Focus on Cellulose ethers

Pesë “agjentët” e veshjeve me bazë uji!

përmbledhje

1. Agjent lagur dhe shpërndarës

2. Shkumëzues

3. Trashues

4. Aditivë që formojnë film

5. Aditivë të tjerë

Agjent lagur dhe shpërndarës

Veshjet me bazë uji përdorin ujin si një tretës ose medium shpërndarjeje, dhe uji ka një konstante të madhe dielektrike, kështu që veshjet me bazë uji stabilizohen kryesisht nga zmbrapsja elektrostatike kur shtresa e dyfishtë elektrike mbivendoset.

Përveç kësaj, në sistemin e veshjes me bazë uji, shpesh ka polimere dhe surfaktantë jo-jonikë, të cilët absorbohen në sipërfaqen e mbushësit të pigmentit, duke formuar pengesë sterike dhe stabilizuar shpërndarjen. Prandaj, bojërat dhe emulsionet me bazë uji arrijnë rezultate të qëndrueshme nëpërmjet veprimit të përbashkët të zmbrapsjes elektrostatike dhe pengesës sterike. Disavantazhi i tij është rezistenca e dobët e elektrolitit, veçanërisht për elektrolitët me çmim të lartë.

1.1 Agjent lagur

Agjentët lagështues për veshjet me ujë ndahen në anionikë dhe jojonikë.

Kombinimi i agjentit lagur dhe agjentit shpërndarës mund të arrijë rezultate ideale. Sasia e agjentit lagur është përgjithësisht disa për mijë. Efekti i tij negativ është shkumëzimi dhe zvogëlimi i rezistencës ndaj ujit të filmit të veshjes.

Një nga tendencat e zhvillimit të agjentëve njomës është zëvendësimi gradualisht i agjentëve njomës të polioksietilen alkil (benzen) fenol eterit (APEO ose APE), sepse kjo çon në reduktimin e hormoneve mashkullore te minjtë dhe ndërhyn në punën endokrine. Eteret e fenolit të polioksietilenit alkil (benzen) përdoren gjerësisht si emulsifikues gjatë polimerizimit të emulsionit.

Surfaktantët binjakë janë gjithashtu zhvillime të reja. Janë dy molekula amfifilike të lidhura nga një ndarës. Karakteristika më e dukshme e surfaktantëve me qeliza binjake është se përqendrimi kritik i micelës (CMC) është më shumë se një rend i madhësisë më i ulët se ai i surfaktantëve të tyre "njëqelizor", i ndjekur nga efikasitet i lartë. Si TEGO Twin 4000, është një surfaktant siloksan me qeliza dyfishe dhe ka veti të paqëndrueshme shkume dhe shkumëzimi.

1.2 Shpërndarësi

Dispersantët për bojë latex ndahen në katër kategori: dispersant fosfat, shpërndarës homopolimer poliacid, dispersant kopolimer poliacid dhe dispersant të tjerë.

Dispersantët më të përdorur të fosfatit janë polifosfatet, si heksametafosfati i natriumit, polifosfati i natriumit (Calgon N, produkt i BK Giulini Chemical Company në Gjermani), tripolifosfati i kaliumit (KTPP) dhe pirofosfati i tetrakaliumit (TKPP).

Mekanizmi i veprimit të tij është të stabilizojë zmbrapsjen elektrostatike përmes lidhjes hidrogjenore dhe adsorbimit kimik. Avantazhi i tij është se doza është e ulët, rreth 0.1%, dhe ka një efekt të mirë dispersioni në pigmentet inorganike dhe mbushësit. Por ka edhe mangësi: ai, së bashku me rritjen e vlerës së pH dhe temperaturës, polifosfati hidrolizohet lehtësisht, shkakton një qëndrueshmëri të keqe të ruajtjes afatgjatë; Shpërbërja jo e plotë në medium do të ndikojë në shkëlqimin e bojës me shkëlqim latex.

1 dispersant fosfat

Shpërndarësit e esterit të fosfatit stabilizojnë dispersionet e pigmentit, duke përfshirë pigmente reaktive si oksidi i zinkut. Në formulimet e bojës me shkëlqim, përmirëson shkëlqimin dhe pastërtinë. Ndryshe nga aditivët e tjerë njomës dhe shpërndarës, shtimi i dispersantëve të esterit të fosfatit nuk ndikon në viskozitetin KU dhe ICI të veshjes.

Dispersant homopolimer poliacid, si Tamol 1254 dhe Tamol 850, Tamol 850 është një homopolimer i acidit metakrilik.

Dispersant i kopolimerit poliacid, si Orotan 731A, i cili është një kopolimer i diizobutilenit dhe acidit maleik. Karakteristikat e këtyre dy llojeve dispersantësh janë se ato prodhojnë adsorbim ose ankorim të fortë në sipërfaqen e pigmenteve dhe mbushësve, kanë zinxhirë molekularë më të gjatë për të formuar pengesë sterike dhe kanë tretshmëri në ujë në skajet e zinxhirit, dhe disa plotësohen nga zmbrapsja elektrostatike në të arrijë rezultate të qëndrueshme. Për ta bërë dispersantin të ketë shpërndarje të mirë, pesha molekulare duhet të kontrollohet rreptësisht. Nëse pesha molekulare është shumë e vogël, do të ketë pengesë sterike të pamjaftueshme; nëse pesha molekulare është shumë e madhe, do të ndodhë flokulimi. Për dispersuesit poliakrilate, efekti më i mirë i shpërndarjes mund të arrihet nëse shkalla e polimerizimit është 12-18.

Llojet e tjera dispersantësh, si AMP-95, kanë një emër kimik 2-amino-2-metil-1-propanol. Grupi amino absorbohet në sipërfaqen e grimcave inorganike dhe grupi hidroksil shtrihet në ujë, i cili luan një rol stabilizues përmes pengesës sterike. Për shkak të madhësisë së tij të vogël, pengesa sterike është e kufizuar. AMP-95 është kryesisht një rregullator i pH.

Vitet e fundit, hulumtimi mbi dispersantët ka tejkaluar problemin e flokulimit të shkaktuar nga pesha e lartë molekulare, dhe zhvillimi i peshës së lartë molekulare është një nga tendencat. Për shembull, dispersuesi me peshë të lartë molekulare EFKA-4580 i prodhuar nga polimerizimi i emulsionit është zhvilluar posaçërisht për veshjet industriale me bazë uji, i përshtatshëm për shpërndarjen e pigmentit organik dhe inorganik dhe ka rezistencë të mirë ndaj ujit.

Amino-grupet kanë një prirje të mirë për shumë pigmente nëpërmjet lidhjeve acido-bazike ose hidrogjenore. I është kushtuar vëmendje dispersantit bllok kopolimer me acid aminoakrilik si grup ankorimi.

2 Disperant me metakrilat dimetilaminoetil si grup ankorimi

Aditivi lagës dhe shpërndarës Tego Dispers 655 përdoret në bojërat e automobilave me ujë jo vetëm për të orientuar pigmentet, por edhe për të parandaluar reagimin e pluhurit të aluminit me ujin.

Për shkak të shqetësimeve mjedisore, janë zhvilluar agjentë njomjeje dhe shpërndarjeje të biodegradueshme, të tilla si agjentët lagështues dhe shpërndarës me dy qeliza të serisë EnviroGem AE, të cilët janë agjentë lagështues dhe shpërndarës me shkumë të ulët.

Shkumëzues

Ka shumë lloje të pastruesve tradicionalë të bojrave me bazë uji, të cilët përgjithësisht ndahen në tre kategori: shkumësues të vajit mineral, shkumës polisiloksani dhe shkumës të tjerë.

Zbutëset e vajit mineral përdoren zakonisht, kryesisht në bojëra latex të sheshta dhe gjysmë shkëlqim.

Shkumëzuesit polisiloksan kanë tension të ulët sipërfaqësor, aftësi të forta shkumëzimi dhe kundër shkumëzimit dhe nuk ndikojnë në shkëlqimin, por kur përdoren në mënyrë jo të duhur, ato do të shkaktojnë defekte të tilla si tkurrje e shtresës së veshjes dhe rilyerje të dobët.

Shkumëzuesit tradicionalë të bojës me bazë uji janë të papajtueshëm me fazën e ujit për të arritur qëllimin e shkumëzimit, kështu që është e lehtë të prodhohen defekte sipërfaqësore në filmin e veshjes.

Vitet e fundit janë zhvilluar deshfumuesit e nivelit molekular.

Ky agjent kundër shkumës është një polimer i formuar nga shartimi i drejtpërdrejtë i substancave aktive kundër shkumës në substancën mbartëse. Zinxhiri molekular i polimerit ka një grup hidroksil lagësht, substanca aktive deshkumë shpërndahet rreth molekulës, substanca aktive nuk është e lehtë për t'u grumbulluar dhe përputhshmëria me sistemin e veshjes është e mirë. Shkumë të tillë të nivelit molekular përfshijnë vajra minerale - seritë FoamStar A10, me përmbajtje silikoni - seritë FoamStar A30 dhe polimere jo silikoni, pa vaj - seritë FoamStar MF.

Ky shkumëzues në shkallë molekulare përdor një polimer yll të supershartuar si një surfaktant të papajtueshëm dhe ka arritur rezultate të mira në aplikimet e veshjes me ujë. Shkumbuesi i klasës molekulare të Air Products i raportuar nga Stout et al. është një agjent kontrollues i shkumës dhe shkumës me bazë acetilen glikol me të dyja vetitë njomëse, si Surfynol MD 20 dhe Surfynol DF 37.

Përveç kësaj, për të plotësuar nevojat e prodhimit të veshjeve me zero VOC, ekzistojnë edhe shkumëzues pa VOC, si Agitan 315, Agitan E 255, etj.

trashësues

Ka shumë lloje trashësish, të cilët aktualisht përdoren zakonisht janë trashësuesit e eterit të celulozës dhe derivateve të tij, trashësuesit shoqërues të fryrë nga alkali (HASE) dhe trashësuesit poliuretani (HEUR).

3.1. Eteri i celulozës dhe derivatet e tij

Hidroksietil celulozë (HEC)u prodhua për herë të parë industrialisht nga Union Carbide Company në vitin 1932 dhe ka një histori prej më shumë se 70 vjetësh.

Aktualisht, trashësuesit e eterit të celulozës dhe derivateve të tij përfshijnë kryesisht hidroksietil celulozë (HEC), metil hidroksietil celulozë (MHEC), etil hidroksietil celulozë (EHEC), metil hidroksipropil celulozë bazë (MHPC), metil celulozë (MC) dhe gum xanthan etj., këta janë trashës jojonikë dhe gjithashtu i përkasin trashësuesve të fazës ujore jo të lidhura. Midis tyre, HEC është më i përdoruri në bojë latex.

3.2 Trashës i fryrë nga alkali

Trashësit e fryrë nga alkali ndahen në dy kategori: trashësues jo-shoqërues të fryrë alkali (ASE) dhe trashësues të fryrë alkali asociativ (HASE), të cilët janë trashës anionikë. ASE jo e lidhur është një emulsion i fryrë i alkalit poliakrilat.

3.3. Trashes poliuretani dhe trashes jo poliuretani i modifikuar ne menyre hidrofobike

Trashes poliuretani, i referuar si HEUR, është një polimer i tretshëm në ujë i etoksiluar poliuretani i modifikuar nga grupi hidrofobik, i cili i përket trashësuesit shoqërues jo-jonik.

HEUR përbëhet nga tre pjesë: grupi hidrofobik, zinxhiri hidrofil dhe grupi poliuretani.

Grupi hidrofobik luan një rol shoqërues dhe është faktori vendimtar për trashjen, zakonisht oleil, oktadecil, dodecilfenil, nonilfenol etj.

Megjithatë, shkalla e zëvendësimit të grupeve hidrofobike në të dy skajet e disa HEUR-ve të disponueshme komerciale është më e ulët se 0.9 dhe më e mira është vetëm 1.7. Kushtet e reagimit duhet të kontrollohen rreptësisht për të marrë një trashës poliuretani me një shpërndarje të ngushtë të peshës molekulare dhe performancë të qëndrueshme. Shumica e HEUR-ve sintetizohen nga polimerizimi hap pas hapi, kështu që HEUR-të e disponueshëm në treg janë përgjithësisht përzierje të peshave të gjera molekulare.

Përveç trashësuesve poliuretani shoqërues linearë të përshkruar më sipër, ekzistojnë edhe trashësues poliuretani shoqërues të ngjashëm me krehër. I ashtuquajturi trashës poliuretani i lidhjes me krehër do të thotë se ka një grup varës hidrofobik në mes të çdo molekule trashësuesi. Trashës të tillë si SCT-200 dhe SCT-275 etj.

Kur shtohet një sasi normale e grupeve hidrofobike, ka vetëm 2 grupe hidrofobike të mbyllura në fund, kështu që amino trashësi i modifikuar hidrofobikisht i sintetizuar nuk është shumë i ndryshëm nga HEUR, si Optiflo H 500, shih Figurën 3.

Nëse shtohen më shumë grupe hidrofobike, si p.sh. deri në 8%, kushtet e reagimit mund të rregullohen për të prodhuar amino trashës me grupe të shumta hidrofobike të bllokuara. Sigurisht, ky është gjithashtu një trashës krehër.

Ky amino trashës i modifikuar hidrofobik mund të parandalojë rënien e viskozitetit të bojës për shkak të shtimit të një sasie të madhe surfaktantësh dhe tretësish glikoli kur shtohet përputhja e ngjyrave. Arsyeja është se grupet e forta hidrofobike mund të parandalojnë desorbimin dhe grupet e shumta hidrofobike kanë lidhje të fortë.


Koha e postimit: Dhjetor-26-2022
Biseda Online WhatsApp!