دور هيدروكسي إيثيل السليلوز في تركيبات الطلاء

في تركيبات الطلاء، يعتبر هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC) بمثابة مُثخن شائع ومعدل للريولوجيا يمكنه تحسين استقرار التخزين والتسوية وخصائص البناء للدهانات. من أجل إضافة هيدروكسي إيثيل السليلوز إلى الدهانات والتأكد من أنه يعمل بفعالية، يجب اتباع بعض الخطوات والاحتياطات. العملية المحددة هي كما يلي:

1. خصائص هيدروكسي إيثيل السليلوز
هيدروكسي إيثيل السليلوز عبارة عن بوليمر غير أيوني قابل للذوبان في الماء يتميز بخصائص سماكة ممتازة وتشكيل فيلم والاحتفاظ بالمياه والتعليق والاستحلاب. يستخدم بشكل شائع في الدهانات المائية والمواد اللاصقة والسيراميك والأحبار وغيرها من المنتجات. يتم الحصول عليه عن طريق استبدال جزء من مجموعات الهيدروكسيل في السلسلة الجزيئية السليلوزية بمجموعات هيدروكسي إيثيل، لذلك فهو يتمتع بقابلية جيدة للذوبان في الماء.

المهام الرئيسية لـ HEC في الدهانات هي:

تأثير السماكة: زيادة لزوجة الطلاء، ومنع الطلاء من الترهل، وجعله يتمتع بخصائص بناء ممتازة.
تأثير التعليق: يمكنه تشتيت وتثبيت الجزيئات الصلبة بالتساوي مثل الأصباغ والمواد المالئة لمنعها من الترسيب.
تأثير احتباس الماء: تعزيز احتباس الماء في طبقة الطلاء، وإطالة وقت الفتح، وتحسين تأثير ترطيب الطلاء.
التحكم في الريولوجيا: ضبط سيولة الطلاء وتسويته، وتحسين مشكلة علامة الفرشاة أثناء البناء.

2. خطوات إضافة هيدروكسي إيثيل السليلوز
خطوة ما قبل الذوبان في التشغيل الفعلي، يجب أن يتم تشتيت هيدروكسي إيثيل السليلوز بالتساوي وإذابته من خلال عملية ما قبل الذوبان. من أجل ضمان أن السليلوز يمكن أن يلعب دوره بشكل كامل، يوصى عادةً بإذابته في الماء أولاً، بدلاً من إضافته مباشرة إلى الطلاء. الخطوات المحددة هي كما يلي:

اختر مذيبًا مناسبًا: عادةً ما يتم استخدام الماء منزوع الأيونات كمذيب. إذا كانت هناك مذيبات عضوية أخرى في نظام الطلاء، فيجب تعديل ظروف الذوبان وفقًا لخصائص المذيب.

رش هيدروكسي إيثيل السليلوز ببطء: قم برش مسحوق هيدروكسي إيثيل السليلوز ببطء وبشكل متساوٍ أثناء تحريك الماء لمنع التكتل. يجب أن تكون سرعة التحريك بطيئة لتجنب إبطاء معدل ذوبان السليلوز أو تكوين "غرويات" بسبب قوة القص المفرطة.

الذوبان الدائم: بعد رش هيدروكسي إيثيل السليلوز، يجب تركه لفترة من الوقت (عادة من 30 دقيقة إلى عدة ساعات) للتأكد من أن السليلوز منتفخ تمامًا ويذوب في الماء. يعتمد وقت الذوبان على نوع السليلوز ودرجة حرارة المذيب وظروف التحريك.

ضبط درجة حرارة الذوبان: زيادة درجة الحرارة تساعد على تسريع عملية إذابة الهيدروكسي إيثيل السليلوز. يوصى عادةً بالتحكم في درجة حرارة المحلول بين 20 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية. قد تؤدي درجة الحرارة المرتفعة جدًا إلى تدهور السليلوز أو تدهور المحلول.

ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول ترتبط قابلية ذوبان هيدروكسي إيثيل السليلوز ارتباطًا وثيقًا بقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول. وعادة ما يذوب بشكل أفضل في الظروف المحايدة أو القلوية قليلا، مع قيمة الرقم الهيدروجيني بين 6-8. أثناء عملية الذوبان، يمكن تعديل قيمة الرقم الهيدروجيني بإضافة الأمونيا أو المواد القلوية الأخرى حسب الحاجة.

إضافة محلول هيدروكسي إيثيل السليلوز إلى نظام الطلاء بعد الذوبان، أضف المحلول إلى الطلاء. أثناء عملية الإضافة، يجب إضافته ببطء وتحريكه باستمرار لضمان الخلط الكافي مع مصفوفة الطلاء. أثناء عملية الخلط، من الضروري تحديد سرعة التحريك المناسبة وفقًا للأنظمة المختلفة لمنع النظام من الرغوة أو تحلل السليلوز بسبب قوة القص المفرطة.

ضبط اللزوجة بعد إضافة هيدروكسي إيثيل السليلوز، يمكن التحكم في لزوجة الطلاء عن طريق ضبط الكمية المضافة. بشكل عام، تتراوح كمية هيدروكسي إيثيل السليلوز المستخدمة بين 0.3%-1.0% (بالنسبة إلى الوزن الإجمالي للطلاء)، ويجب تعديل الكمية المحددة المضافة تجريبيًا وفقًا لمتطلبات صياغة الطلاء. قد تؤدي كمية الإضافة العالية جدًا إلى أن يكون للطلاء لزوجة عالية جدًا وضعف السيولة، مما يؤثر على أداء البناء؛ في حين أن الإضافة غير الكافية قد لا تكون قادرة على لعب دور التثخين والتعليق.

إجراء اختبارات التسوية وثبات التخزين بعد إضافة هيدروكسي إيثيل السليلوز وضبط صيغة الطلاء، يجب اختبار أداء بناء الطلاء، بما في ذلك التسوية، والترهل، والتحكم في علامة الفرشاة، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، يلزم أيضًا اختبار ثبات تخزين الطلاء مراقبة ترسيب الطلاء بعد الوقوف لفترة من الزمن، وتغير اللزوجة، وما إلى ذلك، لتقييم استقرار هيدروكسي إيثيل السليلوز.

3. الاحتياطات
منع التكتل: أثناء عملية الذوبان، من السهل جدًا أن يمتص هيدروكسي إيثيل السليلوز الماء وينتفخ، لذلك يجب رشه في الماء ببطء وضمان التحريك الكافي لمنع تكوين الكتل. يعد هذا رابطًا رئيسيًا في العملية، وإلا فإنه قد يؤثر على معدل الذوبان والتجانس.

تجنب قوة القص العالية: عند إضافة السليلوز، يجب ألا تكون سرعة التحريك عالية جدًا لتجنب إتلاف السلسلة الجزيئية للسليلوز بسبب قوة القص المفرطة، مما يؤدي إلى انخفاض أداء سماكتها. بالإضافة إلى ذلك، في إنتاج الطلاء اللاحق، يجب أيضًا تجنب استخدام معدات القص العالية قدر الإمكان.

التحكم في درجة حرارة الذوبان: عند إذابة هيدروكسي إيثيل السليلوز، يجب ألا تكون درجة حرارة الماء مرتفعة جدًا. يوصى عمومًا بالتحكم فيه عند درجة حرارة 20 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية. في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، قد يتحلل السليلوز، مما يؤدي إلى انخفاض تأثيره السميك واللزوجة.

تخزين المحلول: بشكل عام، يجب تحضير محاليل هيدروكسي إيثيل السليلوز واستخدامها على الفور. التخزين على المدى الطويل سوف يؤثر على لزوجته واستقراره. يوصى عادةً بتحضير المحلول المطلوب في يوم إنتاج الطلاء للحفاظ على أدائه الأمثل.

لا تعد إضافة هيدروكسي إيثيل السليلوز إلى الطلاء مجرد عملية خلط فيزيائية بسيطة، ولكنها تحتاج أيضًا إلى دمجها مع متطلبات العملية الفعلية ومواصفات التشغيل لضمان الاستفادة الكاملة من خصائص التسميك والتعليق والاحتفاظ بالمياه. أثناء عملية الإضافة، انتبه إلى خطوة ما قبل الذوبان، والتحكم في درجة حرارة الذوبان وقيمة الرقم الهيدروجيني، والخلط الكامل بعد الإضافة. ستؤثر هذه التفاصيل بشكل مباشر على جودة الطلاء واستقرار أدائه.