گذری بر ویسکوز کننده ها
سلولز اترها غلظت‌دهنده‌های قدیمی صنعت رنگ هستند که مدت ربع قرن یکه‌تاز تنظیم‌کننده‌های رئولوژی رنگ‌های لاتکس بودند. در ادامه به مواد ویسکوز کننده می‌پردازیم.
ساختار سلولز
هر واحد گلوکزی در سلولز دارای سه گروه هیدروکسیل (OH) است که می‌تواند در واکنش‌های 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 متصلند.اگر سلولز در معرض قلیا قرار گیرد گروه‌های OH تبدیل به گروه آلکوکسید شده و به دلیل دارا شدن بار منفی یک دیگر 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 اجزا 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. که 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 زنجیر 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 درآب 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 سلولز ویسکوزکننده اترهای متداول:
- کربوکسی متیل سلولز (CMC)
- هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)
- متیل هیدروکسی اتیل سلولز (MHEC)
- متیل هیدروکسی پروپیل سلولز (MHPC)
- هیدروکسی پروپیل (متیل) سلولز (HPC)
- اتیل هیدروکسی اتیل سلولز (EHEC)
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 می‌شوند 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 می تواند خیلی سریع باشد.
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 به سایت معتبر پیشگامان شیمی مراجعه نمائید. شما می‌توانید بهترين مواد در هر زمينه‌اي را كه مي‌خواهيد از اين شركت تهيه كنيد. موادي كه توسط اين تيم تأمين مي‌شود در تمامي زمينه هاي پزشكي و دارويي، صنعتي و… است.
