غلظت دهنده ها(Thickeners) چه موادي هستند؟
* عملکرد اصلي غلظت دهنده افزایش ویسکوزیته است. اين افزودني ویسکوزیته کلی را افزایش می دهد و به ايجاد خواص کاربردی بهتر کمک می کند. علاوه بر اين در برخي موارد شاهد عملکرد هاي ويژه زير نيز خواهيم بود:
* تغییر رفتار رئولوژیک و اصلاح جریان پذیری: رفتار شبه پلاستیک را به سوی رفتار تیکسوتروپی می برد. به نحوی که با ایجاد یک رفتار غیر نیوتنی به کاهش شره محصول نهایی کمک می کند و اجازه می دهد تا ضمن حفظ ثبات، اجرا و استفاده آن تسهیل شود.
* جلوگیری از رسوب: با ته نشین شدن رنگدانه مقابله می کند لذا یک مخلوط یکنواخت حاصل می شود.
اين مواد در صنایع متعددی از جمله رنگ، چسب، رزین، آرایشی بهداشتی، صنایع غذایی، صنايع چاپ و… کاربرد دارد.
انواع غلظت دهنده ها:
Thickener ها را می توان از منظر مکانیسم عملکرد در دو دسته تجمعی و غیر تجمعی و از منظر ساختار در پنج دسته زیر طبقه بندی کرد:
- غلظت دهنده پايه معدني
- غلظت دهنده پايه آلي (طبيعي، طبيعي اصلاح شده)
- غلظت دهنده هاي پلي يورتاني
- غلظت دهنده هاي سيليکايي
- غلظت دهنده هاي اکريلاتي
دسته اول: غلظت‌دهنده‌های تجمعی
غلظت دهنده‌های تجمعی (Thickening Agents) موادی هستند که در اثر ترکیب با مایع، شبکه‌ای از ذرات ایجاد می‌کنند و در نتیجه، باعث افزایش غلظت مایع می‌شوند. این نوع غلیظ‌کننده‌ها معمولاً در محلول‌های آبی کاربرد دارند و می‌توانند خواص رئولوژیکی مایع را تغییر دهند.
غلظت‌دهنده‌های پایه معدنی و پایه آلی معمولاً به دلیل ساختار ساده و عدم ایجاد شبکه‌های پیچیده، خاصیت تجمعی ندارند و بیشتر در صنایع غذایی، رنگ، آرایشی و ساختمانی کاربرد دارند.
دسته دوم: غلیظ‌کننده‌های غیر تجمعی
غلظت‌دهنده‌های غیر تجمعی (Non-thickening Agents) موادی هستند که با افزودن به مایع، به طور مستقیم آن را غلیظ نمی‌کنند، بلکه باعث افزایش ویسکوزیته می‌شوند بدون اینکه ساختار شبکه‌ای ایجاد کنند.
غلظت‌دهنده‌های پلی‌یورتانی، سیلیکایی و اکریلاتی به دلیل ساختار پیچیده و توانایی ایجاد شبکه‌های سه‌بعدی، خاصیت تجمعی دارند و در صنایع پیشرفته‌تر مانند پوشش‌ها و مواد کامپوزیتی استفاده می‌شوند.
انتخاب Thickener متناسب با نیاز پروژه و شرایط فرمولاسیون، نیازمند شناخت جامع خواص، مزایا و معایب انواع غلظت دهنده ها می باشد. در راستای تحقق این اهم، شرکت ماران تجارت در این مقاله به بررسی مقایسه ای انواع غلظت دهنده ها می پردازد.
غلظت دهنده پايه معدني (تجمعی)
ساختار غلظت دهنده هاي معدني به صورت ذرات معلق بوده و معمولاً دارای ویسکوزیته بالا هستند. این گروه داراي دسته بندي هاي مختلفي هستند که از پرکاربردترين آنها مي توان به دسته غلظت دهنده هاي پايه رس مانند هکتوريت و بنتونيت اشاره کرد.
کاربرد:
غالبا در صنايع رنگ مصرف می شود اما در صنایع سرامیک، چسب، ساختمان، پوشش و رزين نیز قابل استفاده است.
مزايا:
- هزينه پايين
- پايداري حرارتي و شيميايي بالا
- اين مواد مي توانند به عنوان یک پخش‌کننده (Dispersant) در رنگ‌ها عمل کنند و به توزیع یکنواخت رنگ‌دانه‌ها کمک کنند
معايب :
- ممکن است باعث کاهش شفافيت محصول نهايي شود (بخصوص در درصد مصرف بالا)
- امکان تداخل با اجزاي رنگ
- ممکن است در مواردي اين مواد معدني حاوي فلزات سنگین نامطلوب باشند
- کنترل کم در زمان باز شدن
2.غلظت دهنده پايه آلي
الف. روغن کرچک هیدروژنه (غلظت دهنده غیر تجمعی)
هیدروژنه کردن روغن کرچک به آن خواص غیر اشباع و ویسکوزیته بالا می دهد اما باید در نظر داشت این ماده به راحتی با تغییر دما یا سایر شرایط فیزیکی تحت تاثیر قرار می گیرد.
- خواص: ايجاد رفتار رئولوژیک تیکسوتروپیک، جریان پذیری بالا و ایجاد ترازشوندگی و پخش یکنواخت در محصول نهایی.
- موارد استفاده: معمولاً در سیستم های غیر آبی در صنایع داروسازی و آرایشی بهداشتی برای بهبود ویسکوزیته و پایداری استفاده می شود.
ب. پلی آمیدها (غلظت دهنده تجمعی)
این نوع Thickeners به واسطهی برقراری تعاملات بین زنجیره‌ها، ویسکوزیته را افزایش می‌دهند و به ایجاد شبکه‌های سه بعدی در مایعات کمک می‌کنند. این خصوصیت باعث می‌شود که ویسکوزیته در دماهای مختلف پایدار بماند.
- خواص: سازگاری خوب با آب و حلال های آلی دارد و نقش بهبود دهنده پایداری سیستم درشرایط سخت عملکردی را ایفا می کند.
- موارد استفاده: صنعت رنگ و پوشش، صنایع آرایشی،بهداشتی و داروسازی به عنوان Thickener و Stabilizer استفاده می‌شود.
ج. سولفونات ها (غلظت دهنده تجمعی)
سولفونات‌ها معمولاً می‌توانند با آب و دیگر گروه‌های قطبی تعامل داشته باشند. این ساختار باعث می‌شود که آنها به راحتی در محلول‌های آبی حل شوند.
این نوع Thickeners به دلیل خاصیت تجمعی، می‌توانند در غلظت‌های پایین ویسکوزیته را به شدت افزایش دهد و به ایجاد ثبات در امولسیون‌ها کمک کند.
- خواص: ادغام آسان، براقیت بالا، مقاومت حرارتي بالا ، پايداري در PH هاي مختلف.
- موارد استفاده: به طور گسترده در صنایع شیمیایی، رنگ و پوشش هایی که نیاز به براقیت و مقاومت حرارتی دارند و محصولات پاک‌کننده استفاده می شود.
د. سلولزی (غلظت دهنده غیرتجمعی)
غلظت دهنده سلولزي به طور طبيعي و عمدتا به صورت پودري توليد شده و مورد استفاده قرار ميگيرند. غلظت دهنده هاي سلولزي از پرمصرف ترين افزودني هاي رئولوژيکي در پوشش هاي آب پايه هستند که به تنهايي يا به صورت ترکيبي با غلظت دهنده های پلی یورتانی در فرمولاسيون محصول مورد نظر بکار مي روند.
- کاربرد: از پرمصرف ترين Thickener ها در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی، رنگ ها و پوشش هاي آب پايه و صنایع شیمی ساختمان.
مزايا:
- سازگاری با فرمولاسیون های مختلف رنگ
- کنترل زمان بازشدن و شره
- انبارش آسان و طولانی مدت
- عدم سميت
- عدم ايجاد حساسيت پوستي
- زيست تخريب پذيري
معايب:
- دوز مصرفي بالا براي رسيدن به ويسکوزيته مورد نظر
- ویژگی‌های آنها به شرایط pH و دما حساس است
- کاهش براقیت (در برخي از فرمولاسيون ها مي تواند باعث کدري محصول شود)
خرید غلظت دهنده سلولزی HEC,MHEC, HPMC از شرکت ماران تجارت:
شرکت ماران تجارت به عنوان یکی از پیشروان تامین مواد اولیه شیمیایی، از سال 1403 اقدام به سفارش تولید انواع گرید های غلظت دهنده سلولزی مطابق با نیاز صنایع رنگ، رزین، پوشش، چسب و شیمی ساختمان تحت برند Celoma نموده است. شما می توانید جهت اطلاع از شرایط خرید و انتخاب گرید مناسب پروژه تان از طریق یکی از شماره های زیر با مشاوران فنی-بازرگانی ماران تجارت در ارتباط باشید.
3. غلظت دهنده پلي يورتاني (تجمعی)
این Thickenerها معمولاً بر پایه پلیمرهای پلی‌یورتانی ساخته می‌شوند که دارای ساختار سه‌بعدی، طبيعت آبگريز (Hydrophobe) و استحکام بالا هستند. غلظت دهنده های پلی یورتانی معمولا دارای خاصیت الاستیکی و مقاوم در برابر حرارت هستند و به دو صورت پودري و مايع توليد و عرضه مي شوند.
معايب:
- قيمت بالاتر (نسبت به ديگر غلظت دهنده ها)
اين دسته از Thickenerها نسبت به غلظت دهنده هاي سلولزي و اکريلاتي، سبب جريان پذيري و و ترازشوندگي بهتري در محصول مورد نظر مي شوند. همچنين از اين غلظت دهنده ها را ميتوان به تنهايي و يا به همراه ديگر غلظت دهنده ها در فرمولاسيون محصول استفاده کرد.
کاربرد:
از مهم ترين غلظت دهنده ها در رنگ ها و پوشش هاي آب پايه
مزايا:
- در صورت استفاده از غلظت دهنده پلي يورتاني مناسب با درصد مناسب در فرمولاسيون، باعث پاشش کمتر رنگ(Spattering )به اطراف در زمان اجرا مي شود
- باعث افزايش مقاومت سطح رنگ در برابر خراشيدگي مي شود
- باعث ثابت نگه داشتن ويسکوزيته نهايي محصول مي شود
- افزایش مقاومت در برابر حملات باکتريايي و قارچي در فرمولاسیون نهایی (bio-stability)
4. غلظت دهنده سيليکايي (تجمعی)
غلظت دهنده هاي سيليکايي معمولا به صورت پودر با ذرات ريز و در دو شکل سيليکاي آمورف و سيليکاي کريستالي وجود دارد که نوع آمورف آن به دليل ايمني بيشتر و عدم ايجاد بيماري هاي تنفسي، بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد.
کاربرد:
اين دسته از مواد در فرمولاسيون هاي صنعتي و آرايشي- بهداشتي مورد استفاده قرار مي گيرند.
در فرمولاسیون های مستلزم پایداری و مقاومت در برابر حرارت استفاده می شود.
مزايا:
- ايجاد خاصيت ضد چسبندگي
- جلوگيري کننده از ته نشيني ذرات
- پايداري حرارتي و شيميايي بالا
- سهولت در پخش شدن در فرمولاسيون ها به دليل اندازه ذرات کوچک
- بدون اثر شیمیایی در فرمولاسیون
معايب:
- ايجاد مشکلات تنفسي
- ايجاد تحريکات پوستي و چشمي
- هزينه بالا برخي از انواع پيشرفته و اصلاح شده اين مواد
- کاهش شفافيت محصول نهايي در برخي از فرمولاسيون ها
5. غلظت دهنده اکريلاتي: (تجمعی)
غلظت دهنده های اکریلانی به صورت سنتزي و بر پايه ترکيبات اکرليک ساخته مي شوند. عوامل مختلفي از جمله وزن مولکولي، غلظت گروه هاي اسيدي و ميزان اتصالات عرضي بر خواص اين مواد تاثير مي گذارد.
مزايا:
- هزينه پايين
- افزايش ويسکوزيته با دوز کم
- شفافيت بالا و ايجاد نکردن کدري در محصول نهايي
- پخش شدگي آسان در ترکيب محصول
- داراي خواص ضد ته نشيني و ضد شره
معايب:
- حساسيت به pH و نياز به تنظيم pH
- مشکلات محيط زيستي (برخي از انواع اين مواد در محيط زيست به سختي قابل تجزيه هستند)
- حساسيت به الکتروليت ها: (در حضور برخي نمک ها با غلظت بالا، اين مواد ممکن است خاصيت غلظت دهندگي خود را از دست بدهند)
