كيف يعمل هيدروكسي إيثيل السليلوز كمثخن؟

السليلوز هو عديد السكاريد الذي يشكل مجموعة متنوعة من الإيثرات القابلة للذوبان في الماء. مكثفات السليلوز عبارة عن بوليمرات غير أيونية قابلة للذوبان في الماء. تاريخ استخدامه طويل جدًا، أكثر من 30 عامًا، ويوجد العديد من الأصناف. لا تزال تستخدم في جميع دهانات اللاتكس تقريبًا وهي السائدة في المكثفات. تعتبر المكثفات السليولوزية فعالة جدًا في الأنظمة المائية لأنها تزيد من كثافة الماء بنفسها. في صناعة الطلاء، مكثفات السليلوز الأكثر استخدامًا هي: ميثيل السليلوز (MC)، هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)، إيثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (EHEC)، هيدروكسي بروبيل السليلوز (HPC)، هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) وهيدروكسي إيثيل السليلوز المعدل مسعورًا ( همهك). HEC عبارة عن عديد السكاريد القابل للذوبان في الماء ويستخدم على نطاق واسع في سماكة دهانات اللاتكس المعمارية غير اللامعة وشبه اللامعة. تتوفر المكثفات بدرجات لزوجة مختلفة، كما أن المكثفات التي تحتوي على هذا السليلوز تتميز بتوافق ألوان ممتاز واستقرار تخزيني.

تعتمد خصائص التسوية ومقاومة التناثر وتشكيل الفيلم ومقاومة الترهل لفيلم الطلاء على الوزن الجزيئي النسبي لـ HEC. تعمل HEC وغيرها من البوليمرات القابلة للذوبان في الماء غير المرتبطة على زيادة سماكة الطور المائي للطلاء. يمكن استخدام مكثفات السليلوز بمفردها أو بالاشتراك مع مكثفات أخرى للحصول على ريولوجيا خاصة. يمكن أن يكون لإثيرات السليلوز أوزان جزيئية نسبية مختلفة ودرجات لزوجة مختلفة، تتراوح من محلول مائي منخفض الوزن الجزيئي بنسبة 2٪ مع لزوجة تبلغ حوالي 10 MPS إلى لزوجة عالية الوزن الجزيئي تبلغ 100000 MPS. تُستخدم عادةً درجات الوزن الجزيئي المنخفض كغرويات وقائية في بلمرة مستحلب طلاء اللاتكس، وتستخدم الدرجات الأكثر شيوعًا (اللزوجة 4800-50000 MP·S) كمكثفات. تعود آلية عمل هذا النوع من المثخنات إلى الترطيب العالي للروابط الهيدروجينية والتشابك بين سلاسلها الجزيئية.

السليلوز التقليدي عبارة عن بوليمر عالي الوزن الجزيئي يتكثف بشكل رئيسي من خلال التشابك بين السلاسل الجزيئية. بسبب اللزوجة العالية عند معدل القص المنخفض، فإن خاصية التسوية تكون ضعيفة، وتؤثر على لمعان طبقة الطلاء. عند معدل القص العالي، تكون اللزوجة منخفضة، ومقاومة دفقة طبقة الطلاء ضعيفة، وامتلاء طبقة الطلاء ليست جيدة. ترتبط خصائص تطبيق HEC، مثل مقاومة الفرشاة، والتصوير، وتناثر الأسطوانة، ارتباطًا مباشرًا باختيار المُثخن. كما تتأثر خصائص التدفق مثل التسوية ومقاومة الترهل إلى حد كبير بالمكثفات.

السليلوز المعدل الكاره للماء (HMHEC) عبارة عن مثخن السليلوز الذي يحتوي على تعديل كاره للماء في بعض السلاسل المتفرعة (يتم إدخال عدة مجموعات ألكيل طويلة السلسلة على طول السلسلة الرئيسية للهيكل). يتمتع هذا الطلاء بلزوجة أعلى بمعدلات قص عالية وبالتالي تكوين فيلم أفضل. مثل Natrosol Plus Grade 330، 331، Cellosize SG-100، Bermocoll EHM-100. تأثيره السميك مشابه لمكثفات إيثر السليلوز ذات الكتلة الجزيئية النسبية الأكبر بكثير. إنه يحسن اللزوجة وتسوية ICI، ويقلل من التوتر السطحي. على سبيل المثال، يبلغ التوتر السطحي لـ HEC حوالي 67 MN/m، والتوتر السطحي لـ HMHEC هو 55~65 MN/m.

يتمتع HMHEC بقدرة رش ممتازة، وخصائص مضادة للترهل، وتسوية، ولمعان جيد وتكتل مضاد للتصبغ. يتم استخدامه على نطاق واسع وليس له أي تأثير سلبي على تكوين الفيلم لدهانات اللاتكس ذات حجم الجسيمات الدقيقة. أداء جيد لتشكيل الفيلم وأداء مضاد للتآكل. يعمل هذا المُثخن الترابطي الخاص بشكل أفضل مع أنظمة كوبوليمر أسيتات الفينيل، وأدائه مشابه للمكثفات الترابطية الأخرى، ولكن مع تركيبات أبسط.