Zahusťovadlo, tiež známe ako želírujúce činidlo, sa pri použití v potravinách nazýva aj pasta alebo potravinárske lepidlo. Jeho hlavnou funkciou je zvýšenie viskozity materiálového systému, udržiavanie materiálového systému v rovnomernom a stabilnom suspenznom alebo emulgovanom stave, prípadne vytvorenie gélu. Zahusťovadlá môžu pri použití rýchlo zvýšiť viskozitu produktu. Väčšina mechanizmov pôsobenia zahusťovadiel spočíva v použití predĺženia štruktúry makromolekulového reťazca na dosiahnutie účelu zahusťovania alebo na vytvorenie miciel a vody na vytvorenie trojrozmernej sieťovej štruktúry na zahustenie. Má vlastnosti menšieho dávkovania, rýchleho starnutia a dobrej stability a je široko používaný v potravinách, náteroch, lepidlách, kozmetike, čistiacich prostriedkoch, tlači a farbení, prieskume ropy, kaučuku, medicíne a iných oblastiach. Najstarším zahusťovadlom bol prírodný kaučuk rozpustný vo vode, ale jeho použitie bolo obmedzené kvôli vysokej cene kvôli veľkému dávkovaniu a nízkemu výkonu. Zahusťovadlo druhej generácie sa tiež nazýva emulgačné zahusťovadlo, najmä po vzniku emulgačného zahusťovadla olej-voda sa široko používa v niektorých priemyselných oblastiach. Emulgačné zahusťovadlá však potrebujú používať veľké množstvo petroleja, ktorý nielen znečisťuje životné prostredie, ale predstavuje aj bezpečnostné riziká pri výrobe a aplikácii. Na základe týchto problémov vznikli syntetické zahusťovadlá, najmä príprava a aplikácia syntetických zahusťovadiel vytvorených kopolymerizáciou vo vode rozpustných monomérov, ako je kyselina akrylová, a vhodné množstvo zosieťujúcich monomérov.
Druhy zahusťovadiel a zahusťovacie mechanizmy
Existuje mnoho druhov zahusťovadiel, ktoré možno rozdeliť na anorganické a organické polyméry a organické polyméry možno rozdeliť na prírodné polyméry a syntetické polyméry.
Väčšina prírodných polymérnych zahusťovadiel sú polysacharidy, ktoré majú dlhú históriu používania a mnoho druhov, najmä vrátane éteru celulózy, arabskej gumy, karobovej gumy, guarovej gumy, xantánovej gumy, chitosanu, kyseliny algínovej, sodíka a škrobu a jeho denaturovaných produktov atď. Sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC), etylcelulóza (EC), hydroxyetylcelulóza (HEC), hydroxypropylcelulóza (HPC), metylhydroxyetylcelulóza (MHEC) v produktoch éteru celulózy) a metylhydroxypropylcelulóza (MHPC) sú známe ako priemyselný glutamát sodný. a boli široko používané pri ťažbe ropy, stavebníctve, náteroch, potravinách, medicíne a každodenných chemikáliách. Tento druh zahusťovadla je vyrobený hlavne z prírodnej polymérnej celulózy prostredníctvom chemického pôsobenia. Zhu Ganghui verí, že sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC) a hydroxyetylcelulóza (HEC) sú najrozšírenejšie produkty v produktoch éterov celulózy. Sú to hydroxylové a éterifikačné skupiny anhydroglukózovej jednotky na celulózovom reťazci. (kyselina chlóroctová alebo etylénoxid). Celulózové zahusťovadlá sa zahusťujú hydratáciou a expanziou dlhých reťazcov. Mechanizmus zahusťovania je nasledujúci: hlavný reťazec molekúl celulózy sa spája s okolitými molekulami vody prostredníctvom vodíkových väzieb, čím sa zväčšuje objem tekutiny samotného polyméru, čím sa zväčšuje objem samotného polyméru. systémová viskozita. Jeho vodný roztok je nenewtonovská kvapalina a jeho viskozita sa mení s rýchlosťou šmyku a nemá nič spoločné s časom. Viskozita roztoku sa rýchlo zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou a je jedným z najpoužívanejších zahusťovadiel a reologických prísad.
Katiónová guarová guma je prírodný kopolymér extrahovaný zo strukovín, ktorý má vlastnosti katiónovej povrchovo aktívnej látky a polymérnej živice. Jeho vzhľad je svetložltý prášok, bez zápachu alebo mierne voňavý. Skladá sa z 80 % polysacharidu D2 manózy a D2 galaktózy s 2∀1 vysokomolekulárnym polymérnym zložením. Jeho 1% vodný roztok má viskozitu 4000 ~ 5000 mPas. Xantánová guma, tiež známa ako xantánová guma, je aniónový polymérny polysacharidový polymér vyrobený fermentáciou škrobu. Je rozpustný v studenej vode alebo horúcej vode, ale nerozpustný vo všeobecných organických rozpúšťadlách. Charakteristickou črtou xantánovej gumy je, že si dokáže udržať jednotnú viskozitu pri teplote 0 až 100 °C a stále má vysokú viskozitu pri nízkej koncentrácii a má dobrú tepelnú stabilitu. ), má stále vynikajúcu rozpustnosť a stabilitu a môže byť kompatibilný so soľami s vysokou koncentráciou v roztoku a môže vyvolať významný synergický účinok, keď sa použije so zahusťovadlami na báze kyseliny polyakrylovej. Chitín je prírodný produkt, glukosamínový polymér a katiónové zahusťovadlo.
Alginát sodný (C6H7O8Na)n sa skladá hlavne zo sodnej soli kyseliny algínovej, ktorá sa skladá z kyseliny aL manurónovej (jednotka M) a kyseliny bD gulurónovej (jednotka G) spojených 1,4 glykozidickými väzbami a zložených z rôznych fragmentov GGGMMM kopolyméry. Alginát sodný je najbežnejšie používaným zahusťovadlom na potlač textilných reaktívnych farbív. Potlačené textílie majú svetlé vzory, jasné línie, vysokú výťažnosť farieb, jednotnú výťažnosť farieb, dobrú priepustnosť a plasticitu. Široko sa používa pri tlači bavlny, vlny, hodvábu, nylonu a iných látok.
syntetické polymérové zahusťovadlo
1. Chemické zosieťovacie syntetické polymérne zahusťovadlo
Syntetické zahusťovadlá sú v súčasnosti najpredávanejším a najširším sortimentom na trhu. Väčšina týchto zahusťovadiel sú mikrochemicky zosieťované polyméry, nerozpustné vo vode a môžu absorbovať vodu len na napučanie a zahustenie. Zahusťovadlo kyseliny polyakrylovej je široko používané syntetické zahusťovadlo a metódy jeho syntézy zahŕňajú emulznú polymerizáciu, inverznú emulznú polymerizáciu a zrážaciu polymerizáciu. Tento typ zahusťovadla bol rýchlo vyvinutý vďaka jeho rýchlemu zahusťovaciemu účinku, nízkej cene a menšiemu dávkovaniu. V súčasnosti je tento typ zahusťovadla polymerizovaný tromi alebo viacerými monomérmi a hlavným monomérom je vo všeobecnosti monomér rozpustný vo vode, ako je kyselina akrylová, kyselina maleínová alebo anhydrid kyseliny maleínovej, kyselina metakrylová, akrylamid a 2-akrylamid. 2-metylpropánsulfonát atď.; druhý monomér je všeobecne akrylát alebo styrén; tretí monomér je monomér so sieťovacím účinkom, ako je N,N metylénbisakrylamid, butyléndiakrylátester alebo dipropylénftalát atď.
Mechanizmus zahusťovania zahusťovadla kyseliny polyakrylovej má dva druhy: neutralizačné zahusťovanie a zahusťovanie vodíkovou väzbou. Neutralizácia a zahusťovanie spočíva v neutralizácii kyslého zahusťovadla na báze kyseliny polyakrylovej alkáliou, aby sa jeho molekuly ionizovali a generovali negatívne náboje pozdĺž hlavného reťazca polyméru, pričom sa spolieha na odpudzovanie medzi nábojmi rovnakého pohlavia, aby sa podporilo natiahnutie molekulárneho reťazca Otvorenie na vytvorenie siete štruktúru na dosiahnutie zahusťovacieho účinku. Zahusťovanie vodíkovou väzbou spočíva v tom, že sa molekuly kyseliny polyakrylovej spájajú s vodou za vzniku hydratačných molekúl a potom sa spájajú s donormi hydroxylových skupín, ako sú neiónové povrchovo aktívne látky s 5 alebo viacerými etoxyskupinami. Prostredníctvom elektrostatického odpudzovania karboxylátových iónov osôb rovnakého pohlavia sa vytvára molekulárny reťazec. Skrutkovité predĺženie sa stáva tyčinkovitým, takže stočené molekulové reťazce sú vo vodnom systéme rozviazané a vytvárajú sieťovú štruktúru na dosiahnutie zahusťovacieho efektu. Rozdielna hodnota pH polymerizácie, neutralizačné činidlo a molekulová hmotnosť majú veľký vplyv na zahusťovací účinok zahusťovacieho systému. Anorganické elektrolyty môžu navyše výrazne ovplyvniť účinnosť zahusťovania tohto typu zahusťovadla, jednomocné ióny môžu iba znížiť účinnosť zahusťovania systému, dvojmocné alebo trojmocné ióny môžu systém nielen riediť, ale aj produkovať nerozpustnú zrazeninu. Preto je odolnosť polykarboxylátových zahusťovadiel voči elektrolytu veľmi nízka, čo znemožňuje ich použitie v oblastiach, ako je ťažba ropy.
V odvetviach, kde sa zahusťovadlá najviac používajú, ako je textilný priemysel, ťažba ropy a kozmetika, sú požiadavky na výkon zahusťovadiel, ako je odolnosť voči elektrolytom a účinnosť zahusťovania, veľmi vysoké. Zahusťovadlo pripravené roztokovou polymerizáciou má zvyčajne relatívne nízku molekulovú hmotnosť, čo znižuje účinnosť zahusťovania a nemôže spĺňať požiadavky niektorých priemyselných procesov. Zahusťovadlá s vysokou molekulovou hmotnosťou možno získať emulznou polymerizáciou, inverznou emulznou polymerizáciou a inými polymerizačnými metódami. V dôsledku nízkej odolnosti sodnej soli karboxylovej skupiny voči elektrolytu môže pridanie neiónových alebo katiónových monomérov a monomérov so silnou odolnosťou voči elektrolytu (ako sú monoméry obsahujúce skupiny kyseliny sulfónovej) do polymérnej zložky výrazne zlepšiť viskozitu zahusťovadla. Odolnosť voči elektrolytu spĺňa požiadavky v priemyselných oblastiach, ako je terciárne získavanie ropy. Od začiatku inverznej emulznej polymerizácie v roku 1962 dominovala polymerizácii vysokomolekulárnej polyakrylovej kyseliny a polyakrylamidu inverzná emulzná polymerizácia. Vynašiel spôsob emulznej kopolymerizácie dusíka obsahujúceho a polyoxyetylénu alebo jeho striedavej kopolymerizácie s polyoxypropylénom polymerizovaným povrchovo aktívnym činidlom, sieťovacím činidlom a monomérom kyseliny akrylovej na prípravu emulzie kyseliny polyakrylovej ako zahusťovadla a dosiahol dobrý zahusťovací účinok a má dobrý anti-elektrolytový účinok výkon. Arianna Benetti a kol. použil metódu inverznej emulznej polymerizácie na kopolymerizáciu kyseliny akrylovej, monomérov obsahujúcich skupiny kyseliny sulfónovej a katiónových monomérov na vynájdenie zahusťovadla pre kozmetiku. Vďaka zavedeniu skupín sulfónových kyselín a kvartérnych amóniových solí so silnou antielektrolytovou schopnosťou do štruktúry zahusťovadla má pripravený polymér vynikajúce zahusťovacie a antielektrolytové vlastnosti. Martial Pabon a kol. použil inverznú emulznú polymerizáciu na kopolymerizáciu makromonomérov akrylátu sodného, akrylamidu a izooktylfenolu polyoxyetylénmetakrylátu na prípravu hydrofóbnej asociácie vo vode rozpustného zahusťovadla. Charles A. atď. použil kyselinu akrylovú a akrylamid ako komonoméry na získanie zahusťovadla s vysokou molekulovou hmotnosťou inverznou emulznou polymerizáciou. Zhao Junzi a iní použili polymerizáciu v roztoku a inverznú emulznú polymerizáciu na syntézu hydrofóbnych asociačných polyakrylátových zahusťovadiel a porovnávali proces polymerizácie a výkonnosť produktu. Výsledky ukazujú, že v porovnaní s roztokovou polymerizáciou a inverznou emulznou polymerizáciou kyseliny akrylovej a stearylakrylátu možno hydrofóbny asociačný monomér syntetizovaný z kyseliny akrylovej a polyoxyetylénéteru mastného alkoholu účinne zlepšiť inverznou emulznou polymerizáciou a kopolymerizáciou kyseliny akrylovej. Odolnosť zahusťovadiel voči elektrolytom. Ping diskutoval o niekoľkých otázkach súvisiacich s prípravou zahusťovadla na báze kyseliny polyakrylovej inverznou emulznou polymerizáciou. V tomto článku sa amfotérny kopolymér použil ako stabilizátor a metylénbisakrylamid sa použil ako zosieťovacie činidlo na iniciáciu akrylátu amónneho na inverznú emulznú polymerizáciu na prípravu vysokovýkonného zahusťovadla na tlač pigmentov. Boli študované účinky rôznych stabilizátorov, iniciátorov, komonomérov a činidiel na prenos reťazcov na polymerizáciu. Zdôrazňuje sa, že kopolymér laurylmetakrylátu a kyseliny akrylovej sa môže použiť ako stabilizátor a dva redox iniciátory, benzoyldimetylanilínperoxid a terc-butylhydroperoxid metabisulfit sodný, môžu iniciovať polymerizáciu a získať určitú viskozitu. biela dužina. A predpokladá sa, že odolnosť akrylátu amónneho kopolymerizovaného s menej ako 15 % akrylamidu sa zvyšuje.
2. Hydrofóbna asociácia syntetického polymérneho zahusťovadla
Hoci sa zahusťovadlá na báze chemicky zosieťovanej kyseliny polyakrylovej vo veľkej miere používajú, hoci pridanie monomérov obsahujúcich skupiny kyseliny sulfónovej do kompozície zahusťovadla môže zlepšiť jej anti-elektrolytovú účinnosť, stále existuje veľa zahusťovadiel tohto typu. Defekty, ako je slabá tixotropia zahusťovacieho systému atď. Zlepšený spôsob spočíva v zavedení malého množstva hydrofóbnych skupín do jeho hydrofilného hlavného reťazca, aby sa syntetizovali hydrofóbne asociatívne zahusťovadlá. Hydrofóbne asociatívne zahusťovadlá sú novo vyvinuté zahusťovadlá v posledných rokoch. V molekulárnej štruktúre sú hydrofilné časti a lipofilné skupiny, ktoré vykazujú určitú povrchovú aktivitu. Asociatívne zahusťovadlá majú lepšiu odolnosť voči soli ako neasociatívne zahusťovadlá. Je to preto, že spojenie hydrofóbnych skupín čiastočne pôsobí proti tendencii kučeravenia spôsobenej iónovým ochranným efektom, alebo stérická bariéra spôsobená dlhším bočným reťazcom čiastočne oslabuje iónový ochranný efekt. Asociačný efekt pomáha zlepšiť reológiu zahusťovadla, ktorá hrá obrovskú úlohu v samotnom procese aplikácie. Okrem hydrofóbnych asociatívnych zahusťovadiel s niektorými štruktúrami uvedenými v literatúre Tian Dating et al. tiež uviedli, že hexadecylmetakrylát, hydrofóbny monomér obsahujúci dlhé reťazce, bol kopolymerizovaný s kyselinou akrylovou na prípravu asociatívnych zahusťovadiel zložených z binárnych kopolymérov. Syntetické zahusťovadlo. Štúdie ukázali, že určité množstvo zosieťujúcich monomérov a hydrofóbnych monomérov s dlhým reťazcom môže výrazne zvýšiť viskozitu. Účinok hexadecylmetakrylátu (HM) v hydrofóbnom monoméri je väčší ako účinok laurylmetakrylátu (LM). Výkon asociatívnych zosieťovaných zahusťovadiel obsahujúcich hydrofóbne monoméry s dlhým reťazcom je lepší ako výkon neasociatívnych zosieťovaných zahusťovadiel. Na tomto základe výskumná skupina syntetizovala aj asociatívne zahusťovadlo obsahujúce terpolymér kyselina akrylová/akrylamid/hexadecylmetakrylát inverznou emulznou polymerizáciou. Výsledky preukázali, že hydrofóbna asociácia cetylmetakrylátu a neiónový účinok propiónamidu môžu zlepšiť zahusťovacie vlastnosti zahusťovadla.
Hydrofóbne asociačné polyuretánové zahusťovadlo (HEUR) bolo v posledných rokoch tiež výrazne vyvinuté. Jeho výhodami je neľahká hydrolýza, stabilná viskozita a vynikajúce konštrukčné vlastnosti v širokom rozsahu aplikácií, ako je hodnota pH a teplota. Mechanizmus zahusťovania polyuretánových zahusťovadiel je spôsobený najmä ich špeciálnou štruktúrou trojblokového polyméru vo forme lipofilno-hydrofilne-lipofilného, takže konce reťazcov sú lipofilné skupiny (zvyčajne alifatické uhľovodíkové skupiny) a stred je vo vode rozpustný hydrofilný segment (zvyčajne polyetylénglykol s vyššou molekulovou hmotnosťou). Študoval sa vplyv veľkosti hydrofóbnej koncovej skupiny na zahusťovací účinok HEUR. Použitím rôznych testovacích metód bol polyetylénglykol s molekulovou hmotnosťou 4000 uzavretý oktanolom, dodecylalkoholom a oktadecylalkoholom a porovnaný s každou hydrofóbnou skupinou. Veľkosť micel tvorená HEUR vo vodnom roztoku. Výsledky ukázali, že krátke hydrofóbne reťazce nestačili HEUR na vytvorenie hydrofóbnych miciel a zahusťovací efekt nebol dobrý. Súčasne, pri porovnaní stearylalkoholu a polyetylénglykolu zakončeného laurylalkoholom, veľkosť miciel prvého je podstatne väčšia ako veľkosť druhého a dospelo sa k záveru, že segment dlhého hydrofóbneho reťazca má lepší zahusťovací účinok.
Hlavné oblasti použitia
Potlač a farbenie textilu
Dobrý tlačový efekt a kvalita textilnej a pigmentovej tlače závisí vo veľkej miere od výkonu tlačovej pasty a pridanie zahusťovadla hrá zásadnú úlohu v jej výkonnosti. Pridaním zahusťovadla môže mať tlačený produkt vysokú výťažnosť farieb, jasný obrys tlače, jasnú a plnú farbu a zlepšiť priepustnosť a tixotropiu produktu. V minulosti sa ako zahusťovadlo tlačiarenských pást väčšinou používal prírodný škrob alebo alginát sodný. Vzhľadom na náročnosť výroby pasty z prírodného škrobu a vysokú cenu alginátu sodného ju postupne nahrádzajú akrylové tlačiarenské a farbiace zahusťovadlá. Aniónová kyselina polyakrylová má najlepší zahusťovací účinok a je v súčasnosti najpoužívanejším zahusťovadlom, ale tento druh zahusťovadla má stále nedostatky, ako je odolnosť voči elektrolytu, tixotropia farebnej pasty a výťažnosť farby počas tlače. Priemer nie je ideálny. Zlepšený spôsob spočíva v zavedení malého množstva hydrofóbnych skupín do jeho hydrofilného hlavného reťazca, aby sa syntetizovali asociatívne zahusťovadlá. V súčasnosti možno tlačiarenské zahusťovadlá na domácom trhu rozdeliť podľa rôznych surovín a spôsobov prípravy na prírodné zahusťovadlá, emulgačné zahusťovadlá a syntetické zahusťovadlá. Väčšina, pretože jeho obsah pevných látok môže byť vyšší ako 50 %, je zahusťovací účinok veľmi dobrý.
farba na vodnej báze
Vhodným pridaním zahusťovadiel do farby je možné účinne zmeniť tekuté vlastnosti náterového systému a urobiť ho tixotropným, čím sa náteru udelí dobrá stabilita pri skladovaní a spracovateľnosť. Zahusťovadlo s vynikajúcim výkonom môže zvýšiť viskozitu náteru počas skladovania, inhibovať oddeľovanie náteru a znížiť viskozitu počas vysokorýchlostného náteru, zvýšiť viskozitu náterového filmu po nátere a zabrániť vzniku priehybu. Tradičné zahusťovadlá farieb často používajú vo vode rozpustné polyméry, ako je napríklad vysokomolekulárna hydroxyetylcelulóza. Okrem toho je možné použiť polymérne zahusťovadlá na kontrolu zadržiavania vlhkosti počas procesu poťahovania papierových výrobkov. Prítomnosť zahusťovadiel môže spôsobiť, že povrch natieraného papiera bude hladší a jednotnejší. Najmä zahusťovadlo napučiavajúcej emulzie (HASE) má vlastnosti proti striekaniu a možno ho použiť v kombinácii s inými typmi zahusťovadiel na výrazné zníženie drsnosti povrchu natieraného papiera. Napríklad latexová farba často naráža na problém oddeľovania vody počas výroby, prepravy, skladovania a konštrukcie. Hoci oddelenie vody môže byť oneskorené zvýšením viskozity a dispergovateľnosti latexovej farby, takéto úpravy sú často obmedzené, a čo je dôležitejšie, výberom zahusťovadla a jeho prispôsobením sa tento problém vyrieši.
ťažba ropy
Pri extrakcii ropy sa na získanie vysokého výťažku používa vodivosť určitej kvapaliny (ako je hydraulická energia atď.) na rozbitie vrstvy tekutiny. Kvapalina sa nazýva štiepiaca kvapalina alebo štiepiaca kvapalina. Účelom lámania je vytvárať lomy s určitou veľkosťou a vodivosťou vo formácii a jeho úspešnosť úzko súvisí s výkonnosťou použitej lámacej tekutiny. Kvapaliny na štiepenie zahŕňajú kvapaliny na štiepenie na báze vody, kvapaliny na štiepenie na báze oleja, kvapaliny na štiepenie na báze alkoholu, emulgované kvapaliny na štiepenie a kvapaliny na štiepenie peny. Spomedzi nich má kvapalina na štiepenie na vodnej báze výhody nízkej ceny a vysokej bezpečnosti a v súčasnosti je najpoužívanejšia. Zahusťovadlo je hlavnou prísadou vo vodnej štiepiacej kvapaline a jej vývoj prešiel takmer polstoročím, ale získanie zahusťovadla štiepnej kvapaliny s lepším výkonom bolo vždy smerovaním výskumu vedcov doma aj v zahraničí. V súčasnosti sa používa mnoho druhov tekutých polymérnych zahusťovadiel na báze vody, ktoré možno rozdeliť do dvoch kategórií: prírodné polysacharidy a ich deriváty a syntetické polyméry. S neustálym vývojom technológie ťažby ropy a zvyšovaním obtiažnosti ťažby ľudia kladú novšie a vyššie požiadavky na kvapalinu na štiepenie. Pretože sú prispôsobivejšie na komplexné formovacie prostredie ako prírodné polysacharidy, syntetické polymérne zahusťovadlá budú hrať väčšiu úlohu pri vysokoteplotnom štiepení hlbokých vrtov.
Denné chemikálie a potraviny
V súčasnosti sa v každodennom chemickom priemysle používa viac ako 200 druhov zahusťovadiel, vrátane anorganických solí, povrchovo aktívnych látok, vo vode rozpustných polymérov a mastných alkoholov/mastných kyselín. Väčšinou sa používajú v pracích prostriedkoch, kozmetike, zubných pastách a iných výrobkoch. Okrem toho majú zahusťovadlá široké využitie aj v potravinárskom priemysle. Používajú sa najmä na zlepšenie a stabilizáciu fyzikálnych vlastností alebo foriem potravín, zvýšenie viskozity potravín, dodanie lepkavej a lahodnej chuti a zohrávajú úlohu pri zahusťovaní, stabilizácii a homogenizácii. , emulgačný gél, maskovanie, aróma a sladidlo. Zahusťovadlá používané v potravinárskom priemysle zahŕňajú prírodné zahusťovadlá získané zo zvierat a rastlín, ako aj syntetické zahusťovadlá, ako je CMCNa a propylénglykolalginát. Okrem toho sa zahusťovadlá široko používajú aj v medicíne, výrobe papiera, keramike, spracovaní kože, galvanickom pokovovaní atď.
2.Anorganické zahusťovadlo
Anorganické zahusťovadlá zahŕňajú dve triedy s nízkou molekulovou hmotnosťou a s vysokou molekulovou hmotnosťou a zahusťovadlá s nízkou molekulovou hmotnosťou sú hlavne vodné roztoky anorganických solí a povrchovo aktívnych látok. V súčasnosti používané anorganické soli zahŕňajú hlavne chlorid sodný, chlorid draselný, chlorid amónny, síran sodný, fosforečnan sodný a trifosforečnan pentasodný, medzi ktorými majú lepšie zahusťovacie účinky chlorid sodný a chlorid amónny. Základným princípom je, že povrchovo aktívne látky tvoria micely vo vodnom roztoku a prítomnosť elektrolytov zvyšuje počet asociácií miciel, čo vedie k premene guľovitých miciel na micely v tvare tyčinky, čím sa zvyšuje odpor pohybu a tým sa zvyšuje viskozita systému. . Pri nadmernom množstve elektrolytu však ovplyvní micelárnu štruktúru, zníži pohybový odpor a tým zníži viskozitu systému, čo je takzvaný vysolovací efekt.
Anorganické zahusťovadlá s vysokou molekulovou hmotnosťou zahŕňajú bentonit, attapulgit, kremičitan hlinitý, sepiolit, hektorit atď. Spomedzi nich má najväčšiu komerčnú hodnotu bentonit. Hlavný zahusťovací mechanizmus tvoria tixotropné gélové minerály, ktoré napučiavajú absorbovaním vody. Tieto minerály majú vo všeobecnosti vrstvenú štruktúru alebo rozšírenú mriežkovú štruktúru. Keď sa dispergujú vo vode, kovové ióny v nej difundujú z lamelárnych kryštálov, napučiavajú s postupom hydratácie a nakoniec sa úplne oddelia od lamelárnych kryštálov za vzniku koloidnej suspenzie. kvapalina. V tomto čase má povrch lamelárneho kryštálu záporný náboj a jeho rohy majú malé množstvo kladného náboja v dôsledku vzhľadu povrchov mriežkových lomov. V zriedenom roztoku sú záporné náboje na povrchu väčšie ako kladné náboje na rohoch a častice sa navzájom odpudzujú bez toho, aby sa zahusťovali. So zvyšujúcou sa koncentráciou elektrolytu však náboj na povrchu lamiel klesá a interakcia medzi časticami sa mení z odpudivej sily medzi lamelami na príťažlivú silu medzi zápornými nábojmi na povrchu lamiel a kladnými nábojmi. náboje v okrajových rohoch. Vertikálne zosieťované dohromady, aby vytvorili štruktúru domčeka z kariet, čo spôsobuje napučiavanie, aby sa vytvoril gél na dosiahnutie zahusťovacieho efektu. V tomto čase sa anorganický gél rozpustí vo vode za vzniku vysoko tixotropného gélu. Okrem toho môže bentonit vytvárať vodíkové väzby v roztoku, čo je prospešné pre vytvorenie trojrozmernej sieťovej štruktúry. Proces zahusťovania hydratácie anorganického gélu a tvorby kartónu je znázornený na schematickom diagrame 1. Interkalácia polymerizovaných monomérov na montmorillonit na zväčšenie medzivrstvového rozstupu a následná interkalačná polymerizácia in situ medzi vrstvami môže produkovať organicko-anorganický hybrid polymér/montmorillonit zahusťovadlo. Polymérne reťazce môžu prechádzať cez montmorillonitové dosky a vytvárať polymérnu sieť. Kazutoshi a spol. použil montmorillonit na báze sodíka ako sieťovacie činidlo na zavedenie polymérneho systému a pripravil montmorillonitom zosieťovaný teplotne citlivý hydrogél. Liu Hongyu a kol. použil montmorillonit na báze sodíka ako zosieťovacie činidlo na syntézu nového typu zahusťovadla s vysokým anti-elektrolytovým výkonom a testoval zahusťovací výkon a anti-NaCl a iný elektrolytický výkon kompozitného zahusťovadla. Výsledky ukazujú, že zahusťovadlo zosieťované Na-montmorillonitom má vynikajúce antielektrolytové vlastnosti. Okrem toho existujú aj anorganické a iné organické zlúčeniny zahusťovadlá, ako je syntetické zahusťovadlo pripravené M. Chtourou a ďalšie organické deriváty amónnych solí a tuniského ílu patriace k montmorillonitu, ktorý má dobrý zahusťovací účinok.
Čas odoslania: 11. januára 2023