ویسکوز کننده

ویسکوز کننده‌ چیست؟

سلولز اترها غلظت‌دهنده‌های قدیمی صنعت رنگ هستند که مدت ربع قرن یکه‌تاز تنظیم‌کننده‌های رئولوژی رنگ‌های لاتکس بودند. هم چنین ویسکوزیفایرهای مورد استفاده برای حفاری، افزودنی‌های سیال حفاری و مواد شیمیایی ضروری هستند که به گل پایه آب یا سیستم‌های گل پایه روغنی یا گل پایه مصنوعی اضافه می‌شوند تا ظرفیت حمل برش سیال حفاری را افزایش دهند تا فشار صحیح را حفظ کرده و اتلاف سیال را کاهش دهند. در ادامه به معرفی مواد ویسکوز کننده می‌پردازیم.

ساختار سلولز

هر واحد گلوکزی در سلولز دارای سه گروه هیدروکسیل (OH) است که می‌تواند در واکنش‌ اتری شدن یا استری شدن شرکت کند. بدیهی است همانند هر ماده‌ای که دارای OH است، سلولز ویسکوز کننده هم توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی را دارد. منظور از واحد گلوکزی، شش‌ضلعی‌ها می‌باشند. لذا در حالت کریستالی، زنجیرهای پلیمر سلولز با پیوندهای هیدروژنی به هم متصل اند. اگر سلولز در معرض قلیا قرار گیرد گروه‌های OH تبدیل به گروه آلکوکسید شده و به دلیل دارا شدن بار منفی یکدیگر را دفع می‌کنند و زنجیرها از هم جدا می‌شوند. این ماده سلولز ویسکوز کننده قلیایی نامیده می‌شود.

سلولز قلیایی

اتر سلولزها که به عنوان غلظت‌دهنده و ویسکوز کننده استفاده می‌شوند با سنتز ویلیام سون از واکنش سلولز قلیایی با یک آلکید هالید یا یک ترکیب اپوکسی دار (مانند اتیلن اکسید یا پروپیلن اکسید) ساخته می‌شوند. برای مثال از واکنش سلولز قلیایی با اتیلن اکسید، ‌هیدروکسی اتیل سلولز ساخته می‌شود. از واکنش سلولز قلیایی با منوکلرواستیک اسید، کربوکسی متیل سلولز یا CMC ساخته می‌شود.

مکانیسم ایجاد ویسکوز کننده

سلولز اترها در محیط قلیایی از هم باز شده و زنجیرهای آن در محیط آبی جدا می‌شوند و به دلیل طول بلند زنجیر و برهمکنش با سایر اجزای رنگ به خصوص مولکول‌های آب، در ماتریس رکود و سکون ایجاد می‌کنند. در اتر سلولزها، علاوه بر نوع ماده استخلاف شده، عامل دیگری که بر خواص آن تأثیرگذار است درجه استخلاف است که بیانگر تعداد گروه‌های هیدروکسیل استخلاف شده است و چون سه گروه هیدروکسیل در هر واحد گلوکزی سلولز موجود است پس درجه استخلاف می‌تواند بین ۰ تا ۳ باشد.

اتر سلولزهای متوسط تا بلند در آب نامحلول هستند. به عنوان یک قاعده، با افزایش درجه استخلاف تا ۱، اتر سلولز ویسکوز کننده در محلول قلیایی حل می‌شود. با درجه استخلاف بین ۱ تا ۲.۳، اتر سلولز در آب محلول می‌شود و با افزایش درجه استخلاف به ۲.۳ تا ۳ این افزودنی‌ها در حلال‌های الی محلول می‌شوند. البته این یک قاعده کلی است و برای اترسلولزهای مشخص کمی اعداد با هم متفاوت است. در عمل، به دلیل مزاحمت فضایی رسیدن به درجه استخلاف سه در همه واحدهای گلوکزی سلولز غیر ممکن است.

انواع ویسکوزکننده اترهای متداول:

• کربوکسی متیل سلولز (CMC)
• هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)
• متیل هیدروکسی اتیل سلولز (MHEC)
• متیل هیدروکسی پروپیل سلولز (hpmc)
• هیدروکسی پروپیل (متیل) سلولز (HPC)
• اتیل هیدروکسی اتیل سلولز (EHEC)

جهت مشاوره و دریافت اطلاعات بیشتر درباره مواد ویسکوز کننده با ما در تماس باشید.

کربوکسی متیل سلولز دارای خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار غیرمعمول و ارزشمندی از قبیل پراکندگی امولسیون و خاصیت پراکندگی جامد است. این ماده شیمیایی یک مشتق پلیمر طبیعی با کاربردی گسترده است. کربوکسی متیل سلولز دارای خواص بسیار خوبی مانند ویسکوز کننده، پراکندگی، تعلیق، چسب، محافظت از کلوئید و حفظ آب است که به طور گسترده در صنایع غذایی، پزشکی و خمیر دندان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

CMC نوعی ماده شیمیایی ماکرومولکولی است و می تواند آب را جذب کرده و باعث تورم شود. هنگامی که در آب متورم می‌شود، می‌تواند یک محلول ویسکوز شفاف تشکیل دهد. از نظر pH خنثی است. کربوکسی متیل سلولز یک ماده آبدوست طبیعی است و وقتی ذرات کربوکسی متیل سلولز سدیم در آب پراکنده می‌شوند، بلافاصله متورم و سپس حل می‌شوند.

تحت شرایط همزن، اضافه کردن کربوکسی متیل سلولز به آرامی به تسریع در انحلال کمک می‌کند. در شرایط گرمایش، اضافه کردن کربوکسی متیل سلولز پراکنده می‌تواند سرعت انحلال را افزایش دهد، اما دمای گرمایش نمی‌تواند خیلی زیاد باشد و در دمای ۵۰-۶۰ درجه سانتی‌گراد مناسب است.

اگر با مخلوط کردن با مواد دیگر استفاده می‌شود ابتدا مواد جامد را با هم مخلوط کرده و سپس حل کنید و در این روش می‌توان سرعت انحلال را نیز افزایش داد. نوعی حلال ارگانیک را اضافه کنید که با کربوکسی متیل سلولز غیر محلول باشند اما با آب مانند اتانول و گلیسیرین محلول بوده و سپس حل می‌شوند. بنابراین به این روش سرعت محلول می‌تواند خیلی سریع باشد.

ویسکوزیته کننده‌های رایج در صنعت حفاری

ویسکوزیفایرها موادی هستند که روانکاری یا ویسکوزیته روغن، آب و سیالات حفاری مصنوعی را افزایش می‌دهند. ویسکوزیفایرها ویسکوزیته بالایی ایجاد می‌کنند، کپسولاسیون برش را فراهم می‌کنند و اصطکاک را در آب شیرین کاهش می‌دهند. آنها به حفظ فشار صحیح در فیلتراسیون پایین تر و گمانه کمک می‌کنند. ویسکوزیفایرها و اصلاح‌کننده‌های رئولوژی شامل افزودنی‌های پلی آنیونی و سلولزی هستند که برای کنترل فیلترها در سیالات حفاری موجود در آب استفاده می‌شوند.

با توجه به تحمل نمک، شبه پلاستیسیته و قابلیت حفظ آب، آنها به عنوان عوامل غلیظ‌کننده عمل می‌کنند که کیفیت و عملکرد گل را افزایش می‌دهد. ویسکوزیفایر ویسکوزیته یک سیستم را افزایش می‌دهد. افزایش ویسکوزیته باعث بهبود تعلیق جامدات و پایداری امولسیون می‌شود. ویسکوزیفایرها با افزایش دما و پایداری امولسیون به کاهش اتلاف سیال کمک می کنند و ثبات سوراخ را افزایش می‌دهند.

ویسکوزیفایرها بیشتر در کاربردهای سیال حفاری استفاده می‌شوند و با تمام سیالات غیر آبی سازگار هستند. ویسکوزیفایرها توانایی افزایش خواص نرخ برش پایین را دارند. ویسکوزیفایرها همچنین دارای ظرفیت حمل و قابلیت تعلیق همه کاره هستند و کاربردهای گسترده ای در صنایع رنگ و پوشش، خودروسازی، ساخت و ساز، داروسازی، آرایشی و بهداشتی، مراقبت شخصی و سایر صنایع دارند.

تهیه ویسکوز کننده

کربوکسی متیل سلولز سدیم (CMC) یک نمک محلول در آب است که در مقادیر زیادی از نظر تجاری خام و بدون هیچ‌گونه تصفیه برای استفاده در مواد شوینده، مایعات حفاری و صنعت کاغذ تولید می‌شود. در درجه خلوص بالاتر، CMC به عنوان یک افزودنی غذایی استفاده می‌شود. با توجه به خاصیت آبدوستی، خواص شکل‌گیری خوب فیلم، ویسکوزیته بالا و عملکرد چسب از دیگر ویژگی‌های کربوکسی متیل سلولز است.

شما برای تهیه مواد ویسکوزکننده می‌توانید با کارشناسان فروش ما در ارتباط باشید. شما می‌توانید بهترین مواد در هر زمینه‌ای را از این شركت تهیه كنید. موادی كه توسط این تیم تأمین می‌شود در تمامی زمینه‌های پزشكی و دارویی، صنعتی و… است.

سوالات متداول درباره مواد ویسکوز کننده