structură densă de rețea în acoperire, care crește rezistența la apă și capacitatea anti-îmbătrânire a acoperirii și îmbunătățește rezistența la intemperii a acoperirii.
Aderență: HPMC îmbunătățește aderența stratului de acoperire, astfel încât acoperirea poate fi atașată mai ferm de suprafața substratului și îmbunătățește durabilitatea acoperirii.
4. Exemple de aplicare a HPMC
4.1 Acoperiri arhitecturale
În acoperirile arhitecturale, HPMC este utilizat pentru a îmbunătăți dispersia pigmenților și reologia acoperirilor, în special pentru acoperirile pe bază de apă. HPMC îmbunătățește stabilitatea și performanța de construcție a stratului de acoperire, astfel încât acoperirea să aibă o nivelare și o aderență mai bună pe perete și previne căderea filmului și acoperirea neuniformă.
4.2 Acoperiri industriale
HPMC este, de asemenea, utilizat pe scară largă în acoperirile industriale. Nu numai că îmbunătățește dispersabilitatea pigmenților, dar îmbunătățește și performanța de construcție a acoperirilor, făcând filmul de acoperire mai aderent la metal, plastic și alte substraturi, iar filmul de acoperire format mai durabil.
4.3 Alte acoperiri
HPMC este, de asemenea, utilizat în diferite acoperiri speciale, cum ar fi acoperiri ignifuge, acoperiri anticoroziune etc. Rolul său în aceste acoperiri este în principal de a îmbunătăți stabilitatea acoperirilor și performanța filmului de acoperire, astfel încât acoperirile să aibă performanțe bune în diverse medii complexe.
Ca dispersant de acoperire, HPMC joacă un rol important în îmbunătățirea dispersabilității pigmenților, îmbunătățirea reologiei acoperirilor și îmbunătățirea performanței filmelor de acoperire. Structura și funcția sa unică îi oferă o gamă largă de perspective de aplicare în industria vopselelor. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de acoperire, aplicarea HPMC va continua să se extindă, oferind mai multe posibilități de îmbunătățire și inovare a performanței acoperirii.
Ora postării: 25-jun-2024