نقش هیدروکسی اتیل سلولز در فرمولاسیون پوشش

در فرمولاسیون رنگ، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) یک ضخیم کننده و اصلاح کننده رئولوژی رایج است که می تواند پایداری ذخیره سازی، تسطیح و خواص ساختمانی رنگ ها را بهبود بخشد. برای افزودن هیدروکسی اتیل سلولز به رنگ و اطمینان از عملکرد موثر آن، مراحل و اقدامات احتیاطی خاصی باید رعایت شود. فرآیند خاص به شرح زیر است:

1. خواص هیدروکسی اتیل سلولز
هیدروکسی اتیل سلولز یک پلیمر غیر یونی محلول در آب با خواص ضخیم کنندگی، تشکیل فیلم، حفظ آب، تعلیق و امولسیون کنندگی عالی است. معمولاً در رنگ های مبتنی بر آب، چسب ها، سرامیک ها، جوهرها و سایر محصولات استفاده می شود. با جایگزینی بخشی از گروه های هیدروکسیل در زنجیره مولکولی سلولز با گروه های هیدروکسی اتیل به دست می آید، بنابراین حلالیت خوبی در آب دارد.

وظایف اصلی HEC در رنگ ها عبارتند از:

اثر ضخیم شدن: ویسکوزیته رنگ را افزایش می دهد، از افتادگی رنگ جلوگیری می کند و آن را دارای خواص ساختمانی عالی می کند.
اثر تعلیق: می تواند به طور مساوی ذرات جامد مانند رنگدانه ها و پرکننده ها را پخش و تثبیت کند تا از ته نشین شدن آنها جلوگیری کند.
اثر حفظ آب: حفظ آب فیلم پوشش را افزایش می دهد، زمان باز شدن را افزایش می دهد و اثر خیس شدن رنگ را بهبود می بخشد.
کنترل رئولوژی: سیالیت و تراز پوشش را تنظیم کنید و مشکل علامت قلم مو را در حین ساخت بهبود بخشید.

2. مراحل افزودن هیدروکسی اتیل سلولز
مرحله قبل از انحلال در عملیات واقعی، هیدروکسی اتیل سلولز باید به طور یکنواخت پراکنده شود و از طریق فرآیند پیش انحلال حل شود. به منظور اطمینان از اینکه سلولز می تواند نقش خود را به طور کامل ایفا کند، معمولاً توصیه می شود که ابتدا آن را در آب حل کنید، نه اینکه مستقیماً آن را به پوشش اضافه کنید. مراحل مشخص به شرح زیر است:

یک حلال مناسب انتخاب کنید: معمولاً از آب دیونیزه به عنوان حلال استفاده می شود. در صورت وجود حلال های آلی دیگر در سیستم پوشش، شرایط انحلال باید با توجه به خواص حلال تنظیم شود.

به آرامی هیدروکسی اتیل سلولز بپاشید: پودر هیدروکسی اتیل سلولز را به آرامی و به طور یکنواخت بپاشید در حالی که آب را هم بزنید تا از تجمع آن جلوگیری شود. سرعت هم زدن باید آهسته باشد تا از کاهش سرعت انحلال سلولز یا تشکیل "کلوئید" به دلیل نیروی برشی بیش از حد جلوگیری شود.

انحلال در حالت ایستاده: پس از پاشیدن هیدروکسی اتیل سلولز، باید آن را برای مدتی (معمولاً 30 دقیقه تا چند ساعت) بگذارید تا اطمینان حاصل شود که سلولز کاملاً متورم شده و در آب حل شده است. زمان انحلال بستگی به نوع سلولز، دمای حلال و شرایط هم زدن دارد.

تنظیم دمای انحلال: افزایش دما به تسریع فرآیند انحلال هیدروکسی اتیل سلولز کمک می کند. معمولاً توصیه می شود دمای محلول را بین 20-40 درجه سانتیگراد کنترل کنید. دمای خیلی بالا ممکن است باعث تخریب سلولز یا خراب شدن محلول شود.

تنظیم مقدار pH محلول حلالیت هیدروکسی اتیل سلولز ارتباط نزدیکی با مقدار pH محلول دارد. معمولاً در شرایط خنثی یا کمی قلیایی با مقدار pH بین 6-8 بهتر حل می شود. در طول فرآیند انحلال، مقدار pH را می توان با افزودن آمونیاک یا سایر مواد قلیایی در صورت نیاز تنظیم کرد.

افزودن محلول هیدروکسی اتیل سلولز به سیستم پوشش پس از انحلال، محلول را به پوشش اضافه کنید. در طول فرآیند افزودن، باید به آرامی اضافه شود و به طور مداوم هم زده شود تا از مخلوط شدن کافی با ماتریس پوشش اطمینان حاصل شود. در طول فرآیند اختلاط، لازم است با توجه به سیستم های مختلف، سرعت همزدن مناسبی انتخاب شود تا از کف شدن سیستم یا تخریب سلولز در اثر نیروی برشی بیش از حد جلوگیری شود.

تنظیم ویسکوزیته پس از افزودن هیدروکسی اتیل سلولز، ویسکوزیته پوشش را می توان با تنظیم مقدار اضافه شده کنترل کرد. به طور کلی، مقدار هیدروکسی اتیل سلولز مورد استفاده بین 0.3٪ - 1.0٪ (نسبت به وزن کل پوشش) است، و مقدار خاص اضافه شده باید به صورت تجربی با توجه به شرایط فرمولاسیون پوشش تنظیم شود. مقدار زیاد افزودنی ممکن است باعث شود که پوشش ویسکوزیته بسیار بالا و سیالیت ضعیف داشته باشد که بر عملکرد ساخت و ساز تأثیر می گذارد. در حالی که افزودن ناکافی ممکن است نتواند نقش غلیظ کننده و تعلیق را ایفا کند.

انجام تست های تسطیح و پایداری ذخیره سازی پس از افزودن هیدروکسی اتیل سلولز و تنظیم فرمول پوشش، عملکرد ساخت پوشش باید آزمایش شود، از جمله تسطیح، افتادگی، کنترل علامت قلم مو و غیره. در عین حال، آزمایش پایداری ذخیره سازی پوشش نیز مورد نیاز است. برای ارزیابی پایداری هیدروکسی اتیل سلولز، رسوب پوشش را پس از مدتی ماندن، تغییر ویسکوزیته و غیره مشاهده کنید.

3. اقدامات احتیاطی
جلوگیری از تجمع: در طول فرآیند انحلال، هیدروکسی اتیل سلولز به راحتی آب را جذب می کند و متورم می شود، بنابراین باید به آرامی در آب پاشیده شود و از هم زدن کافی برای جلوگیری از تشکیل توده ها اطمینان حاصل شود. این یک پیوند کلیدی در عملیات است، در غیر این صورت ممکن است بر سرعت انحلال و یکنواختی تأثیر بگذارد.

اجتناب از نیروی برشی زیاد: هنگام افزودن سلولز، سرعت هم زدن نباید خیلی زیاد باشد تا از آسیب رساندن به زنجیره مولکولی سلولز در اثر نیروی برشی بیش از حد و در نتیجه کاهش عملکرد غلیظ شدن آن جلوگیری شود. علاوه بر این، در تولید پوشش بعدی، تا حد امکان باید از استفاده از تجهیزات برش بالا نیز خودداری شود.

کنترل دمای انحلال: هنگام انحلال هیدروکسی اتیل سلولز، دمای آب نباید خیلی بالا باشد. به طور کلی توصیه می شود آن را در دمای 20-40 درجه سانتیگراد کنترل کنید. در شرایط دمای بالا، سلولز ممکن است تجزیه شود و در نتیجه اثر ضخیم شدن و ویسکوزیته آن کاهش یابد.

محلول ذخیره سازی: محلول های هیدروکسی اتیل سلولز عموماً نیاز به تهیه و استفاده فوری دارند. ذخیره سازی طولانی مدت بر ویسکوزیته و پایداری آن تأثیر می گذارد. معمولاً توصیه می شود محلول مورد نیاز را در روز تولید رنگ تهیه کنید تا عملکرد بهینه آن حفظ شود.

افزودن هیدروکسی اتیل سلولز به رنگ نه تنها یک فرآیند اختلاط فیزیکی ساده است، بلکه باید با الزامات فرآیند واقعی و مشخصات عملیاتی ترکیب شود تا اطمینان حاصل شود که خواص ضخیم شدن، تعلیق و حفظ آب آن به طور کامل مورد استفاده قرار می گیرد. در طول فرآیند افزودن، به مرحله پیش انحلال، کنترل دمای انحلال و مقدار pH و اختلاط کامل پس از افزودن توجه کنید. این جزئیات به طور مستقیم بر کیفیت و ثبات عملکرد رنگ تأثیر می گذارد.