Chất làm đặc hay còn gọi là chất keo, còn được gọi là chất dán hoặc keo thực phẩm khi sử dụng trong thực phẩm. Chức năng chính của nó là tăng độ nhớt của hệ thống vật liệu, giữ cho hệ thống vật liệu ở trạng thái huyền phù đồng nhất và ổn định hoặc trạng thái nhũ hóa hoặc tạo thành gel. Chất làm đặc có thể nhanh chóng làm tăng độ nhớt của sản phẩm khi sử dụng. Hầu hết cơ chế hoạt động của chất làm đặc là sử dụng sự mở rộng cấu trúc chuỗi phân tử để đạt được mục đích làm đặc hoặc tạo thành các mixen và nước để tạo thành cấu trúc mạng ba chiều để làm dày. Nó có đặc tính liều lượng ít hơn, lão hóa nhanh và ổn định tốt, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, sơn, chất kết dính, mỹ phẩm, chất tẩy rửa, in và nhuộm, thăm dò dầu, cao su, y học và các lĩnh vực khác. Chất làm đặc sớm nhất là cao su tự nhiên hòa tan trong nước, nhưng ứng dụng của nó bị hạn chế do giá cao do liều lượng lớn và sản lượng thấp. Chất làm đặc thế hệ thứ hai còn được gọi là chất làm đặc nhũ hóa, đặc biệt là sau khi chất làm đặc nhũ hóa dầu-nước xuất hiện, nó đã được sử dụng rộng rãi trong một số lĩnh vực công nghiệp. Tuy nhiên, chất làm đặc nhũ hóa cần sử dụng một lượng lớn dầu hỏa, không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn trong sản xuất và ứng dụng. Dựa trên những vấn đề này, các chất làm đặc tổng hợp đã ra đời, đặc biệt là việc điều chế và ứng dụng các chất làm đặc tổng hợp được hình thành bằng quá trình đồng trùng hợp của các monome hòa tan trong nước như axit acrylic và một lượng monome liên kết ngang thích hợp đã được phát triển nhanh chóng.
Các loại chất làm đặc và cơ chế làm đặc
Có nhiều loại chất làm đặc, có thể được chia thành polyme vô cơ và hữu cơ, và polyme hữu cơ có thể được chia thành polyme tự nhiên và polyme tổng hợp.
Hầu hết các chất làm đặc polymer tự nhiên là polysacarit, có lịch sử sử dụng lâu dài và nhiều loại, chủ yếu bao gồm cellulose ether, gum arabic, carob gum, guar gum, xanthan gum, chitosan, axit alginic, Natri và tinh bột và các sản phẩm biến tính của nó, v.v. Natri carboxymethyl cellulose (CMC), ethyl cellulose (EC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose (HPC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC) trong các sản phẩm cellulose ether) và methyl hydroxypropyl cellulose (MHPC) được gọi là bột ngọt công nghiệp. , và đã được sử dụng rộng rãi trong khoan dầu, xây dựng, sơn, thực phẩm, y học và hóa chất hàng ngày. Loại chất làm đặc này chủ yếu được làm từ cellulose polymer tự nhiên thông qua hoạt động hóa học. Zhu Ganghui tin rằng natri carboxymethyl cellulose (CMC) và hydroxyethyl cellulose (HEC) là những sản phẩm được sử dụng rộng rãi nhất trong các sản phẩm ete cellulose. Chúng là các nhóm hydroxyl và ether hóa của đơn vị anhydroglucose trên chuỗi cellulose. Phản ứng (axit cloroaxetic hoặc ethylene oxit). Chất làm đặc xenlulo được làm đặc bằng quá trình hydrat hóa và giãn nở của chuỗi dài. Cơ chế làm đặc như sau: chuỗi chính của các phân tử cellulose liên kết với các phân tử nước xung quanh thông qua liên kết hydro, làm tăng thể tích chất lỏng của chính polyme, do đó làm tăng thể tích của chính polyme. độ nhớt của hệ thống. Dung dịch nước của nó là chất lỏng phi Newton và độ nhớt của nó thay đổi theo tốc độ cắt và không liên quan gì đến thời gian. Độ nhớt của dung dịch tăng nhanh khi tăng nồng độ và nó là một trong những chất làm đặc và phụ gia lưu biến được sử dụng rộng rãi nhất.
Kẹo cao su guar cation là một chất đồng trùng hợp tự nhiên được chiết xuất từ cây họ đậu, có đặc tính của chất hoạt động bề mặt cation và nhựa polymer. Bề ngoài của nó là bột màu vàng nhạt, không mùi hoặc hơi thơm. Nó bao gồm 80% polysaccharide D2 mannose và D2 galactose với thành phần polymer phân tử cao 2∀1. Dung dịch nước 1% của nó có độ nhớt 4000 ~ 5000mPas. Kẹo cao su Xanthan, còn được gọi là kẹo cao su xanthan, là một polyme polysacarit polymer anion được sản xuất bằng cách lên men tinh bột. Nó hòa tan trong nước lạnh hoặc nước nóng, nhưng không hòa tan trong dung môi hữu cơ nói chung. Đặc điểm của kẹo cao su xanthan là nó có thể duy trì độ nhớt đồng đều ở nhiệt độ 0 ~ 100, và vẫn có độ nhớt cao ở nồng độ thấp và ổn định nhiệt tốt. ), nó vẫn có độ hòa tan và độ ổn định tuyệt vời, đồng thời có thể tương thích với các muối có nồng độ cao trong dung dịch và có thể tạo ra tác dụng hiệp đồng đáng kể khi sử dụng với chất làm đặc axit polyacrylic. Chitin là một sản phẩm tự nhiên, một polyme glucosamine và một chất làm đặc cation.
Natri alginate (C6H7O8Na)n chủ yếu bao gồm muối natri của axit alginic, bao gồm axit aL mannuronic (đơn vị M) và axit bD guluronic (đơn vị G) được nối với nhau bằng 1,4 liên kết glycosid và bao gồm các đoạn GGGMMM khác nhau của copolyme. Natri alginate là chất làm đặc được sử dụng phổ biến nhất để in thuốc nhuộm phản ứng dệt. Vải in có hoa văn tươi sáng, đường nét rõ ràng, năng suất màu cao, năng suất màu đồng đều, độ thấm và độ dẻo tốt. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong in bông, len, lụa, nylon và các loại vải khác.
chất làm đặc polymer tổng hợp
1. Chất làm đặc polyme tổng hợp liên kết ngang hóa học
Chất làm đặc tổng hợp hiện là sản phẩm được bán nhiều nhất và có phạm vi rộng nhất trên thị trường. Hầu hết các chất làm đặc này là các polyme liên kết ngang vi mô, không hòa tan trong nước và chỉ có thể hấp thụ nước để trương nở thành đặc. Chất làm đặc axit polyacrylic là chất làm đặc tổng hợp được sử dụng rộng rãi và các phương pháp tổng hợp của nó bao gồm trùng hợp nhũ tương, trùng hợp nhũ tương nghịch đảo và trùng hợp kết tủa. Loại chất làm đặc này đã được phát triển nhanh chóng do tác dụng làm đặc nhanh, chi phí thấp và liều lượng ít hơn. Hiện nay, loại chất làm đặc này được trùng hợp bởi ba monome trở lên và monome chính nói chung là monome hòa tan trong nước, như axit acrylic, axit maleic hoặc anhydrit maleic, axit methacrylic, acrylamide và 2 acrylamide. 2-metyl propan sulfonat, v.v.; monome thứ hai thường là acrylate hoặc styrene; monome thứ ba là monome có tác dụng liên kết ngang, chẳng hạn như N, N methylenebisacrylamide, este butylene diacrylate hoặc dipropylene phthalate, v.v.
Cơ chế làm đặc của chất làm đặc axit polyacrylic có hai loại: làm đặc trung hòa và làm đặc liên kết hydro. Trung hòa và làm đặc là trung hòa chất làm đặc axit polyacrylic có tính axit bằng kiềm để ion hóa các phân tử của nó và tạo ra các điện tích âm dọc theo chuỗi chính của polymer, dựa vào lực đẩy giữa các điện tích cùng giới tính để thúc đẩy chuỗi phân tử kéo dài Mở để tạo thành mạng Cấu trúc để đạt được hiệu quả làm dày. Làm dày liên kết hydro là các phân tử axit polyacrylic kết hợp với nước để tạo thành các phân tử hydrat hóa, sau đó kết hợp với các chất cho hydroxyl như chất hoạt động bề mặt không ion có 5 nhóm ethoxy trở lên. Thông qua lực đẩy tĩnh điện đồng giới của các ion carboxylate, chuỗi phân tử được hình thành. Phần mở rộng xoắn ốc trở nên giống hình que, do đó các chuỗi phân tử cuộn tròn được tháo ra trong hệ thống nước để tạo thành cấu trúc mạng nhằm đạt được hiệu ứng dày lên. Giá trị pH trùng hợp khác nhau, chất trung hòa và trọng lượng phân tử có ảnh hưởng lớn đến hiệu ứng làm đặc của hệ thống làm đặc. Ngoài ra, các chất điện phân vô cơ có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả làm đặc của loại chất làm đặc này, các ion hóa trị một chỉ có thể làm giảm hiệu quả làm đặc của hệ thống, các ion hóa trị hai hoặc hóa trị ba không chỉ có thể làm mỏng hệ thống mà còn tạo ra kết tủa không hòa tan. Do đó, khả năng kháng điện của chất làm đặc polycarboxylate rất kém nên không thể ứng dụng trong các lĩnh vực như khai thác dầu.
Trong các ngành công nghiệp mà chất làm đặc được sử dụng rộng rãi nhất, chẳng hạn như dệt may, thăm dò dầu khí và mỹ phẩm, yêu cầu về hiệu suất của chất làm đặc như độ bền điện phân và hiệu quả làm đặc là rất cao. Chất làm đặc được điều chế bằng phản ứng trùng hợp dung dịch thường có trọng lượng phân tử tương đối thấp, khiến hiệu quả làm đặc thấp và không thể đáp ứng yêu cầu của một số quy trình công nghiệp. Chất làm đặc có trọng lượng phân tử cao có thể thu được bằng phản ứng trùng hợp nhũ tương, trùng hợp nhũ tương nghịch đảo và các phương pháp trùng hợp khác. Do khả năng kháng điện phân của muối natri của nhóm carboxyl kém, việc thêm các monome và monome không ion hoặc cation có khả năng kháng điện mạnh (như monome chứa nhóm axit sulfonic) vào thành phần polymer có thể cải thiện đáng kể độ nhớt của chất làm đặc. Khả năng kháng điện phân làm cho nó đáp ứng được yêu cầu trong các lĩnh vực công nghiệp như thu hồi dầu bậc ba. Kể từ khi trùng hợp nhũ tương nghịch đảo bắt đầu vào năm 1962, quá trình trùng hợp axit polyacrylic trọng lượng phân tử cao và polyacrylamide đã bị chi phối bởi phản ứng trùng hợp nhũ tương nghịch đảo. Đã phát minh ra phương pháp đồng trùng hợp nhũ tương chứa nitơ và polyoxyetylen hoặc phương pháp đồng trùng hợp xen kẽ của nó với chất hoạt động bề mặt polyme hóa polyoxypropylen, chất liên kết ngang và monome axit acrylic để điều chế nhũ tương axit polyacrylic làm chất làm đặc, và đạt được hiệu quả làm đặc tốt và có chất chống điện phân tốt hiệu suất. Arianna Benetti và cộng sự. đã sử dụng phương pháp trùng hợp nhũ tương nghịch để đồng trùng hợp axit acrylic, monome chứa nhóm axit sulfonic và monome cation để phát minh ra chất làm đặc cho mỹ phẩm. Do đưa các nhóm axit sulfonic và muối amoni bậc bốn có khả năng chống điện phân mạnh vào cấu trúc chất làm đặc, polyme được điều chế có đặc tính làm đặc và chống điện phân tuyệt vời. Võ Pabon và cộng sự. sử dụng phương pháp trùng hợp nhũ tương nghịch đảo để đồng trùng hợp natri acrylate, acrylamide và isooctylphenol polyoxyethylene methacrylate macromonomer để điều chế chất làm đặc hòa tan trong nước liên kết kỵ nước. Charles A. v.v. đã sử dụng axit acrylic và acrylamide làm chất đồng phân để thu được chất làm đặc có trọng lượng phân tử cao bằng phản ứng trùng hợp nhũ tương nghịch đảo. Zhao Junzi và những người khác đã sử dụng phương pháp trùng hợp dung dịch và trùng hợp nhũ tương nghịch để tổng hợp chất làm đặc polyacrylate liên kết kỵ nước và so sánh quá trình trùng hợp và hiệu suất của sản phẩm. Kết quả cho thấy, so với phản ứng trùng hợp dung dịch và trùng hợp nhũ tương nghịch đảo của axit acrylic và stearyl acrylate, monome liên kết kỵ nước được tổng hợp từ axit acrylic và polyoxyethylene ete rượu béo có thể được cải thiện một cách hiệu quả bằng phản ứng trùng hợp nhũ tương nghịch đảo và đồng trùng hợp axit acrylic. Điện trở của chất làm đặc. He Ping đã thảo luận một số vấn đề liên quan đến việc điều chế chất làm đặc axit polyacrylic bằng phản ứng trùng hợp nhũ tương nghịch đảo. Trong bài báo này, chất đồng trùng hợp lưỡng tính được sử dụng làm chất ổn định và methylenebisacrylamide được sử dụng làm tác nhân liên kết ngang để khởi tạo amoni acryit cho phản ứng trùng hợp nhũ tương nghịch nhằm chuẩn bị chất làm đặc hiệu suất cao cho in sắc tố. Ảnh hưởng của các chất ổn định, chất khởi đầu, chất đồng phân và chất chuyển chuỗi khác nhau lên quá trình trùng hợp đã được nghiên cứu. Người ta chỉ ra rằng chất đồng trùng hợp của lauryl methacrylate và axit acrylic có thể được sử dụng làm chất ổn định, và hai chất khởi đầu oxi hóa khử là benzoyldimethylaniline peroxide và natri tert-butyl hydroperoxide metabisulfite, đều có thể bắt đầu quá trình trùng hợp và thu được độ nhớt nhất định. cùi trắng. Và người ta tin rằng khả năng kháng muối của amoni acrylate đồng trùng hợp với acrylamide dưới 15% sẽ tăng lên.
2. Chất làm đặc polymer tổng hợp hiệp hội kỵ nước
Mặc dù các chất làm đặc axit polyacrylic liên kết ngang về mặt hóa học đã được sử dụng rộng rãi, mặc dù việc bổ sung các monome chứa nhóm axit sulfonic vào chế phẩm chất làm đặc có thể cải thiện hiệu suất chống điện phân của nó, nhưng vẫn có nhiều chất làm đặc thuộc loại này. Các khuyết tật, chẳng hạn như khả năng thixotropy kém của hệ thống làm dày, v.v. Phương pháp cải tiến là đưa một lượng nhỏ nhóm kỵ nước vào chuỗi chính ưa nước của nó để tổng hợp các chất làm đặc liên kết kỵ nước. Chất làm đặc kết hợp kỵ nước là chất làm đặc mới được phát triển trong những năm gần đây. Trong cấu trúc phân tử có các phần ưa nước và các nhóm ưa mỡ, thể hiện hoạt động bề mặt nhất định. Chất làm đặc liên kết có khả năng kháng muối tốt hơn chất làm đặc không liên kết. Điều này là do sự liên kết của các nhóm kỵ nước phần nào chống lại xu hướng uốn cong do hiệu ứng che chắn ion hoặc hàng rào không gian gây ra bởi chuỗi bên dài hơn một phần làm suy yếu hiệu ứng che chắn ion. Hiệu ứng liên kết giúp cải thiện tính lưu biến của chất làm đặc, chất này đóng vai trò rất lớn trong quá trình ứng dụng thực tế. Ngoài các chất làm đặc liên kết kỵ nước với một số cấu trúc được báo cáo trong tài liệu, Tian Dating et al. cũng báo cáo rằng hexadecyl methacrylate, một monome kỵ nước chứa chuỗi dài, đã được đồng trùng hợp với axit acrylic để điều chế các chất làm đặc liên kết bao gồm các copolyme nhị phân. Chất làm đặc tổng hợp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một lượng monome liên kết ngang và monome chuỗi dài kỵ nước nhất định có thể làm tăng đáng kể độ nhớt. Tác dụng của hexadecyl methacrylate (HM) trong monome kỵ nước lớn hơn so với lauryl methacrylate (LM). Hiệu suất của chất làm đặc liên kết ngang liên kết có chứa các monome chuỗi dài kỵ nước tốt hơn so với chất làm đặc liên kết ngang không liên kết. Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu cũng đã tổng hợp được chất làm đặc liên hợp có chứa terpolymer axit acrylic/acrylamide/hexadecyl methacrylate bằng phản ứng trùng hợp nhũ tương nghịch. Kết quả đã chứng minh rằng cả sự liên kết kỵ nước của cetyl methacrylate và tác dụng không ion của propionamide đều có thể cải thiện hiệu suất làm đặc của chất làm đặc.
Chất làm đặc polyurethane hiệp hội kỵ nước (HEUR) cũng đã được phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Ưu điểm của nó là không dễ thủy phân, độ nhớt ổn định và hiệu suất thi công tuyệt vời trong nhiều ứng dụng như giá trị pH và nhiệt độ. Cơ chế làm đặc của chất làm đặc polyurethane chủ yếu là do cấu trúc polymer ba khối đặc biệt của nó ở dạng lipophilic-hydrophilic-lipophilic, do đó các đầu chuỗi là các nhóm lipophilic (thường là nhóm hydrocacbon aliphatic), và ở giữa là nhóm ưa nước hòa tan trong nước. phân đoạn (thường là polyethylene glycol có trọng lượng phân tử cao hơn). Ảnh hưởng của kích thước nhóm kỵ nước đến tác dụng làm đặc của HEUR đã được nghiên cứu. Sử dụng các phương pháp thử nghiệm khác nhau, polyethylen glycol có trọng lượng phân tử 4000 được phủ octanol, rượu dodecyl và rượu octadecyl và so sánh với từng nhóm kỵ nước. Kích thước Micelle được hình thành bởi HEUR trong dung dịch nước. Kết quả cho thấy các chuỗi kỵ nước ngắn không đủ để HEUR hình thành các mixen kỵ nước và hiệu quả làm dày không tốt. Đồng thời, so sánh rượu stearyl và polyethylen glycol kết thúc bằng rượu lauryl, kích thước của các mixen trước đây lớn hơn đáng kể so với sau và kết luận rằng đoạn chuỗi kỵ nước dài có tác dụng làm dày tốt hơn.
Các lĩnh vực ứng dụng chính
Dệt nhuộm
Hiệu quả in tốt và chất lượng in dệt và bột màu phụ thuộc phần lớn vào hiệu suất của bột in và việc bổ sung chất làm đặc đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất của nó. Việc thêm chất làm đặc có thể làm cho sản phẩm in có hiệu suất màu cao, đường viền in rõ ràng, màu sắc tươi sáng và đầy đủ, đồng thời cải thiện tính thấm và tính thixotropy của sản phẩm. Trước đây, tinh bột tự nhiên hoặc natri alginate chủ yếu được sử dụng làm chất làm đặc để in bột nhão. Do khó khăn trong việc tạo ra bột nhão từ tinh bột tự nhiên và giá natri alginate cao, nó dần được thay thế bằng chất làm đặc in và nhuộm acrylic. Axit polyacrylic anion có tác dụng làm đặc tốt nhất và hiện là chất làm đặc được sử dụng rộng rãi nhất, nhưng loại chất làm đặc này vẫn có những khuyết điểm, chẳng hạn như khả năng kháng điện, thixotropy dán màu và năng suất màu trong quá trình in. Mức trung bình không lý tưởng. Phương pháp cải tiến là đưa một lượng nhỏ nhóm kỵ nước vào chuỗi chính ưa nước của nó để tổng hợp các chất làm đặc liên kết. Hiện nay, chất làm đặc in ở thị trường trong nước có thể được chia thành chất làm đặc tự nhiên, chất làm đặc nhũ hóa và chất làm đặc tổng hợp theo nguyên liệu thô và phương pháp chuẩn bị khác nhau. Hầu hết, vì hàm lượng chất rắn của nó có thể cao hơn 50% nên tác dụng làm đặc rất tốt.
sơn gốc nước
Việc bổ sung chất làm đặc vào sơn một cách thích hợp có thể thay đổi một cách hiệu quả các đặc tính chất lỏng của hệ thống sơn và làm cho nó có tính thixotropic, do đó mang lại cho sơn tính ổn định và khả năng thi công tốt khi bảo quản. Chất làm đặc có hiệu suất tuyệt vời có thể làm tăng độ nhớt của lớp phủ trong quá trình bảo quản, ức chế sự tách lớp phủ và giảm độ nhớt trong quá trình phủ tốc độ cao, tăng độ nhớt của màng phủ sau khi phủ và ngăn ngừa hiện tượng chảy xệ. Chất làm đặc sơn truyền thống thường sử dụng các polyme hòa tan trong nước, chẳng hạn như hydroxyethyl cellulose phân tử cao. Ngoài ra, chất làm đặc polyme còn có thể được sử dụng để kiểm soát khả năng giữ ẩm trong quá trình phủ sản phẩm giấy. Sự hiện diện của chất làm đặc có thể làm cho bề mặt giấy tráng mịn hơn và đồng đều hơn. Đặc biệt chất làm đặc nhũ tương có thể trương nở (HASE) có tác dụng chống văng nước và có thể sử dụng kết hợp với các loại chất làm đặc khác để giảm đáng kể độ nhám bề mặt của giấy tráng. Ví dụ, sơn latex thường gặp phải vấn đề tách nước trong quá trình sản xuất, vận chuyển, bảo quản, thi công. Mặc dù việc tách nước có thể bị trì hoãn do việc tăng độ nhớt và độ phân tán của sơn latex, nhưng những điều chỉnh như vậy thường bị hạn chế và điều quan trọng hơn là thông qua việc lựa chọn chất làm đặc và sự phù hợp của nó để giải quyết vấn đề này.
khai thác dầu
Trong khai thác dầu, để thu được năng suất cao, độ dẫn điện của một chất lỏng nhất định (chẳng hạn như năng lượng thủy lực, v.v.) được sử dụng để phá vỡ lớp chất lỏng. Chất lỏng được gọi là chất lỏng bẻ gãy hoặc chất lỏng bẻ gãy. Mục đích của việc bẻ gãy là hình thành các vết nứt có kích thước và độ dẫn nhất định trong quá trình hình thành, và sự thành công của nó liên quan chặt chẽ đến hiệu suất của chất lỏng bẻ gãy được sử dụng. Chất lỏng bẻ gãy gốc nước, chất lỏng bẻ gãy gốc dầu, chất lỏng bẻ gãy gốc cồn, chất lỏng bẻ gãy nhũ tương và chất lỏng bẻ gãy bọt. Trong số đó, dung dịch bẻ gãy gốc nước có ưu điểm là chi phí thấp, độ an toàn cao và hiện đang được sử dụng rộng rãi nhất. Chất làm đặc là chất phụ gia chính trong dung dịch bẻ gãy gốc nước và sự phát triển của nó đã trải qua gần nửa thế kỷ, nhưng việc thu được chất làm đặc chất lỏng bẻ gãy với hiệu suất tốt hơn luôn là hướng nghiên cứu của các học giả trong và ngoài nước. Hiện nay có nhiều loại chất làm đặc polyme chất lỏng bẻ gãy gốc nước, có thể chia thành hai loại: polysaccharide tự nhiên và các dẫn xuất của chúng cũng như polyme tổng hợp. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ khai thác dầu và độ khó khai thác ngày càng tăng, người ta đưa ra những yêu cầu mới hơn và cao hơn đối với chất lỏng bẻ gãy. Bởi vì chúng thích ứng tốt hơn với môi trường hình thành phức tạp so với các polysaccharide tự nhiên, chất làm đặc polyme tổng hợp sẽ đóng vai trò lớn hơn trong quá trình nứt gãy giếng sâu ở nhiệt độ cao.
Hóa chất và thực phẩm hàng ngày
Hiện nay, có hơn 200 loại chất làm đặc được sử dụng trong ngành hóa chất hàng ngày, chủ yếu bao gồm muối vô cơ, chất hoạt động bề mặt, polyme tan trong nước và rượu béo/axit béo. Chúng chủ yếu được sử dụng trong chất tẩy rửa, mỹ phẩm, kem đánh răng và các sản phẩm khác. Ngoài ra, chất làm đặc còn được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm. Chúng chủ yếu được sử dụng để cải thiện và ổn định các tính chất vật lý hoặc dạng thực phẩm, tăng độ nhớt của thực phẩm, tạo cho thực phẩm một hương vị dính và thơm ngon, đồng thời đóng vai trò làm đặc, ổn định và đồng nhất. , gel nhũ hóa, mặt nạ, hương liệu và chất làm ngọt. Chất làm đặc được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm bao gồm chất làm đặc tự nhiên thu được từ động vật và thực vật, cũng như chất làm đặc tổng hợp như CMCNa và propylene glycol alginate. Ngoài ra, chất làm đặc cũng được sử dụng rộng rãi trong y học, sản xuất giấy, gốm sứ, chế biến da, mạ điện, v.v.
2.Chất làm đặc vô cơ
Chất làm đặc vô cơ bao gồm hai loại có trọng lượng phân tử thấp và trọng lượng phân tử cao, và chất làm đặc có trọng lượng phân tử thấp chủ yếu là dung dịch nước của muối vô cơ và chất hoạt động bề mặt. Các muối vô cơ hiện được sử dụng chủ yếu bao gồm natri clorua, kali clorua, amoni clorua, natri sunfat, natri photphat và pentasodium triphosphate, trong đó natri clorua và amoni clorua có tác dụng làm đặc tốt hơn. Nguyên tắc cơ bản là các chất hoạt động bề mặt tạo thành các mixen trong dung dịch nước và sự có mặt của chất điện giải làm tăng số lượng liên kết mixen, dẫn đến sự biến đổi các mixen hình cầu thành các mixen hình que, làm tăng khả năng chống chuyển động và do đó làm tăng độ nhớt của hệ thống. . Tuy nhiên, khi chất điện phân quá mức sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc mixen, làm giảm khả năng cản chuyển động và do đó làm giảm độ nhớt của hệ thống, hay còn gọi là hiệu ứng thải muối.
Các chất làm đặc trọng lượng phân tử cao vô cơ bao gồm bentonite, attapulgite, nhôm silicat, sepiolite, hectorite, v.v. Trong số đó, bentonite có giá trị thương mại nhất. Cơ chế làm đặc chính bao gồm các khoáng chất gel thixotropic trương nở khi hấp thụ nước. Những khoáng chất này thường có cấu trúc phân lớp hoặc cấu trúc mạng tinh thể mở rộng. Khi phân tán trong nước, các ion kim loại trong đó khuếch tán ra khỏi các tinh thể dạng tấm, phồng lên theo quá trình hydrat hóa và cuối cùng tách hoàn toàn khỏi các tinh thể dạng tấm để tạo thành huyền phù keo. chất lỏng. Tại thời điểm này, bề mặt của tinh thể dạng tấm có điện tích âm và các góc của nó có một lượng điện tích dương nhỏ do sự xuất hiện của các bề mặt đứt gãy mạng tinh thể. Trong dung dịch loãng, điện tích âm trên bề mặt lớn hơn điện tích dương ở các góc và các hạt đẩy nhau mà không dày lên. Tuy nhiên, với sự gia tăng nồng độ chất điện phân, điện tích trên bề mặt của các tấm mỏng giảm và sự tương tác giữa các hạt thay đổi từ lực đẩy giữa các tấm mỏng thành lực hấp dẫn giữa các điện tích âm trên bề mặt của các tấm mỏng và lực dương. điện tích ở các góc cạnh. Liên kết ngang với nhau theo chiều dọc để tạo thành cấu trúc ngôi nhà, gây phồng lên tạo ra gel để đạt được hiệu quả làm dày. Lúc này, gel vô cơ hòa tan trong nước tạo thành gel có tính thixotropic cao. Ngoài ra, bentonite có thể hình thành liên kết hydro trong dung dịch, điều này có lợi cho việc hình thành cấu trúc mạng ba chiều. Quá trình làm dày hydrat hóa gel vô cơ và hình thành nhà thẻ được thể hiện trong sơ đồ 1. Sự xen kẽ các monome polyme hóa với montmorillonite để tăng khoảng cách giữa các lớp, sau đó trùng hợp xen kẽ tại chỗ giữa các lớp có thể tạo ra polyme/montmorillonite hữu cơ- lai vô cơ chất làm đặc. Chuỗi polymer có thể đi qua các tấm montmorillonite để tạo thành mạng lưới polymer. Lần đầu tiên, Kazutoshi và cộng sự. đã sử dụng montmorillonite gốc natri làm tác nhân liên kết ngang để tạo ra hệ thống polymer và điều chế hydrogel nhạy cảm với nhiệt độ liên kết ngang montmorillonite. Lưu Hồng Ngọc và cộng sự. đã sử dụng montmorillonite gốc natri làm chất liên kết ngang để tổng hợp một loại chất làm đặc mới có hiệu suất chống điện phân cao, đồng thời kiểm tra hiệu suất làm đặc và chống NaCl cũng như hiệu suất điện phân khác của chất làm đặc hỗn hợp. Kết quả cho thấy chất làm đặc liên kết ngang Na-montmorillonite có đặc tính chống điện phân rất tốt. Ngoài ra, còn có các chất làm đặc hợp chất vô cơ và hữu cơ khác, chẳng hạn như chất làm đặc tổng hợp do M.Chtourou điều chế và các dẫn xuất hữu cơ khác của muối amoni và đất sét Tunisia thuộc montmorillonite, có tác dụng làm đặc tốt.
Thời gian đăng: Jan-11-2023