წყლის დაფუძნებული საღებავების გასქელება ტიპები და გასქელება

1 გასქელება და გასქელება მექანიზმი

(1) არაორგანული გასქელება:
არაორგანული გასქელება წყალზე დაფუძნებულ სისტემებში ძირითადად თიხებია. მაგალითად: ბენტონიტი. კაოლინი და დიატომიური დედამიწა (მთავარი კომპონენტია SIO2, რომელსაც აქვს ფოროვანი სტრუქტურა) ზოგჯერ გამოიყენება როგორც დამხმარე გასქელება, გასქელება სისტემებისთვის, მათი შეჩერების თვისებების გამო. ბენტონიტი უფრო ფართოდ გამოიყენება წყლის მაღალი გამკვრივებლობის გამო. ბენტონიტი (ბენტონიტი), რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ბენტონიტი, ბენტონიტი და ა.შ., ბენტონიტის მთავარი მინერალი არის მონტმორილონიტი, რომელიც შეიცავს მცირე რაოდენობით ტუტე და ტუტე დედამიწის ლითონის ლითონის ჰიდრატოზულატურ მინერალებს, რომლებიც მიეკუთვნება ალუმინოზილატური ჯგუფის, მისი ზოგადი ქიმიური ფორმულა: (Na, ca) (al, mg) 6 (si4o10) 3 (oh) 6 • nh2o. ბენტონიტის გაფართოების შესრულება გამოიხატება გაფართოების სიმძლავრით, ანუ ბენტონიტის მოცულობას განზავებული ჰიდროქლორინის მჟავას ხსნარში შეშუპების შემდეგ ეწოდება გაფართოების სიმძლავრე, რომელიც გამოხატულია ML/გრამში. მას შემდეგ, რაც Bentonite გასქელება შთანთქავს წყალს და შეშუპებას, მოცულობამ შეიძლება რამდენჯერმე ან ათჯერ მიაღწიოს წყალს შთანთქმის წინ, ასე რომ, მას აქვს კარგი შეჩერება, და რადგან ეს არის ფხვნილი, რომელსაც აქვს ნაწილაკების უფრო წვრილი ზომა, ის განსხვავდება საფარის სისტემაში სხვა ფხვნილებისგან. სხეულს აქვს კარგი შეცდომა. გარდა ამისა, შეჩერების წარმოებისას, მას შეუძლია სხვა ფხვნილები გამოიწვიოს გარკვეული ანტი-სტრატიფიკაციის ეფექტის შესაქმნელად, ამიტომ ძალიან სასარგებლოა სისტემის შენახვის სტაბილურობის გაუმჯობესება.

მაგრამ ბევრი ნატრიუმის დაფუძნებული ბენტონიტები გარდაიქმნება კალციუმის დაფუძნებული ბენტონიტიდან ნატრიუმის გადაქცევის გზით. ამავე დროს, სავალდებულო, წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით დადებითი იონები, როგორიცაა კალციუმის იონები და ნატრიუმის იონები. თუ სისტემაში ამ კატიონების შინაარსი ძალიან მაღალია, დიდი რაოდენობით დატენვის ნეიტრალიზაცია წარმოიქმნება ემულსიის ზედაპირზე უარყოფით მუხტზე, ასე რომ, გარკვეულწილად, ამან შეიძლება გამოიწვიოს გვერდითი მოვლენები, როგორიცაა შეშუპება და ემულსიის ფლოკულაცია. მეორეს მხრივ, ამ კალციუმის იონებს ასევე ექნებათ გვერდითი მოვლენები ნატრიუმის მარილის დისპერსიზე (ან პოლიფოსფატის დისპერსიული), რამაც გამოიწვია ეს დისპერსიები, რომლებიც იძაბება საფარის სისტემაში, რაც საბოლოოდ იწვევს დისპერსიის დაკარგვას, რაც გახდება საფარი სქელი, სქელი ან თუნდაც სქელი. მოხდა ძლიერი ნალექი და ფლოკულაცია. გარდა ამისა, ბენტონიტის გასქელება, ძირითადად, ეყრდნობა ფხვნილს წყლის შთანთქმის და შეჩერების გასაფართოებლად, ასე რომ, იგი მოუტანს ძლიერ თიქსოტროპულ ეფექტს საფარის სისტემაში, რაც ძალიან არასასურველია საიზოლაციო მასალებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ კარგ დონის ეფექტებს. ამრიგად, ბენტონიტის არაორგანული გასქელება იშვიათად გამოიყენება ლატექსის საღებავებში და მხოლოდ მცირე რაოდენობით გამოიყენება, როგორც გასქელება დაბალი ხარისხის ლატექსის საღებავებში ან ლატექსის საღებავებში. ამასთან, ბოლო წლების განმავლობაში, ზოგიერთმა მონაცემმა აჩვენა, რომ ჰემინგსის Bentone®lt. ორგანულად მოდიფიცირებულ და დახვეწილ ჰექტორტს აქვს კარგი ანტიდენენტაციისა და ატომიზაციის ეფექტები, როდესაც იგი გამოიყენება ლატექსის საღებავის საჰაერო ხომალდის spraying სისტემებზე.

(2) ცელულოზა:
ცელულოზა არის ბუნებრივი მაღალი პოლიმერი, რომელიც წარმოიქმნება β- გლუკოზის კონდენსაციით. გლუკოზილის რგოლში ჰიდროქსილის ჯგუფის მახასიათებლების გამოყენებით, ცელულოზას შეუძლია განიცადოს სხვადასხვა რეაქციები, რათა წარმოადგენდეს წარმოებულების სერიას. მათ შორის, მიღებულია ეთერიფიკაციისა და ეთერიფიკაციის რეაქციები. ცელულოზის ეთერის ან ცელულოზის ეთერის წარმოებულები ყველაზე მნიშვნელოვანი ცელულოზის წარმოებულებია. ჩვეულებრივ გამოყენებული პროდუქტებია კარბოქსიმეთილის ცელულოზა, ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა, მეთილის ცელულოზა, ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზა და ა.შ. იმის გამო, რომ კარბოქსიმეთილის ცელულოზა შეიცავს ნატრიუმის იონებს, რომლებიც წყალში ადვილად ხსნადია, მას აქვს წყლის ცუდი წინააღმდეგობა, ხოლო მის მთავარ ჯაჭვზე შემცვლელების რაოდენობა მცირეა, ამიტომ ის ადვილად იშლება ბაქტერიული კოროზიით, ამცირებს წყალხსნარში სიბლანტეს და ა.შ. მეთილკელულოზის წყლის დაშლის სიჩქარე ზოგადად ოდნავ დაბალია, ვიდრე ჰიდროქსიეთილცელულოზის. გარდა ამისა, დაშლის პროცესში შეიძლება არსებობდეს მცირე რაოდენობით ხსნადი მატერია, რაც გავლენას მოახდენს საფარის ფილმის გარეგნობაზე და შეგრძნებაზე, ასე რომ, იგი იშვიათად გამოიყენება ლატექსის საღებავში. ამასთან, მეთილის წყლის ხსნარის ზედაპირული დაძაბულობა ოდნავ დაბალია, ვიდრე სხვა ცელულოზის წყალხსნარი, ასე რომ, ეს არის კარგი ცელულოზის გასქელება, რომელიც გამოიყენება putty- ში. ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზა ასევე არის ცელულოზის გასქელება, რომელიც ფართოდ გამოიყენება putty- ის ველში, და ახლა იგი ძირითადად გამოიყენება ცემენტზე დაფუძნებულ ან კირის კალციუმზე დაფუძნებულ პუტებში (ან სხვა არაორგანული დამაკავშირებლები). ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა ფართოდ გამოიყენება ლატექსის საღებავების სისტემებში, მისი კარგი წყლის ხსნადობისა და წყლის შეკავების გამო. სხვა ცელულოზებთან შედარებით, მას ნაკლები გავლენა აქვს საფარის ფილმის შესრულებაზე. ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის უპირატესობებში შედის მაღალი სატუმბი ეფექტურობა, კარგი თავსებადობა, შენახვის კარგი სტაბილურობა და სიბლანტის კარგი pH სტაბილურობა. უარყოფითი მხარეები არის ცუდი დონის სითხის გაათანაბრება და ცუდად წინააღმდეგობის გაწევის წინააღმდეგობა. ამ ხარვეზების გასაუმჯობესებლად, გამოჩნდა ჰიდროფობიური მოდიფიკაცია. სქესთან ასოცირებულ ჰიდროქსიეთილცელულოზას (HEC), როგორიცაა Natrosolplus330, 331

(3) პოლიკარბოქსილატები:
ამ პოლიკარბოქსილატში, მაღალი მოლეკულური წონა არის გასქელება, ხოლო დაბალი მოლეკულური წონა არის დისპერსიული. ისინი ძირითადად აწარმოებენ წყლის მოლეკულებს სისტემის მთავარ ჯაჭვში, რაც ზრდის დაშლილი ფაზის სიბლანტეს; გარდა ამისა, ისინი შეიძლება ასევე იყოს ადსორბირებული ლატექსის ნაწილაკების ზედაპირზე, რათა შექმნან საფარი ფენა, რაც ზრდის ლატექსის ნაწილაკების ზომას, სქელდება ლატექსის ჰიდრატაციის ფენა და ზრდის ლატექსის შიდა ფაზის სიბლანტეს. ამასთან, ამ ტიპის გასქელებას აქვს შედარებით დაბალი გასქელება ეფექტურობა, ამიტომ იგი თანდათანობითირდება საფარის პროგრამებში. ახლა ამგვარი გასქელება ძირითადად გამოიყენება ფერის პასტის გასქელებაში, რადგან მისი მოლეკულური წონა შედარებით დიდია, ამიტომ სასარგებლოა ფერის პასტის დისპერსიულობისა და შენახვის სტაბილურობა.

(4) Alkali-Swellable გასქელება:
არსებობს ტუტე-შეშუპებული გასქელება ორი ძირითადი ტიპი: ჩვეულებრივი ტუტე-ადაპტირებული გასქელება და ასოციაციური ტუტე-ადაპტირებული გასქელება. მათ შორის ყველაზე დიდი განსხვავებაა მთავარ მოლეკულურ ჯაჭვში შემავალი ასოცირებული მონომერების განსხვავება. ასოციაციური ტუტე-აურზაური გასქელება კოპოლიმერიზირებულია ასოციაციურ მონომერებთან, რომელთაც შეუძლიათ ერთმანეთის ადსორაცია მთავარ ჯაჭვის სტრუქტურაში, ასე რომ, წყალხსნარში იონიზაციის შემდეგ, ინტრა-მოლეკულური ან ინტერ-მოლეკულური ადსორბცია შეიძლება მოხდეს, რამაც შეიძლება სწრაფად მოიმატოს სისტემის სიბლანზი.

ა. ჩვეულებრივი ტუტე-შეშუპებული გასქელება:

ჩვეულებრივი ტუტე-ადაპტირებული გასქელებული გასქელება მთავარი პროდუქტის წარმომადგენელი ტიპია ASE-60. ASE-60 ძირითადად იღებს მეტაკრილის მჟავისა და ეთილის აკრილატის კოპოლიმერიზაციას. კოპოლიმერიზაციის პროცესის დროს, მეტაკრილის მჟავა შეადგენს მყარი შემცველობის დაახლოებით 1/3, რადგან კარბოქსილის ჯგუფების არსებობა მოლეკულურ ჯაჭვს ჰიდროფილურობის გარკვეული ხარისხი აქვს და ანეიტრალებს მარილის ფორმირების პროცესს. ბრალდების მოგვარების გამო, გაფართოვდა მოლეკულური ჯაჭვები, რაც ზრდის სისტემის სიბლანტეს და წარმოქმნის გასქელებას. თუმცა, ზოგჯერ მოლეკულური წონა ძალიან დიდია ჯვარედინი დამაკავშირებელი აგენტის მოქმედების გამო. მოლეკულური ჯაჭვის გაფართოების პროცესის დროს, მოლეკულური ჯაჭვი კარგად არ იშლება მოკლე დროში. გრძელვადიანი შენახვის პროცესის დროს, მოლეკულური ჯაჭვი თანდათანობით არის გაჭიმული, რაც სიბლანტის შემდგომი სისქეა. გარდა ამისა, იმის გამო, რომ ამ ტიპის გასქელება მოლეკულურ ჯაჭვში რამდენიმე ჰიდროფობიური მონომერია, მოლეკულებს შორის ჰიდროფობიური კომპლექსის წარმოქმნა ადვილი არ არის, ძირითადად, ინტრამოლეკულური ურთიერთდამოკიდებულების შესაქმნელად, ამიტომ ამგვარი გასქელება აქვს დაბალი სქელი ეფექტურობას, ამიტომ ის იშვიათად გამოიყენება მარტო. იგი ძირითადად გამოიყენება სხვა გასქელებთან ერთად.

ბ. ასოციაცია (Concord) ტიპის ტუტე შეშუპება გასქელება:

ამ ტიპის გასქელებას ახლა მრავალი ჯიში აქვს ასოციაციური მონომერების შერჩევის და მოლეკულური სტრუქტურის დიზაინის გამო. მისი მთავარი ჯაჭვის სტრუქტურა ასევე ძირითადად შედგება მეტაკრილის მჟავისა და ეთილის აკრილატისგან, ხოლო ასოციაციური მონომერები სტრუქტურაში ანტენის მსგავსია, მაგრამ მხოლოდ მცირე რაოდენობით განაწილებაა. ეს არის ეს ასოციაციური მონომერები, როგორიცაა Octopus tentacles, რომლებიც ყველაზე მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ გასქელება გასქელება. სტრუქტურაში კარბოქსილის ჯგუფი ნეიტრალიზებულია და მარილის ფორმირებას ახდენს, ხოლო მოლეკულური ჯაჭვი ასევე ჰგავს ჩვეულებრივ ტუტე-ადიდებულ გასქელებას. იგივე მუხტის მოგება ხდება, ისე, რომ მოლეკულური ჯაჭვი ვითარდება. მასში ასოციაციური მონომერი ასევე აფართოებს მოლეკულურ ჯაჭვთან, მაგრამ მისი სტრუქტურა შეიცავს როგორც ჰიდროფილურ ჯაჭვებს, ასევე ჰიდროფობიურ ჯაჭვებს, ამიტომ ზედაპირული საშუალებების მსგავსი დიდი მიკელარული სტრუქტურა წარმოიქმნება მოლეკულაში ან მოლეკულებს შორის. ეს მიკელები წარმოიქმნება ასოციაციის მონომერების ურთიერთგამომრიცხავი და ასოციაციის ზოგიერთი მონომერები ერთმანეთს ემყარება ემულსიური ნაწილაკების (ან სხვა ნაწილაკების) ხიდების ეფექტის საშუალებით. მიკელის წარმოქმნის შემდეგ, ისინი აფიქსირებენ ემულსიის ნაწილაკებს, წყლის მოლეკულის ნაწილაკებს ან სხვა ნაწილაკებს სისტემაში შედარებით სტატიკურ მდგომარეობაში, ისევე, როგორც შიგთავსის მოძრაობა, ისე, რომ ამ მოლეკულების (ან ნაწილაკების) მობილურობა დასუსტებულია და სისტემის სიბლანტე იზრდება. ამრიგად, ამ ტიპის გასქელება, განსაკუთრებით ლატექსის საღებავით მაღალი ემულსიური შემცველობით, გაცილებით მეტია, ვიდრე ჩვეულებრივი ტუტე-ადაპტირებული გასქელება, ამიტომ იგი ფართოდ გამოიყენება ლატექსის საღებავში. მთავარი პროდუქტის წარმომადგენელი ტიპია TT-935.

(5) ასოციაციური პოლიურეთანი (ან პოლიეთერი) გასქელება და დონის აგენტი:

საერთოდ, გასქელებლებს აქვთ ძალიან მაღალი მოლეკულური წონა (მაგალითად, ცელულოზა და აკრილის მჟავა), და მათი მოლეკულური ჯაჭვები გადაჭიმულია წყალხსნარში, სისტემის სიბლანტის გასაზრდელად. პოლიურეთანის მოლეკულური წონა (ან პოლიეთერი) ძალიან მცირეა და ის ძირითადად ქმნის ასოციაციას ლიპოფილური სეგმენტის ვან დერ ვალის ძალის ურთიერთქმედებით მოლეკულებს შორის, მაგრამ ამ ასოციაციის ძალა სუსტია და ასოციაცია შეიძლება გაკეთდეს გარკვეული გარე ძალის ქვეშ. განცალკევება, რითაც სიბლანტის ამცირებს, ხელს უწყობს საფარის ფილმის დონის დონის დონეს, ასე რომ მას შეუძლია შეასრულოს დონის აგენტის როლი. როდესაც გაჭედვის ძალა აღმოიფხვრება, მას შეუძლია სწრაფად განაახლოს ასოციაცია და სისტემის სიბლანტე იზრდება. ეს ფენომენი სასარგებლოა სიბლანტის შესამცირებლად და მშენებლობის დროს დონის გასაზრდელად; და მას შემდეგ, რაც გაჭედვის ძალა დაიკარგება, სიბლანტე დაუყოვნებლივ აღდგება, რათა გაიზარდოს საფარი ფილმის სისქე. პრაქტიკულ გამოყენებებში, ჩვენ უფრო მეტად შეშფოთებული ვართ ამგვარი ასოციაციური გასქელების გასქელება პოლიმერული ემულსიებზე. ძირითადი პოლიმერული ლატექსის ნაწილაკები ასევე მონაწილეობენ სისტემის ასოციაციაში, ასე რომ ამ ტიპის გასქელება და დონის აგენტი ასევე აქვს კარგი გასქელება (ან დონის დონის) ეფექტი, როდესაც ის უფრო დაბალია, ვიდრე მისი კრიტიკული კონცენტრაცია; როდესაც ამგვარი გასქელება და დონის დონის კონცენტრაცია, როდესაც ის უფრო მაღალია, ვიდრე მისი კრიტიკული კონცენტრაცია სუფთა წყალში, მას შეუძლია შექმნას ასოციაციები თავისთავად, ხოლო სიბლანტე სწრაფად იზრდება. ამრიგად, როდესაც ამგვარი გასქელება და დონის გამონაყარის აგენტი უფრო დაბალია, ვიდრე მისი კრიტიკული კონცენტრაცია, რადგან ლატექსის ნაწილაკები მონაწილეობენ ნაწილობრივ ასოციაციაში, რაც უფრო მცირეა ემულსიის ნაწილაკების ზომა, მით უფრო ძლიერი ასოციაცია და მისი სიბლანტე გაიზრდება ემულსიის ოდენობით. გარდა ამისა, ზოგიერთი დისპერსიული (ან აკრილის გასქელება) შეიცავს ჰიდროფობიურ სტრუქტურებს, ხოლო მათი ჰიდროფობიური ჯგუფები ურთიერთქმედებენ პოლიურეთანთან, ისე, რომ სისტემა ქმნის ქსელის დიდ სტრუქტურას, რაც ხელს უწყობს გასქელებას.

2. სხვადასხვა გასქელება ეფექტები ლატექსის საღებავის წყლის განცალკევების წინააღმდეგობაზე

წყალზე დაფუძნებული საღებავების ფორმულირების დიზაინში, გასქელების გამოყენება ძალიან მნიშვნელოვანი რგოლია, რომელიც უკავშირდება ლატექსის საღებავების ბევრ თვისებას, მაგალითად, მშენებლობას, ფერის განვითარებას, შენახვას და გარეგნობას. აქ ჩვენ ყურადღებას ვაქცევთ გასქელებების გამოყენების გავლენას ლატექსის საღებავის შენახვაზე. ზემოაღნიშნულიდან, ჩვენ შეგვიძლია ვიცოდეთ, რომ ბენტონიტი და პოლიკარბოქსილატები: გასქელება ძირითადად გამოიყენება ზოგიერთ სპეციალურ საიზოლაციო მასალებში, რომელთა განხილვაც აქ არ იქნება განხილული. ჩვენ ძირითადად განვიხილავთ ყველაზე ხშირად გამოყენებულ ცელულოზას, ტუტე შეშუპებას და პოლიურეთანის (ან პოლიეთერის) გასქელებებს, მარტო და კომბინაციაში, გავლენას ახდენს ლატექსის საღებავების წყლის განცალკევების წინააღმდეგობაზე.

მიუხედავად იმისა, რომ ჰიდროქსიეთილის ცელულოზით გასქელება მხოლოდ უფრო სერიოზულია წყლის განცალკევებით, თანაბრად აურიეთ. ტუტე შეშუპების გასქელება ერთჯერადი გამოყენებას არ გააჩნია წყლის განცალკევება და ნალექი, მაგრამ გასქელება სერიოზული გასქელება. პოლიურეთანის გასქელება ერთჯერადი გამოყენება, თუმცა წყლის განცალკევება და გასქელება post-thickening არ არის სერიოზული, მაგრამ მის მიერ წარმოქმნილი ნალექი შედარებით რთული და რთულია აურიეთ. და იგი იღებს ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის და ტუტე შეშუპების გასქელება ნაერთს, არ არის post-სისქე, არ არის რთული ნალექი, ადვილი აურიეთ, მაგრამ ასევე არის მცირე რაოდენობით წყალი. ამასთან, როდესაც ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა და პოლიურეთანი გამოიყენება გასქელება, წყლის განცალკევება ყველაზე სერიოზულია, მაგრამ არ არსებობს რთული ნალექი. ტუტე-შეშუპებული გასქელება და პოლიურეთანი ერთად გამოიყენება, თუმცა წყლის განცალკევება ძირითადად წყლის განცალკევებას არ წარმოადგენს, მაგრამ გასქელება, ხოლო ბოლოში ნალექი რთულია თანაბრად აურიეთ. და ბოლო იყენებს მცირე რაოდენობით ჰიდროქსიეთილ ცელულოზას ტუტე შეშუპებით და პოლიურეთანის გასქელებით, რომ ჰქონდეს ერთიანი მდგომარეობა ნალექების და წყლის განცალკევების გარეშე. ჩანს, რომ სუფთა აკრილის ემულსიური სისტემაში ძლიერი ჰიდროფობიურობით, უფრო სერიოზულია წყლის ფაზის გასქელება ჰიდროფილური ჰიდროქსიეთილის ცელულოზით, მაგრამ მისი ადვილად აურიეთ თანაბრად აურიეთ. ჰიდროფობიური ტუტე შეშუპების და პოლიურეთანის (ან მათი ნაერთის) გასქელება, მიუხედავად იმისა, რომ წყლის განცალკევების საწინააღმდეგო მოქმედება უკეთესია, მაგრამ ორივე გასქელება შემდეგ, და თუ არსებობს ნალექი, მას უწოდებენ მძიმე ნალექებს, რაც რთულია თანაბრად აურიეთ. ცელულოზისა და პოლიურეთანის ნაერთის გასქელება, ჰიდროფილური და ლიპოფილური მნიშვნელობათა ყველაზე შორეული განსხვავების გამო, იწვევს ყველაზე სერიოზულ წყალს და ნალექებს, მაგრამ ნალექი რბილია და მარტივია აურიეთ. ბოლო ფორმულას აქვს წყლის ანტი-წყლის განცალკევების საუკეთესო შესრულება ჰიდროფილურ და ლიპოფილურ შორის უკეთესი წონასწორობის გამო. რასაკვირველია, ფორმულის დიზაინის ფაქტობრივი პროცესში ასევე უნდა განიხილებოდეს ემულსიების ტიპები და დასველება და დისპერსიული აგენტები და მათი ჰიდროფილური და ლიპოფილური მნიშვნელობები. მხოლოდ მაშინ, როდესაც ისინი მიაღწევენ კარგ ბალანსს, შეიძლება სისტემა იყოს თერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში და ჰქონდეს კარგი წყლის წინააღმდეგობა.

გასქელება სისტემაში, წყლის ფაზის გასქელება ზოგჯერ თან ახლავს ნავთობის ფაზის სიბლანტის ზრდას. მაგალითად, ჩვენ ზოგადად გვჯერა, რომ ცელულოზის გასქელება წყლის ფაზა გასქელდება, მაგრამ ცელულოზა ნაწილდება წყლის ფაზაში