رابطه بین افت ویسکوزیته در حین نگهداری رنگ و اتر سلولز

پدیده افت ویسکوزیته در حین نگهداری رنگ یک مشکل رایج است، به خصوص پس از نگهداری طولانی مدت، ویسکوزیته رنگ به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و بر عملکرد ساخت و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. کاهش ویسکوزیته به عوامل زیادی مانند دما، رطوبت، تبخیر حلال، تخریب پلیمر و غیره مربوط می شود، اما برهمکنش با اتر سلولز غلیظ کننده بسیار حیاتی است.

1. نقش اساسی اتر سلولز
اتر سلولزی یک غلیظ کننده رایج است که به طور گسترده در رنگ های مبتنی بر آب استفاده می شود. توابع اصلی آنها عبارتند از:

اثر ضخیم شدن: اتر سلولزی می تواند با جذب آب یک ساختار شبکه سه بعدی متورم تشکیل دهد و در نتیجه ویسکوزیته سیستم را افزایش داده و تیکسوتروپی و عملکرد ساختمانی رنگ را بهبود بخشد.
اثر تثبیت تعلیق: اتر سلولزی می تواند به طور موثری از ته نشین شدن ذرات جامد مانند رنگدانه ها و پرکننده ها در رنگ جلوگیری کند و یکنواختی رنگ را حفظ کند.
خاصیت تشکیل فیلم: اتر سلولزی نیز می تواند بر خاصیت تشکیل فیلم رنگ تأثیر بگذارد و باعث می شود پوشش دارای چقرمگی و دوام خاصی باشد.
اترهای سلولزی انواع مختلفی دارند که از جمله آنها می توان به متیل سلولز (MC)، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) و غیره اشاره کرد.

2. دلایل اصلی کاهش ویسکوزیته
در طول ذخیره سازی پوشش ها، کاهش ویسکوزیته عمدتاً به دلایل زیر ایجاد می شود:

(1) تجزیه اترهای سلولز
اثر ضخیم شدن اترهای سلولزی در پوشش ها به اندازه وزن مولکولی و یکپارچگی ساختار مولکولی آنها بستگی دارد. در طول نگهداری، عواملی مانند دما، اسیدیته و قلیاییت و میکروارگانیسم ها ممکن است باعث تخریب اترهای سلولزی شوند. به عنوان مثال، در طول نگهداری طولانی مدت، اجزای اسیدی یا قلیایی موجود در پوشش ممکن است زنجیره مولکولی اتر سلولز را هیدرولیز کند، وزن مولکولی آن را کاهش دهد و در نتیجه اثر ضخیم شدن آن را ضعیف کند و در نتیجه ویسکوزیته کاهش یابد.

(2) تبخیر حلال و مهاجرت رطوبت
تبخیر حلال یا مهاجرت رطوبت در پوشش ممکن است بر وضعیت حلالیت اتر سلولز تأثیر بگذارد. در طول ذخیره سازی، بخشی از آب ممکن است تبخیر شود یا به سطح پوشش مهاجرت کند، توزیع آب در پوشش ناهموار می شود، در نتیجه بر درجه تورم اتر سلولز تأثیر می گذارد و باعث کاهش ویسکوزیته در مناطق محلی می شود.

(3) حمله میکروبی
رشد میکروبی ممکن است در پوشش زمانی اتفاق بیفتد که به درستی نگهداری نشود یا مواد نگهدارنده بی اثر شوند. میکروارگانیسم ها می توانند اترهای سلولزی و سایر ضخیم کننده های آلی را تجزیه کرده و اثر ضخیم کنندگی آنها را ضعیف کرده و باعث کاهش ویسکوزیته پوشش می شوند. پوشش های مبتنی بر آب، به ویژه، محیط خوبی برای رشد میکروب ها هستند، زیرا حاوی مقدار زیادی آب هستند.

(4) پیری در دمای بالا
در شرایط نگهداری در دمای بالا، ساختار فیزیکی یا شیمیایی زنجیره مولکولی اتر سلولز ممکن است تغییر کند. به عنوان مثال، اترهای سلولز در دماهای بالاتر مستعد اکسیداسیون یا پیرولیز هستند و در نتیجه اثر ضخیم شدن ضعیف می شود. دماهای بالا همچنین باعث تسریع تبخیر حلال و تبخیر آب می شود و بر پایداری ویسکوزیته تأثیر می گذارد.

3. روش های بهبود پایداری ذخیره سازی پوشش ها
به منظور کاهش کاهش ویسکوزیته در حین ذخیره سازی و افزایش طول عمر ذخیره سازی پوشش، می توان اقدامات زیر را انجام داد:

(1) انتخاب اتر سلولز مناسب
انواع مختلف اترهای سلولزی از نظر پایداری ذخیره سازی عملکرد متفاوتی دارند. اترهای سلولزی با وزن مولکولی بالا عموماً اثرات ضخیم کنندگی بهتری دارند، اما پایداری ذخیره سازی آنها نسبتاً ضعیف است، در حالی که اترهای سلولزی با وزن مولکولی کمتر ممکن است عملکرد ذخیره سازی بهتری داشته باشند. بنابراین، هنگام طراحی فرمول، باید اترهای سلولزی با پایداری ذخیره سازی خوب انتخاب شوند یا اترهای سلولزی باید با سایر قوام دهنده ها ترکیب شوند تا مقاومت ذخیره سازی آنها بهبود یابد.

(2) pH پوشش را کنترل کنید
اسیدیته و قلیاییت سیستم پوشش تاثیر مهمی بر پایداری اترهای سلولزی دارد. در طراحی فرمولاسیون، مقدار pH پوشش باید کنترل شود تا از محیط بیش از حد اسیدی یا قلیایی برای کاهش تخریب اترهای سلولزی جلوگیری شود. در عین حال، افزودن مقدار مناسب تنظیم کننده یا بافر pH می تواند به تثبیت pH سیستم کمک کند.

(3) استفاده از مواد نگهدارنده را افزایش دهید
به منظور جلوگیری از فرسایش میکروبی باید مقدار مناسبی از مواد نگهدارنده به پوشش اضافه شود. نگهدارنده ها می توانند از رشد میکروارگانیسم ها جلوگیری کرده و در نتیجه از تجزیه مواد آلی مانند اتر سلولز جلوگیری کرده و پایداری پوشش را حفظ کنند. مواد نگهدارنده مناسب باید با توجه به فرمولاسیون پوشش و محیط نگهداری انتخاب شوند و اثربخشی آنها به طور منظم بررسی شود.

(4) محیط ذخیره سازی را کنترل کنید
دمای نگهداری و رطوبت پوشش تاثیر مستقیمی بر پایداری ویسکوزیته دارد. پوشش باید در محیط خشک و خنک نگهداری شود و از شرایط دمای بالا و رطوبت بالا جلوگیری شود تا تبخیر حلال و تخریب اتر سلولز کاهش یابد. علاوه بر این، بسته بندی خوب مهر و موم شده می تواند به طور موثری مهاجرت و تبخیر آب را کاهش دهد و کاهش ویسکوزیته را به تاخیر بیندازد.

4. سایر عوامل موثر بر ویسکوزیته
علاوه بر اترهای سلولزی، سایر اجزای سیستم پوشش نیز ممکن است بر تغییر ویسکوزیته تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، نوع و غلظت رنگدانه ها، سرعت تبخیر حلال ها و سازگاری سایر ضخیم کننده ها یا پخش کننده ها ممکن است بر پایداری ویسکوزیته پوشش تأثیر بگذارد. بنابراین طراحی کلی فرمول پوشش و تعامل بین اجزا نیز از نکات کلیدی است که باید به آنها توجه شود.

کاهش ویسکوزیته در طول ذخیره سازی پوشش با عواملی مانند تخریب اترهای سلولزی، تبخیر شدن حلال و مهاجرت آب مرتبط است. به منظور بهبود پایداری ذخیره سازی پوشش، باید انواع اتر سلولزی مناسب انتخاب شود، pH پوشش باید کنترل شود، اقدامات ضد خوردگی باید تقویت شود و محیط ذخیره سازی باید بهینه شود. از طریق طراحی فرمول معقول و مدیریت ذخیره سازی خوب، مشکل کاهش ویسکوزیته در طول ذخیره سازی پوشش را می توان به طور موثر کاهش داد، و عملکرد محصول و رقابت در بازار را بهبود بخشید.