Quais são os princípios e as aplicações dos agentes umectantes?
Resposta rápida: Uma decisão prática de aditivo começa com o defeito exato: espuma, molhabilidade deficiente, crateras, névoa ou instabilidade. Geralmente, o melhor produto é aquele que resolve esse defeito com a janela de compatibilidade mais segura.
I. O conceito de agente umectante
A característica básica da estrutura molecular do agente umectante é que uma extremidade da molécula tem um grupo hidrofílico (segmento de cadeia) e a outra extremidade tem um grupo hidrofóbico (segmento de cadeia) da substância química. Em termos gerais, isso significa que as moléculas são hidrofílicas e hidrofóbicas, respectivamente.
Quando a resina é à base de água, entendo o mecanismo de umedecimento (principalmente para resinas à base de água) da seguinte forma:
Mecanismo: Quando a resina à base de água é revestida na superfície do substrato, uma parte do agente umectante fica na parte inferior do revestimento, que está em contato com a superfície a ser umedecida, os segmentos da cadeia lipofílica são adsorvidos na superfície sólida e os grupos hidrofílicos entram na água. O contato entre a água e o substrato é transformado em um contato entre a água e os grupos hidrofílicos do agente umectante, formando uma estrutura de sanduíche com o agente umectante como camada intermediária. Facilita a propagação da fase aquosa, de modo a atingir o objetivo de umedecimento. Outra parte do agente umectante existe na superfície do líquido, seu grupo hidrofílico se estende à água líquida, os grupos hidrofóbicos são expostos ao ar, a formação de uma camada de molécula única reduz a tensão superficial do revestimento, fazendo com que o revestimento molhe melhor o substrato, de modo a atingir o objetivo de umedecimento.
Em segundo lugar, qual é o desempenho de umedecimento de líquidos
O desempenho de umectação é uma medida da afinidade de substâncias líquidas com substâncias sólidas. As principais formas de desempenho são: a, na superfície sólida do umedecimento; b, na superfície sólida do espalhamento; c, na superfície sólida da penetração.
Simplificando, as boas propriedades de umectação do líquido são fáceis de espalhar na superfície sólida, fáceis de penetrar na superfície sólida da lacuna.
Terceiro, a influência do desempenho de umedecimento de líquidos do fator intrínseco
O desempenho de umectação é uma forma relativa de expressão, ou seja, as características do líquido e do próprio sólido, sendo a mais importante delas o tamanho relativo da tensão superficial do líquido e do sólido. Quanto menor for a tensão superficial do líquido, maior será a tensão superficial do sólido, melhor será o desempenho de umectação do líquido no sólido e o líquido poderá se espalhar bem na superfície do sólido.
Quarto, a medição da capacidade de umedecimento de líquidos
O tamanho da capacidade de umedecimento do líquido pode ser usado para espalhar o líquido na superfície sólida, a formação do ângulo de contato θ para medir. Quanto menor o ângulo de contato θ, melhor o desempenho de umedecimento do líquido no sólido; θ é igual a zero, o melhor desempenho de umedecimento. Onde θ = 90 ° é um parâmetro importante, porque θ 90 °, o líquido não pode mais ser um molhamento de espalhamento espontâneo da superfície sólida.
O ângulo de contato pode ser calculado pela seguinte fórmula: cosθ= (γs-γsl)/γl
onde:
γs é a tensão superficial do sólido.
γl é a tensão superficial do líquido.
γsl é a tensão interfacial entre as superfícies líquida e sólida. γsl é muito pequeno em relação a γs e γl, e às vezes pode ser ignorado nos cálculos.
Além do ângulo de contato θ para medir o desempenho de umedecimento, o coeficiente de espalhamento também pode ser usado para indicar o tamanho da capacidade de umedecimento. Seu significado físico para um determinado volume de líquido pode estar na área de umedecimento da superfície sólida, expressa em cm2/g. Quanto melhor for o desempenho de umedecimento do líquido, maior será a área de umedecimento. Coeficiente de espalhamento expresso em S, a fórmula é: S = γs - γsl - γl; quando S é maior do que zero, o líquido pode entrar espontaneamente na superfície sólida úmida.
V. Fatores que afetam a capacidade de umedecimento
1, a estrutura química e a composição do líquido e do sólido que está sendo umedecido. Afetam principalmente o tamanho da tensão superficial e afetam a capacidade de umedecimento.
2, o grau de rugosidade da superfície sólida. Por exemplo, θ 90 °, a rugosidade da superfície aumenta, o ângulo de contato torna-se maior e difícil de molhar.
3, o grau de contaminação das superfícies sólidas. A poluição de superfícies sólidas geralmente não favorece o umedecimento. Portanto, o substrato deve ser descontaminado antes do revestimento.
4, surfactante. A adição de surfactantes ao líquido pode reduzir efetivamente a tensão superficial e facilitar o umedecimento.
5 、 A temperatura tem um efeito direto sobre a tensão superficial do material, que deve ser considerada no trabalho prático.
Em sexto lugar, a aplicação da teoria
Pode-se concluir, com base na teoria básica acima, que a capacidade do revestimento de produzir efeito molhante no substrato depende da tensão superficial do revestimento. Quando a tensão superficial do revestimento for igual ou menor que a tensão superficial do substrato sólido, ele se espalhará bem na superfície sólida.
Na prática, há também uma medida de escolha do agente umectante, e os formuladores frequentemente comparam Agente Molhante CHLUMIWE 3280 e Agente Umectante CHLUMIWE 3071 quando precisam reduzir a tensão superficial do revestimento e melhorar a molhabilidade do substrato.
VII. Tabela de tensão superficial de substâncias comuns
| material | tensão superficial[mN/m{dyn/cm}] |
| Água | 72.2 |
| Glicol | 48.4 |
| o-Xileno | 30 |
| Acetato de etileno glicol monoetil éter | 28.7 |
| Acetato de n-butila | 25.2 |
| Rosin | 24 |
| n-Butanol | 24.6 |
| Metil isobutil cetona | 23.6 |
| Metil etil cetona | 24.6 |
| Resina de melamina (tipo HMMM) | 58 |
| Resina epóxi (Epikote 828) | 45 |
| Polimetilacrilato de metila | 41 |
| 65% Resina alquídica de ácido graxo de óleo de soja | 37 |
| Resina alquídica isenta de óleo | 47 |
| Agente de nivelamento Modaflow | 32 |
| Folha de flandres (sem revestimento/revestimento) | 35~45 |
| Aço tratado com fosfato | 40~45 |
| Alumínio | 37~45 |
| Primer de resina alquídica | 70 |
| Vidro | 70 |
| Polímero | Yc(达因/cm) |
| Resina de ureia-formaldeído | 61 |
| Celulose | 45 |
| Poliacrilonitrila | 44 |
| Óxido de polietileno | 43 |
| Tereftalato de polietileno | 43 |
| Nylon 66 | 42.5 |
| Nylon 6 | 42 |
| Polissulfona | 41 |
| Polimetilmetacrilato | 40 |
| Cloreto de polivinilideno | 40 |
| Cloreto de polivinila | 39 |
| Acetal de álcool polivinílico | 38 |
| Polietileno clorossulfonado | 37 |
| Acetato de polivinila | 37 |
| Álcool polivinílico | 37 |
| Poliestireno | 32.8 |
| Nylon 1010 | 32 |
| Polibutadieno (cis) | 32 |
| Polietileno | 31 |
| Poliuretano | 29 |
| Cloreto de polivinila | 28 |
| Butiral de polivinila | 28 |
| Borracha butílica | 27 |
| Cloreto de polivinilideno | 25 |
| Polidimetilsiloxano | 24 |
| Politrifluoretileno | 22 |
| Borracha de silicone | 22 |
| Politetrafluoretileno | 18.5 |
| Perfluoropropileno | 16.2 |
| Metacrilato de perfluorooctilo | 10.6 |
Uma lista de verificação prática para aditivos de molhagem, nivelamento e antiespumantes
A seleção aditiva é geralmente mais eficaz quando a equipe define o defeito primeiro e, em seguida, avalia a compatibilidade, a faixa de dosagem e a etapa do processo. Isso é muitas vezes muito mais confiável do que escolher apenas pela família química ou por um único resultado laboratorial dramático.
- Comece pelo defeito, não pelo nome do aditivo: Perda por umedecimento, cratera, microespuma e instabilidade frequentemente precisam de soluções diferentes, mesmo dentro da mesma fórmula.
- Verifique a compatibilidade na dosagem pretendida: o aditivo mais forte ainda pode ser a escolha comercial errada se ele estreitar demais a janela de processo.
- Revise o estágio de uso: alguns produtos são mais úteis durante a moagem, enquanto outros importam mais na diluição, no enchimento ou na aplicação final.
- Equilibre cura ou qualidade do filme com controle de defeitos: o aditivo certo resolve o problema sem sacrificar a aderência, o brilho ou a aparência.
Referências de produtos recomendadas
- CHLUMIWE 3280: Um referente forte de agente molhante para tintas, revestimentos e molhagem de substratos difíceis.
- CHLUMIWE 3071: Útil quando se necessita de suporte de umectação organossiliconado em uma ampla aplicação de telas.
- CHLUMIAG 3000: Uma referência prática de nivelamento e anti-aderência em sistemas relacionados a revestimentos UV e tintas.
- CHLUMIWE 3345: Uma referência prática de molhagem e nivelamento quando é necessário um controle de superfície mais amplo.
FAQ para compradores e formuladores
Por que um aditivo que parece poderoso em um béquer às vezes falha na produção?
Porque cisalhamento, temperatura, substrato e a fórmula completa podem alterar a maneira como o aditivo se comporta sob condições reais de processamento.
O aditivo mais agressivo deve ser sempre preferido?
Geralmente não. O melhor aditivo é aquele que resolve o defeito real, mantendo a mais ampla janela de operação segura.