تعتبر ظاهرة انخفاض اللزوجة أثناء تخزين الطلاء مشكلة شائعة، خاصة بعد التخزين لفترة طويلة، حيث تنخفض لزوجة الطلاء بشكل كبير، مما يؤثر على أداء البناء وجودة المنتج. يرتبط انخفاض اللزوجة بالعديد من العوامل، مثل درجة الحرارة والرطوبة وتطاير المذيبات وتدهور البوليمر وما إلى ذلك، ولكن التفاعل مع أثير السليلوز المثخن أمر بالغ الأهمية بشكل خاص.
1. الدور الأساسي للأثير السليلوز
إيثر السليلوز هو مادة مكثفة شائعة تستخدم على نطاق واسع في الدهانات المائية. وظائفهم الرئيسية تشمل:
تأثير السماكة: يمكن أن يشكل إيثر السليلوز بنية شبكية منتفخة ثلاثية الأبعاد عن طريق امتصاص الماء، وبالتالي زيادة لزوجة النظام وتحسين الأداء المتغير والبناء للطلاء.
تأثير تثبيت التعليق: يمكن لإثير السليلوز أن يمنع بشكل فعال ترسيب الجزيئات الصلبة مثل الأصباغ والمواد المالئة في الطلاء ويحافظ على توحيد الطلاء.
خاصية تشكيل الفيلم: يمكن أن يؤثر إيثر السليلوز أيضًا على خاصية تشكيل الفيلم للطلاء، مما يجعل الطلاء يتمتع بصلابة ومتانة معينة.
هناك أنواع عديدة من إثيرات السليلوز، بما في ذلك ميثيل السليلوز (MC)، هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)، هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، وما إلى ذلك. هذه المواد لها قابلية ذوبان مختلفة، وقدرة سماكة ومقاومة التخزين في الطلاءات.
2. الأسباب الرئيسية لتقليل اللزوجة
أثناء تخزين الطلاءات، يحدث انخفاض اللزوجة بشكل رئيسي للأسباب التالية:
(1) تدهور إثيرات السليلوز
يعتمد تأثير سماكة إثيرات السليلوز في الطلاء على حجم وزنها الجزيئي وسلامة تركيبها الجزيئي. أثناء التخزين، قد تتسبب عوامل مثل درجة الحرارة والحموضة والقلوية والكائنات الحية الدقيقة في تحلل إثيرات السليلوز. على سبيل المثال، أثناء التخزين طويل الأمد، قد تعمل المكونات الحمضية أو القلوية الموجودة في الطلاء على تحلل السلسلة الجزيئية لإيثر السليلوز، وتقليل وزنها الجزيئي، وبالتالي إضعاف تأثير سماكتها، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة.
(2) تطاير المذيبات وهجرة الرطوبة
قد يؤثر تطاير المذيبات أو انتقال الرطوبة في الطلاء على حالة ذوبان أثير السليلوز. أثناء التخزين، قد يتبخر جزء من الماء أو يهاجر إلى سطح الطلاء، مما يجعل توزيع الماء في الطلاء غير متساوٍ، مما يؤثر على درجة انتفاخ إيثر السليلوز ويسبب انخفاض اللزوجة في المناطق المحلية.
(3) الهجوم الميكروبي
قد يحدث نمو ميكروبي في الطلاء عندما يتم تخزينه بشكل غير صحيح أو عندما تصبح المواد الحافظة غير فعالة. يمكن للكائنات الحية الدقيقة أن تحلل إثيرات السليلوز والمكثفات العضوية الأخرى، مما يضعف تأثيرها السميك ويؤدي إلى انخفاض لزوجة الطلاء. تعتبر الطلاءات ذات الأساس المائي، على وجه الخصوص، بيئة جيدة لنمو الميكروبات لأنها تحتوي على كمية كبيرة من الماء.
(4) ارتفاع درجة حرارة الشيخوخة
في ظل ظروف التخزين ذات درجة الحرارة العالية، قد يتغير التركيب الفيزيائي أو الكيميائي للسلسلة الجزيئية لإيثر السليلوز. على سبيل المثال، تكون إثيرات السليلوز عرضة للأكسدة أو الانحلال الحراري عند درجات حرارة أعلى، مما يؤدي إلى إضعاف تأثير السماكة. تعمل درجات الحرارة المرتفعة أيضًا على تسريع تطاير المذيبات وتبخر الماء، مما يؤثر بشكل أكبر على استقرار اللزوجة.
3. طرق تحسين ثباتية تخزين الطلاءات
من أجل تقليل انخفاض اللزوجة أثناء التخزين وإطالة عمر تخزين الطلاء، يمكن اتخاذ التدابير التالية:
(1) اختيار الأثير السليلوز الصحيح
أنواع مختلفة من إثيرات السليلوز لها أداء مختلف من حيث استقرار التخزين. تتمتع إثيرات السليلوز ذات الوزن الجزيئي العالي عمومًا بتأثيرات سماكة أفضل، لكن استقرار تخزينها ضعيف نسبيًا، في حين أن إثيرات السليلوز ذات الوزن الجزيئي المنخفض قد يكون لها أداء تخزين أفضل. لذلك، عند تصميم الصيغة، يجب اختيار إثيرات السليلوز ذات ثبات تخزين جيد، أو يجب خلط إثيرات السليلوز مع مكثفات أخرى لتحسين مقاومتها للتخزين.
(2) التحكم في درجة الحموضة للطلاء
الحموضة والقلوية في نظام الطلاء لها تأثير مهم على استقرار إثيرات السليلوز. في تصميم التركيبة، يجب التحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني للطلاء لتجنب البيئة الحمضية أو القلوية المفرطة لتقليل تدهور إثيرات السليلوز. وفي الوقت نفسه، يمكن أن تساعد إضافة كمية مناسبة من أداة ضبط الأس الهيدروجيني أو المخزن المؤقت في استقرار الرقم الهيدروجيني للنظام.
(3) زيادة استخدام المواد الحافظة
من أجل منع التآكل الميكروبي، يجب إضافة كمية مناسبة من المواد الحافظة إلى الطلاء. يمكن للمواد الحافظة أن تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة، وبالتالي تمنع المواد العضوية مثل إيثر السليلوز من التحلل وتحافظ على ثبات الطلاء. يجب اختيار المواد الحافظة المناسبة وفقًا لتركيبة الطلاء وبيئة التخزين، ويجب فحص فعاليتها بانتظام.
(4) التحكم في بيئة التخزين
درجة حرارة التخزين والرطوبة للطلاء لها تأثير مباشر على استقرار اللزوجة. يجب أن يتم تخزين الطلاء في بيئة جافة وباردة، مع تجنب درجات الحرارة المرتفعة وظروف الرطوبة العالية لتقليل تطاير المذيبات وتدهور إيثر السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتغليف المحكم الغلق أن يقلل بشكل فعال من هجرة الماء وتبخره ويؤخر انخفاض اللزوجة.
4. العوامل الأخرى المؤثرة على اللزوجة
بالإضافة إلى إثيرات السليلوز، قد تؤثر المكونات الأخرى في نظام الطلاء أيضًا على التغير في اللزوجة. على سبيل المثال، قد يؤثر نوع وتركيز الأصباغ، ومعدل تطاير المذيبات، وتوافق المكثفات أو المشتتات الأخرى على استقرار لزوجة الطلاء. لذلك، فإن التصميم العام لصيغة الطلاء والتفاعل بين المكونات يعد أيضًا من النقاط الرئيسية التي يجب الاهتمام بها.
يرتبط انخفاض اللزوجة أثناء تخزين الطلاء ارتباطًا وثيقًا بعوامل مثل تحلل إثيرات السليلوز وتطاير المذيبات وهجرة الماء. من أجل تحسين استقرار تخزين الطلاء، يجب اختيار أصناف إيثر السليلوز المناسبة، ويجب التحكم في درجة الحموضة للطلاء، ويجب تعزيز تدابير مكافحة التآكل، ويجب تحسين بيئة التخزين. من خلال تصميم الصيغة المعقولة وإدارة التخزين الجيدة، يمكن تقليل مشكلة انخفاض اللزوجة أثناء تخزين الطلاء بشكل فعال، ويمكن تحسين أداء المنتج والقدرة التنافسية في السوق.
وقت النشر: 27 سبتمبر 2024