Jelleştirici madde olarak da bilinen koyulaştırıcı, gıdada kullanıldığında macun veya gıda tutkalı olarak da adlandırılır. Ana işlevi, malzeme sisteminin viskozitesini arttırmak, malzeme sistemini tekdüze ve stabil bir süspansiyon durumunda veya emülsifiye edilmiş durumda tutmak veya bir jel oluşturmaktır. Kıvam artırıcılar kullanıldığında ürünün viskozitesini hızlı bir şekilde artırabilir. Yoğunlaştırıcıların etki mekanizmasının çoğu, kalınlaştırma amaçlarına ulaşmak için makromoleküler zincir yapısı uzantısını kullanmak veya kalınlaştırmak için üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturmak üzere miseller ve su oluşturmaktır. Daha az dozaj, hızlı yaşlanma ve iyi stabilite özelliklerine sahiptir ve gıda, kaplama, yapıştırıcı, kozmetik, deterjan, baskı ve boyama, petrol arama, kauçuk, ilaç ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. En eski koyulaştırıcı suda çözünür doğal kauçuktu, ancak yüksek dozajı ve düşük verimi nedeniyle yüksek fiyatı nedeniyle uygulaması sınırlıydı. İkinci nesil koyulaştırıcıya emülsifikasyon kalınlaştırıcı da denir, özellikle yağ-su emülsifikasyon kalınlaştırıcısının ortaya çıkmasından sonra bazı endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, emülsifiye edici koyulaştırıcıların büyük miktarda kerosen kullanması gerekir; bu, yalnızca çevreyi kirletmekle kalmaz, aynı zamanda üretim ve uygulamada güvenlik tehlikeleri de oluşturur. Bu sorunlardan yola çıkarak sentetik koyulaştırıcılar ortaya çıkmış, özellikle akrilik asit gibi suda çözünebilen monomerlerin ve uygun miktarda çapraz bağlayıcı monomerlerin kopolimerizasyonuyla oluşturulan sentetik koyulaştırıcıların hazırlanması ve uygulanması hızla geliştirilmiştir.
Yoğunlaştırıcı çeşitleri ve kalınlaştırma mekanizması
İnorganik ve organik polimerlere bölünebilen birçok koyulaştırıcı türü vardır ve organik polimerler, doğal polimerlere ve sentetik polimerlere bölünebilir.
Doğal polimer koyulaştırıcıların çoğu, uzun bir kullanım geçmişine ve başta selüloz eter, arap zamkı, keçiboynuzu zamkı, guar zamkı, ksantan zamkı, kitosan, aljinik asit Sodyum ve nişasta ve bunun denatüre ürünleri vb. dahil olmak üzere birçok çeşidi olan polisakkaritlerdir. Selüloz eter ürünlerinde sodyum karboksimetil selüloz (CMC), etil selüloz (EC), hidroksietil selüloz (HEC), hidroksipropil selüloz (HPC), metil hidroksietil selüloz (MHEC) ve metil hidroksipropil selüloz (MHPC), endüstriyel monosodyum glutamat olarak bilinir. Petrol sondajı, inşaat, kaplama, gıda, ilaç ve günlük kimyasallarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür koyulaştırıcı esas olarak kimyasal etki yoluyla doğal polimer selülozdan yapılır. Zhu Ganghui, sodyum karboksimetil selülozun (CMC) ve hidroksietil selülozun (HEC) selüloz eter ürünlerinde en yaygın kullanılan ürünler olduğuna inanıyor. Selüloz zincirindeki anhidroglikoz ünitesinin hidroksil ve eterleşme gruplarıdır. (Kloroasetik asit veya etilen oksit) reaksiyonu. Selülozik kıvamlaştırıcılar, uzun zincirlerin hidrasyonu ve genişlemesi ile koyulaştırılır. Yoğunlaşma mekanizması şu şekildedir: Selüloz moleküllerinin ana zinciri, hidrojen bağları yoluyla çevredeki su molekülleriyle birleşir, bu da polimerin sıvı hacmini arttırır, böylece polimerin kendi hacmini arttırır. sistem viskozitesi. Sulu çözeltisi Newtonyen olmayan bir sıvıdır ve viskozitesi kayma hızıyla değişir ve zamanla hiçbir ilgisi yoktur. Çözeltinin viskozitesi konsantrasyonun artmasıyla hızla artar ve en yaygın kullanılan koyulaştırıcılardan ve reolojik katkılardan biridir.
Katyonik guar zamkı, baklagil bitkilerinden elde edilen, katyonik yüzey aktif madde ve polimer reçine özelliklerine sahip doğal bir kopolimerdir. Görünümü açık sarı toz, kokusuz veya hafif kokuludur. 2∀1 yüksek moleküler polimer bileşimine sahip %80 polisakkarit D2 mannoz ve D2 galaktozdan oluşur. %1 sulu çözeltisinin viskozitesi 4000~5000 mPas'tır. Ksantan sakızı olarak da bilinen ksantan sakızı, nişastanın fermentasyonuyla üretilen anyonik bir polimer polisakarit polimeridir. Soğuk suda veya sıcak suda çözünür, ancak genel organik çözücülerde çözünmez. Ksantan zamkının özelliği, 0~100°C sıcaklıkta tekdüze bir viskoziteyi koruyabilmesi, düşük konsantrasyonda hala yüksek bir viskoziteye sahip olması ve iyi bir termal stabiliteye sahip olmasıdır. ), hala mükemmel bir çözünürlüğe ve stabiliteye sahiptir ve çözeltideki yüksek konsantrasyonlu tuzlarla uyumlu olabilir ve poliakrilik asit koyulaştırıcılarla kullanıldığında önemli bir sinerjistik etki üretebilir. Kitin doğal bir ürün, bir glukozamin polimeri ve katyonik bir koyulaştırıcıdır.
Sodyum aljinat (C6H7O8Na)n esas olarak 1,4 glikozidik bağla bağlanan aL mannuronik asit (M ünitesi) ve bD guluronik asitten (G ünitesi) oluşan ve farklı GGGMMM parçalarından oluşan aljinik asidin sodyum tuzundan oluşur. kopolimerler. Sodyum aljinat, tekstil reaktif boya baskısında en yaygın kullanılan koyulaştırıcıdır. Baskılı tekstiller parlak desenlere, net çizgilere, yüksek renk verimine, tekdüze renk verimine, iyi geçirgenliğe ve plastisiteye sahiptir. Pamuk, yün, ipek, naylon ve diğer kumaşların baskısında yaygın olarak kullanılmaktadır.
sentetik polimer kalınlaştırıcı
1. Kimyasal çapraz bağlayıcı sentetik polimer koyulaştırıcı
Sentetik kıvamlaştırıcılar şu anda piyasada en çok satılan ve en geniş ürün yelpazesine sahip ürünlerdir. Bu koyulaştırıcıların çoğu mikrokimyasal çapraz bağlı polimerlerdir, suda çözünmezler ve yalnızca suyu emerek şişip koyulaşabilirler. Poliakrilik asit koyulaştırıcı, yaygın olarak kullanılan sentetik bir koyulaştırıcıdır ve sentez yöntemleri arasında emülsiyon polimerizasyonu, ters emülsiyon polimerizasyonu ve çökeltme polimerizasyonu yer alır. Bu tip yoğunlaştırıcılar, hızlı koyulaştırma etkisi, düşük maliyeti ve daha az dozajı nedeniyle hızla geliştirildi. Şu anda, bu tip koyulaştırıcı üç veya daha fazla monomer ile polimerize edilmektedir ve ana monomer genellikle akrilik asit, maleik asit veya maleik anhidrit, metakrilik asit, akrilamid ve 2 akrilamid gibi suda çözünür bir monomerdir. 2-metil propan sülfonat vb.; ikinci monomer genellikle akrilat veya stirendir; üçüncü monomer, N, N metilenbisakrilamid, butilen diakrilat ester veya dipropilen ftalat vb. gibi çapraz bağlama etkisine sahip bir monomerdir.
Poliakrilik asit koyulaştırıcının koyulaştırma mekanizması iki çeşittir: nötrleştirme kalınlaşması ve hidrojen bağı kalınlaşması. Nötralizasyon ve koyulaştırma, moleküllerini iyonize etmek ve polimerin ana zinciri boyunca negatif yükler oluşturmak için asidik poliakrilik asit koyulaştırıcıyı alkali ile nötralize etmek ve moleküler zincirin gerilmesini teşvik etmek için aynı cinsiyetteki yükler arasındaki itmeye dayanarak bir ağ oluşturmak için açıktır. Kalınlaşma etkisi elde etmek için yapı. Hidrojen bağı kalınlaşması, poliakrilik asit moleküllerinin suyla birleşerek hidrasyon molekülleri oluşturması ve daha sonra 5 veya daha fazla etoksi grubuna sahip iyonik olmayan yüzey aktif maddeler gibi hidroksil donörleriyle birleşmesidir. Karboksilat iyonlarının aynı cinsiyetten elektrostatik itilmesi yoluyla moleküler zincir oluşturulur. Helisel uzantı çubuk benzeri hale gelir, böylece kıvrılmış moleküler zincirler sulu sistemde bir kalınlaşma etkisi elde etmek için bir ağ yapısı oluşturmak üzere çözülür. Farklı polimerizasyon pH değeri, nötrleştirme maddesi ve moleküler ağırlık, yoğunlaştırma sisteminin koyulaştırıcı etkisi üzerinde büyük etkiye sahiptir. Ayrıca inorganik elektrolitler bu tip yoğunlaştırıcının koyulaştırma verimliliğini önemli ölçüde etkileyebilir, tek değerlikli iyonlar yalnızca sistemin yoğunlaştırma verimliliğini azaltabilir, iki değerlikli veya üç değerlikli iyonlar yalnızca sistemi inceltmekle kalmaz, aynı zamanda çözünmeyen çökelti de üretebilir. Bu nedenle polikarboksilat koyulaştırıcıların elektrolit direnci çok zayıftır ve bu da petrol işletmeciliği gibi alanlarda uygulanmasını imkansız hale getirir.
Tekstil, petrol arama ve kozmetik gibi yoğunlaştırıcıların en yaygın kullanıldığı endüstrilerde, yoğunlaştırıcıların elektrolit direnci ve yoğunlaştırma verimliliği gibi performans gereksinimleri çok yüksektir. Çözelti polimerizasyonuyla hazırlanan koyulaştırıcı genellikle nispeten düşük molekül ağırlığına sahiptir, bu da koyulaştırma verimliliğini düşük yapar ve bazı endüstriyel proseslerin gereksinimlerini karşılayamaz. Yüksek moleküler ağırlıklı koyulaştırıcılar, emülsiyon polimerizasyonu, ters emülsiyon polimerizasyonu ve diğer polimerizasyon yöntemleriyle elde edilebilir. Karboksil grubunun sodyum tuzunun zayıf elektrolit direnci nedeniyle, iyonik olmayan veya katyonik monomerlerin ve güçlü elektrolit direncine sahip monomerlerin (sülfonik asit grupları içeren monomerler gibi) polimer bileşenine eklenmesi, koyulaştırıcının viskozitesini büyük ölçüde artırabilir. Elektrolit direnci, üçüncül yağ geri kazanımı gibi endüstriyel alanlardaki gereksinimleri karşılamasını sağlar. Ters emülsiyon polimerizasyonunun 1962'de başlamasından bu yana, yüksek molekül ağırlıklı poliakrilik asit ve poliakrilamidin polimerizasyonunda ters emülsiyon polimerizasyonu hakim olmuştur. Bir koyulaştırıcı olarak poliakrilik asit emülsiyonu hazırlamak için nitrojen içeren ve polioksietilenin emülsiyon kopolimerizasyonu yöntemini veya bunun polioksipropilen polimerize yüzey aktif madde, çapraz bağlama maddesi ve akrilik asit monomeriyle alternatif kopolimerizasyon yöntemini icat etti ve iyi bir kalınlaştırma etkisi elde etti ve iyi bir anti-elektrolite sahiptir. performans. Arianna Benetti ve ark. Kozmetiklere yönelik bir koyulaştırıcı icat etmek amacıyla akrilik asidi, sülfonik asit grupları içeren monomerleri ve katyonik monomerleri kopolimerize etmek için ters emülsiyon polimerizasyonu yöntemini kullandı. Güçlü anti-elektrolit kabiliyetine sahip sülfonik asit gruplarının ve kuaterner amonyum tuzlarının koyulaştırıcı yapıya katılması nedeniyle, hazırlanan polimer mükemmel koyulaştırıcı ve anti-elektrolit özelliklerine sahiptir. Martial Pabon ve ark. hidrofobik birleşimli, suda çözünür bir koyulaştırıcı hazırlamak amacıyla sodyum akrilat, akrilamid ve izooktilfenol polioksietilen metakrilat makromonomerlerini kopolimerize etmek için ters emülsiyon polimerizasyonunu kullandı. Charles A. vb., ters emülsiyon polimerizasyonu yoluyla yüksek molekül ağırlıklı bir koyulaştırıcı elde etmek için komonomerler olarak akrilik asit ve akrilamid kullandı. Zhao Junzi ve diğerleri, hidrofobik birleşimli poliakrilat koyulaştırıcıları sentezlemek için çözelti polimerizasyonu ve ters emülsiyon polimerizasyonunu kullandılar ve polimerizasyon süreci ile ürün performansını karşılaştırdılar. Sonuçlar, akrilik asit ve stearil akrilatın çözelti polimerizasyonu ve ters emülsiyon polimerizasyonu ile karşılaştırıldığında, akrilik asit ve yağ alkolü polioksietilen eterden sentezlenen hidrofobik birleşme monomerinin, ters emülsiyon polimerizasyonu ve akrilik asit kopolimerizasyonu ile etkili bir şekilde geliştirilebileceğini göstermektedir. Yoğunlaştırıcıların elektrolit direnci. Ping, ters emülsiyon polimerizasyonu yoluyla poliakrilik asit koyulaştırıcının hazırlanmasına ilişkin çeşitli konuları tartıştı. Bu yazıda, pigment baskı için yüksek performanslı bir koyulaştırıcı hazırlamak amacıyla ters emülsiyon polimerizasyonu için amonyum akrilatın başlatılması amacıyla stabilizatör olarak amfoterik kopolimer ve çapraz bağlama maddesi olarak metilenbisakrilamid kullanıldı. Farklı stabilizatörlerin, başlatıcıların, komonomerlerin ve zincir transfer ajanlarının polimerizasyon üzerindeki etkileri araştırıldı. Lauril metakrilat ve akrilik asidin kopolimerinin stabilizatör olarak kullanılabileceği ve iki redoks başlatıcı olan benzoildimetilanilin peroksit ve sodyum tert-bütil hidroperoksit metabisülfitin hem polimerizasyonu başlatabildiği hem de belirli bir viskozite elde edebildiği belirtilmektedir. beyaz hamur. Ayrıca %15'ten daha az akrilamid ile kopolimerize edilen amonyum akrilatın tuz direncinin arttığına inanılmaktadır.
2. Hidrofobik dernek sentetik polimer koyulaştırıcı
Her ne kadar kimyasal olarak çapraz bağlı poliakrilik asit koyulaştırıcılar yaygın olarak kullanılmış olsa da, koyulaştırıcı bileşimine sülfonik asit grupları içeren monomerlerin eklenmesi anti-elektrolit performansını geliştirebilse de, bu tipte hala çok sayıda koyulaştırıcı bulunmaktadır. Koyulaştırma sisteminin zayıf tiksotropisi vb. gibi kusurlar. Geliştirilmiş yöntem, hidrofobik birleştirici koyulaştırıcıları sentezlemek için hidrofilik ana zincirine az miktarda hidrofobik grup eklemektir. Hidrofobik birleştirici koyulaştırıcılar son yıllarda yeni geliştirilen koyulaştırıcılardır. Moleküler yapıda belli bir yüzey aktivitesi gösteren hidrofilik kısımlar ve lipofilik gruplar bulunmaktadır. Birleştirici koyulaştırıcılar, birleştirici olmayan koyulaştırıcılara göre daha iyi tuz direncine sahiptir. Bunun nedeni, hidrofobik grupların birleşiminin, iyon koruyucu etkinin neden olduğu kıvrılma eğilimini kısmen etkisiz hale getirmesidir veya daha uzun yan zincirin neden olduğu sterik bariyer, iyon koruyucu etkiyi kısmen zayıflatır. Birleşme etkisi, gerçek uygulama sürecinde büyük rol oynayan koyulaştırıcının reolojisinin iyileştirilmesine yardımcı olur. Literatürde bildirilen bazı yapılara sahip hidrofobik birleştirici koyulaştırıcılara ek olarak Tian Dating ve ark. ayrıca uzun zincirler içeren hidrofobik bir monomer olan heksadesil metakrilatın, ikili kopolimerlerden oluşan birleştirici koyulaştırıcılar hazırlamak için akrilik asit ile kopolimerize edildiğini bildirdi. Sentetik kalınlaştırıcı. Çalışmalar, belirli miktarda çapraz bağlanan monomerlerin ve hidrofobik uzun zincirli monomerlerin viskoziteyi önemli ölçüde artırabildiğini göstermiştir. Hidrofobik monomerde heksadesil metakrilatın (HM) etkisi lauril metakrilatın (LM) etkisinden daha fazladır. Hidrofobik uzun zincirli monomerler içeren birleştirici çapraz bağlı koyulaştırıcıların performansı, birleştirici olmayan çapraz bağlı koyulaştırıcılardan daha iyidir. Bu temelde, araştırma grubu ayrıca ters emülsiyon polimerizasyonu yoluyla akrilik asit/akrilamid/hekzadesil metakrilat terpolimeri içeren birleştirici koyulaştırıcıyı da sentezledi. Sonuçlar, hem setil metakrilatın hidrofobik birleşiminin hem de propionamidin iyonik olmayan etkisinin, koyulaştırıcının koyulaştırma performansını artırabildiğini kanıtladı.
Hidrofobik birleşimli poliüretan koyulaştırıcı (HEUR) da son yıllarda büyük ölçüde geliştirildi. Avantajları, hidrolize edilmesi kolay olmaması, kararlı viskozitesi ve pH değeri ve sıcaklık gibi çok çeşitli uygulamalarda mükemmel yapı performansıdır. Poliüretan koyulaştırıcıların kalınlaşma mekanizması esas olarak lipofilik-hidrofilik-lipofilik formundaki özel üç bloklu polimer yapısından kaynaklanmaktadır, böylece zincir uçları lipofilik gruplar (genellikle alifatik hidrokarbon grupları), ortası ise suda çözünür hidrofiliktir. segment (genellikle daha yüksek moleküler ağırlıklı polietilen glikol). Hidrofobik uç grup boyutunun HEUR'un kalınlaştırıcı etkisi üzerindeki etkisi araştırıldı. Farklı test yöntemleri kullanılarak molekül ağırlığı 4000 olan polietilen glikol, oktanol, dodesil alkol ve oktadesil alkol ile kapatıldı ve her bir hidrofobik grupla karşılaştırıldı. HEUR'un sulu çözeltide oluşturduğu misel boyutu. Sonuçlar, HEUR'un hidrofobik miseller oluşturması için kısa hidrofobik zincirlerin yeterli olmadığını ve kalınlaştırma etkisinin iyi olmadığını gösterdi. Aynı zamanda, stearil alkol ve lauril alkolle sonlanan polietilen glikol karşılaştırıldığında, ilkinin misel boyutunun ikincisinden önemli ölçüde daha büyük olduğu ve uzun hidrofobik zincir bölümünün daha iyi bir kalınlaştırma etkisine sahip olduğu sonucuna varılmıştır.
Ana uygulama alanları
Tekstil Baskı ve Boyama
Tekstil ve pigment baskının iyi baskı etkisi ve kalitesi büyük ölçüde baskı patının performansına bağlıdır ve kıvamlaştırıcının eklenmesi performansında hayati bir rol oynar. Bir koyulaştırıcı eklemek, basılan ürünün yüksek renk verimine, net baskı taslağına, parlak ve tam renge sahip olmasını sağlayabilir ve ürünün geçirgenliğini ve tiksotropisini geliştirebilir. Geçmişte, baskı patlarında koyulaştırıcı olarak çoğunlukla doğal nişasta veya sodyum aljinat kullanılıyordu. Doğal nişastadan macun yapımının zorluğu ve sodyum aljinatın fiyatının yüksek olması nedeniyle yavaş yavaş yerini akrilik baskı ve boya koyulaştırıcılara bırakıyor. Anyonik poliakrilik asit en iyi koyulaştırma etkisine sahiptir ve şu anda en yaygın kullanılan koyulaştırıcıdır ancak bu tür koyulaştırıcıların hala elektrolit direnci, renk pastası tiksotropisi ve baskı sırasında renk verimi gibi kusurları vardır. Ortalama ideal değil. Geliştirilmiş yöntem, birleştirici koyulaştırıcıları sentezlemek için hidrofilik ana zincirine az miktarda hidrofobik grup eklemektir. Şu anda iç pazardaki baskı koyulaştırıcılar, farklı hammaddelere ve hazırlama yöntemlerine göre doğal koyulaştırıcılara, emülsifikasyon kalınlaştırıcılara ve sentetik koyulaştırıcılara ayrılabilir. Çoğunun katı içeriği %50'den yüksek olabildiği için koyulaştırma etkisi çok iyidir.
su bazlı boya
Boyaya uygun şekilde koyulaştırıcıların eklenmesi, boya sisteminin akışkan özelliklerini etkili bir şekilde değiştirebilir ve onu tiksotropik hale getirebilir, böylece boyaya iyi bir depolama stabilitesi ve işlenebilirlik kazandırılabilir. Mükemmel performansa sahip bir koyulaştırıcı, depolama sırasında kaplamanın viskozitesini artırabilir, kaplamanın ayrılmasını engelleyebilir ve yüksek hızlı kaplama sırasında viskoziteyi azaltabilir, kaplama filminin kaplamadan sonra viskozitesini artırabilir ve sarkma oluşumunu önleyebilir. Geleneksel boya koyulaştırıcılar genellikle yüksek moleküllü hidroksietil selüloz gibi suda çözünebilen polimerler kullanır. Ayrıca kağıt ürünlerinin kaplama işlemi sırasında nem tutulmasını kontrol etmek için polimerik koyulaştırıcılar da kullanılabilir. Yoğunlaştırıcıların varlığı, kaplanmış kağıdın yüzeyini daha pürüzsüz ve daha düzgün hale getirebilir. Özellikle şişebilen emülsiyon (HASE) koyulaştırıcı, sıçrama önleyici performansa sahiptir ve kuşe kağıdın yüzey pürüzlülüğünü büyük ölçüde azaltmak için diğer türdeki koyulaştırıcılarla birlikte kullanılabilir. Örneğin lateks boya üretim, nakliye, depolama ve inşaat sırasında sıklıkla suyun ayrılması sorunuyla karşı karşıya kalır. Her ne kadar lateks boyanın viskozitesi ve dağılabilirliği arttırılarak suyun ayrılması geciktirilebilse de, bu tür ayarlamalar genellikle sınırlıdır ve bu sorunu çözmek için kalınlaştırıcı seçimi ve onun eşleştirilmesi yoluyla daha da önemlidir.
yağ çıkarma
Petrol çıkarmada, yüksek verim elde etmek amacıyla, belirli bir sıvının iletkenliğinden (hidrolik güç vb.) yararlanılarak sıvı tabakası kırılır. Sıvıya kırılma sıvısı veya kırılma sıvısı denir. Kırılmanın amacı, oluşumda belli büyüklükte ve iletkenliğe sahip kırıklar oluşturmaktır ve başarısı, kullanılan kırma sıvısının performansıyla yakından ilgilidir. Kırma sıvıları arasında su bazlı kırma sıvıları, yağ bazlı kırma sıvıları, alkol bazlı kırma sıvıları, emülsifiye kırma sıvıları ve köpük kırma sıvıları bulunur. Bunlar arasında su bazlı kırma sıvısı, düşük maliyet ve yüksek güvenlik avantajlarına sahiptir ve şu anda en yaygın kullanılanıdır. Yoğunlaştırıcı, su bazlı kırma sıvısındaki ana katkı maddesidir ve gelişimi neredeyse yarım yüzyıl sürmüştür, ancak daha iyi performansa sahip bir kırma sıvısı koyulaştırıcı elde etmek her zaman yurtiçi ve yurtdışındaki bilim adamlarının araştırma yönü olmuştur. Halen kullanılmakta olan ve iki kategoriye ayrılabilen birçok türde su bazlı kırma sıvısı polimer koyulaştırıcı bulunmaktadır: doğal polisakkaritler ve bunların türevleri ve sentetik polimerler. Petrol çıkarma teknolojisinin sürekli gelişmesi ve madencilik zorluğunun artmasıyla birlikte insanlar, kırma sıvısı için daha yeni ve daha yüksek gereksinimler öne sürdüler. Sentetik polimer koyulaştırıcılar, karmaşık oluşum ortamlarına doğal polisakaritlerden daha kolay adapte olduklarından, yüksek sıcaklıkta derin kuyu kırılmasında daha büyük bir rol oynayacaktır.
Günlük Kimyasallar ve Yiyecekler
Şu anda, günlük kimya endüstrisinde kullanılan, esas olarak inorganik tuzlar, yüzey aktif maddeler, suda çözünür polimerler ve yağ alkolleri/yağ asitleri dahil olmak üzere 200'den fazla çeşit koyulaştırıcı bulunmaktadır. Çoğunlukla deterjan, kozmetik, diş macunu ve diğer ürünlerde kullanılırlar. Ayrıca koyulaştırıcılar gıda endüstrisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Esas olarak gıdanın fiziksel özelliklerini veya formlarını geliştirmek ve stabilize etmek, gıdanın viskozitesini arttırmak, gıdaya yapışkan ve lezzetli bir tat vermek, koyulaştırma, stabilizasyon ve homojenleştirmede rol oynamak için kullanılırlar. , emülsifiye edici jel, maskeleme, tatlandırıcı ve tatlandırıcı. Gıda endüstrisinde kullanılan koyulaştırıcılar arasında hayvanlardan ve bitkilerden elde edilen doğal koyulaştırıcıların yanı sıra CMCNa ve propilen glikol aljinat gibi sentetik koyulaştırıcılar da yer alır. Ayrıca yoğunlaştırıcılar tıpta, kağıt yapımında, seramikte, deri işlemede, elektrokaplamada vb. alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır.
2.İnorganik koyulaştırıcı
İnorganik koyulaştırıcılar, düşük moleküler ağırlıklı ve yüksek moleküler ağırlıklı iki sınıfı içerir ve düşük moleküler ağırlıklı koyulaştırıcılar, esas olarak inorganik tuzların ve yüzey aktif maddelerin sulu çözeltileridir. Şu anda kullanılan inorganik tuzlar esas olarak sodyum klorür, potasyum klorür, amonyum klorür, sodyum sülfat, sodyum fosfat ve pentasodyum trifosfatı içerir; bunların arasında sodyum klorür ve amonyum klorürün daha iyi koyulaştırıcı etkileri vardır. Temel prensip, yüzey aktif maddelerin sulu çözeltide misel oluşturması ve elektrolitlerin varlığının, misel birleşimlerinin sayısını arttırması, bunun sonucunda küresel misellerin çubuk şeklindeki misellere dönüşmesi, hareket direncinin artması ve dolayısıyla sistemin viskozitesinin artmasıdır. . Ancak elektrolit fazla olduğunda misel yapıyı etkileyecek, hareket direncini azaltacak ve dolayısıyla sistemin viskozitesini düşürecektir ki buna tuzlama etkisi denir.
İnorganik yüksek molekül ağırlıklı koyulaştırıcılar arasında bentonit, atapulgit, alüminyum silikat, sepiolit, hektorit vb. yer alır. Bunlar arasında bentonit en ticari değere sahiptir. Ana kalınlaşma mekanizması, suyu emerek şişen tiksotropik jel minerallerinden oluşur. Bu mineraller genellikle katmanlı bir yapıya veya genişletilmiş bir kafes yapısına sahiptir. Suda dağıldığında, içindeki metal iyonları katmanlı kristallerden difüze olur, hidrasyonun ilerlemesiyle şişer ve sonunda kolloidal bir süspansiyon oluşturmak üzere katmanlı kristallerden tamamen ayrılır. sıvı. Bu sırada katmanlı kristalin yüzeyi negatif yüke sahiptir ve kafes kırılma yüzeylerinin ortaya çıkması nedeniyle köşeleri az miktarda pozitif yüke sahiptir. Seyreltik bir çözeltide yüzeydeki negatif yükler köşelerdeki pozitif yüklerden daha büyüktür ve parçacıklar kalınlaşmadan birbirini iter. Ancak elektrolit konsantrasyonunun artmasıyla lamellerin yüzeyindeki yük azalır ve parçacıklar arasındaki etkileşim, lamellerin arasındaki itme kuvvetinden, lamellerin yüzeyindeki negatif yükler ile pozitif yükler arasındaki çekme kuvvetine doğru değişir. kenar köşelerinde şarj olur. Dikey olarak birbirine çapraz bağlanarak bir kart evi yapısı oluşturulur ve kalınlaşma etkisi elde etmek için şişmenin bir jel üretmesine neden olur. Bu sırada inorganik jel suda çözünerek oldukça tiksotropik bir jel oluşturur. Ayrıca bentonit çözeltide hidrojen bağları oluşturabilir ve bu da üç boyutlu ağ yapısının oluşmasına faydalıdır. İnorganik jel hidrasyon kalınlaşması ve kart yuvası oluşumu süreci şematik diyagram 1'de gösterilmektedir. Katmanlar arası mesafeyi arttırmak için polimerize monomerlerin montmorillonite eklenmesi ve daha sonra katmanlar arasında yerinde interkalasyon polimerizasyonu bir polimer/montmorillonit organik-İnorganik hibrit üretebilir kalınlaştırıcı. Polimer zincirleri montmorillonit levhalardan geçerek bir polimer ağı oluşturabilir. İlk defa Kazutoshi ve ark. bir polimer sistemini tanıtmak için çapraz bağlama maddesi olarak sodyum bazlı montmorillonit kullandı ve montmorillonit çapraz bağlı sıcaklığa duyarlı bir hidrojel hazırladı. Liu Hongyu ve diğerleri. yüksek anti-elektrolit performansına sahip yeni bir koyulaştırıcı tipini sentezlemek için çapraz bağlama maddesi olarak sodyum bazlı montmorillonit kullandı ve kompozit koyulaştırıcının kalınlaştırma performansını ve anti-NaCl ve diğer elektrolit performansını test etti. Sonuçlar, Na-montmorillonit-çapraz bağlı koyulaştırıcının mükemmel anti-elektrolit özelliklere sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca M.Chtourou tarafından hazırlanan sentetik koyulaştırıcı ve montmorillonite ait amonyum tuzlarının ve Tunus kilinin diğer organik türevleri gibi iyi bir koyulaştırma etkisine sahip inorganik ve diğer organik bileşik koyulaştırıcılar da vardır.
Gönderim zamanı: Ocak-11-2023