ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสทำหน้าที่เป็นสารทำให้ข้นได้อย่างไร?

เซลลูโลสเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่สร้างอีเทอร์ที่ละลายน้ำได้หลากหลายชนิด สารเพิ่มความข้นเซลลูโลสเป็นโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้แบบไม่มีประจุ มีประวัติการใช้มายาวนานมาก มากกว่า 30 ปี และมีหลายพันธุ์ พวกเขายังคงใช้ในสีน้ำยางเกือบทั้งหมดและเป็นสารเพิ่มความข้นหลัก สารเพิ่มความข้นของเซลลูโลสมีประสิทธิภาพมากในระบบน้ำเพราะจะทำให้น้ำข้นขึ้นเอง ในอุตสาหกรรมสี สารเพิ่มความหนาเซลลูโลสที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ เมทิลเซลลูโลส (MC), ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC), เอทิลไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (EHEC), ไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลส (HPC), ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) และไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่ดัดแปลงโดยไม่ชอบน้ำ ( สจล.) HEC เป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ละลายน้ำได้ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการเพิ่มความหนาให้กับสีน้ำยางสถาปัตยกรรมแบบด้านและกึ่งเงา สารเพิ่มความหนามีจำหน่ายในเกรดความหนืดต่างๆ และสารเพิ่มความหนาที่มีเซลลูโลสนี้มีความเข้ากันได้ของสีที่ดีเยี่ยมและมีเสถียรภาพในการเก็บรักษา

คุณสมบัติการปรับระดับ การป้องกันการกระเด็น การสร้างฟิล์ม และการป้องกันการหย่อนคล้อยของฟิล์มเคลือบขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของ HEC HEC และโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้อื่นๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องจะทำให้เฟสที่เป็นน้ำของสารเคลือบหนาขึ้น สารเพิ่มความหนาเซลลูโลสสามารถใช้เดี่ยวๆ หรือใช้ร่วมกับสารเพิ่มความหนาอื่นๆ เพื่อให้ได้รีโอโลจีแบบพิเศษ เซลลูโลสอีเทอร์สามารถมีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ที่แตกต่างกันและเกรดความหนืดที่แตกต่างกัน ตั้งแต่สารละลายน้ำ 2% น้ำหนักโมเลกุลต่ำที่มีความหนืดประมาณ 10 MPS ไปจนถึงความหนืดน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์สูงที่ 100,000 MP.S เกรดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำมักจะใช้เป็นคอลลอยด์ป้องกันในพอลิเมอไรเซชันอิมัลชันของสีน้ำลาเท็กซ์ และเกรดทั่วไปส่วนใหญ่ (ความหนืด 4 800–50 000 MP·S) จะถูกใช้เป็นสารเพิ่มความหนา กลไกของสารทำให้ข้นชนิดนี้เกิดจากการมีพันธะไฮโดรเจนที่มีความชื้นสูงและการพันกันระหว่างสายโซ่โมเลกุล

เซลลูโลสแบบดั้งเดิมเป็นพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงซึ่งจะข้นขึ้นส่วนใหญ่ผ่านการพัวพันระหว่างสายโซ่โมเลกุล เนื่องจากมีความหนืดสูงที่อัตราเฉือนต่ำ คุณสมบัติการปรับระดับจึงไม่ดี และส่งผลต่อความเงาของฟิล์มเคลือบ ที่อัตราเฉือนสูง ความหนืดต่ำ ความต้านทานการกระเด็นของฟิล์มเคลือบไม่ดี และความสมบูรณ์ของฟิล์มเคลือบไม่ดี ลักษณะการใช้งานของ HEC เช่น ความต้านทานของแปรง การฟิล์ม และการกระเด็นของลูกกลิ้ง มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการเลือกสารเพิ่มความหนา นอกจากนี้คุณสมบัติการไหล เช่น การปรับระดับและการต้านทานการหย่อนคล้อยยังได้รับผลกระทบส่วนใหญ่จากสารเพิ่มความหนา

เซลลูโลสดัดแปลงที่ชอบน้ำ (HMHEC) เป็นสารทำให้เซลลูโลสข้นขึ้นซึ่งมีการดัดแปลงที่ไม่ชอบน้ำบนสายโซ่กิ่งบางสาย (มีหมู่อัลคิลสายโซ่ยาวหลายหมู่ตามสายโซ่หลักของโครงสร้าง) สารเคลือบนี้มีความหนืดสูงกว่าที่อัตราเฉือนสูง ดังนั้นจึงเกิดการสร้างฟิล์มได้ดีขึ้น เช่น Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. ผลการทำให้หนาขึ้นเทียบได้กับสารเพิ่มความหนาเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ใหญ่กว่ามาก ช่วยเพิ่มความหนืดและการปรับระดับของ ICI และลดแรงตึงผิว ตัวอย่างเช่น แรงตึงผิวของ HEC คือประมาณ 67 MN/m และแรงตึงผิวของ HMHEC คือ 55~65 MN/m

HMHEC มีความสามารถในการพ่นได้ดีเยี่ยม ป้องกันการหย่อนคล้อย คุณสมบัติในการปรับระดับ ความมันเงาที่ดี และการแข็งตัวของเม็ดสี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายและไม่มีผลเสียต่อการก่อตัวของฟิล์มของสีน้ำยางขนาดอนุภาคละเอียด ประสิทธิภาพการขึ้นรูปฟิล์มที่ดีและประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน สารเพิ่มความข้นแบบเชื่อมโยงนี้ทำงานได้ดีกว่ากับระบบไวนิลอะซิเตตโคโพลีเมอร์ และประสิทธิภาพของมันนั้นคล้ายคลึงกับสารเพิ่มความข้นแบบเชื่อมโยงอื่นๆ แต่มีสูตรที่ง่ายกว่า