Целлюлозный диспергатор,При производстве составов на водной основе пигменты, красители, порошки и минеральные частицы имеют склонность к агломерации, что приводит к осаждению и фазовому разделению при хранении. Обычные низкомолекулярные диспергаторы имеют ряд недостатков, в том числе высокую раздражающую способность, низкую солестойкость и несоответствие экологическим стандартам. Различные производные целлюлозы, модифицированные из натурального хлопка и древесной целлюлозы, стали основными экологически безопасными дисперсионными стабилизаторами на биологической основе благодаря своей трехмерной сетевой коллоидной структуре, сочетающей стерическое препятствие и электростатическое отталкивание

Прежде всего, два основных механизма действия целлюлозы в качестве диспергатора

1. Изоляция за счёт стерического препятствия (способность к диспергированию ядра)

Молекулярные цепи целлюлозы полностью растягиваются в воде, адсорбируют и инкапсулируют твердые частицы, такие как диоксид титана, красители, графит и белок. На поверхности частиц образуется полимерный защитный слой, который физически разделяет порошки и предотвращает их взаимную адсорбцию и агломерацию, что позволяет кардинально решить проблему слеживания и осаждения суспензий.

2. Кроме того, стабилизация трехмерной сетевой коллоидной суспензии

После гидратации образуется обратимая тиксотропная сетевая структура. При небольшом сдвиге она течет и диспергирует, тогда как в состоянии покоя сеть фиксирует мелкие частицы, обеспечивая баланс между текучестью при переработке и долгосрочной стабильностью при хранении. Ионный CMC несет дополнительные отрицательные заряды, создавая электростатическое отталкивание, что значительно улучшает диспергирующие свойства в системах с высоким содержанием соли.

С другой стороны, сравнение диспергирующих свойств 5 распространенных марок целлюлозы

1. Например, CMCC — коллоидная микрокристаллическая целлюлоза (соединение MCC и CMC, оптимальная комплексная диспергируемость)

• Он может использоваться в качестве основного стабилизатора дисперсии и является лучшим выбором для всех отраслей промышленности.
• Чистый стандартный материал MCC нерастворим в воде и набухает только после поглощения воды. Модифицированный в процессе совместной переработки материал CMCC после гидратации образует сеть наномикрофибрилл, обладающую двойной функцией: физической изоляции и слабой электростатической дисперсии.
• Преимущества: устойчивость к воздействию солей, кислот и щелочей; отсутствие фазового разделения в прозрачных системах, отсутствие гелевых «рыбьих глаз», равномерная дисперсия мелкого порошка без ощущения песка на ощупь
• Недостатки: отсутствие диспергирующего эффекта в системах на основе чистого масла; совместимость только с полностью водными составами
• Области применения: напитки премиум-класса, фармацевтические суспензии, красящие пасты на водной основе, пасты для текстильной печати

2.CMC Карбоксиметилцеллюлоза натрия (анионный тип с дисперсией с высоким зарядом)

• Основной диспергатор для промышленных систем с высоким содержанием соли, отличающийся превосходным соотношением цены и качества.
• Это единственная ионная целлюлоза, содержащая большое количество отрицательно заряженных групп в молекулярных цепях, которые обеспечивают сильное электростатическое отталкивание, что обеспечивает превосходные диспергирующие свойства в отношении красителей и неорганических наполнителей.
• Преимущества: низкая стоимость, быстрое растворение, хорошая текучесть марок с низкой вязкостью, подходит для промышленных суспензий, производимых в больших объемах
• Недостатки: в сильно щелочной среде вязкость резко снижается; низкая устойчивость к высоким концентрациям ионов кальция и магния
• Области применения: печать на текстиле, керамические глазури, анодные суспензии для литиевых батарей, моющие средства для стирки, дисперсии для нижних слоев лакокрасочных покрытий

3.HMHEC Ассоциативная гидроксиэтилцеллюлоза (гидрофобно модифицированная HEC)

• Специальный реологический диспергатор для лакокрасочных покрытий и высококачественных средств личной гигиены
• Благодаря двойной структуре, состоящей из гидрофильных основных цепей и гидрофобных алкильных боковых цепей, он обеспечивает диспергирование пигментов, силиконовых масел и смазок, а также предотвращает разбрызгивание и стекание.
• Преимущества: устойчив к воздействию поверхностно-активных веществ, сохраняет стабильность в широком диапазоне значений pH, повышает водостойкость лакокрасочных пленок и предотвращает осаждение при хранении
• Недостатки: его способность к диспергированию уступает моделям CMC и CMCC; он в большей степени выполняет функцию комплексной добавки, сочетающей в себе диспергирующие, загущающие и реологические свойства
• Области применения: латексные краски для внутренних и наружных работ, водоразбавляемые покрытия для дерева, высококачественные средства по уходу за волосами и телом без сульфатов

4. Обычная гидроксиэтилцеллюлоза HEC (неионогенная добавка общего назначения для загущения и диспергирования)

• Простая неионогенная целлюлоза, у которой диспергирование является лишь вспомогательной функцией; её основные функции — загущение и удержание воды. Она обеспечивает лишь слабое вспомогательное диспергирование и не способна самостоятельно разбивать агломерированные порошки, поэтому её необходимо использовать в сочетании с анионными диспергаторами.

5. Чистая микрокристаллическая целлюлоза MCC (не может использоваться в качестве самостоятельного основного диспергатора)

• Чистый MCC не растворяется в воде и используется исключительно в качестве антислеживающего наполнителя в системах на основе сухого порошка. В системах на водной основе он лишь удерживает в взвешенном состоянии предварительно диспергированные частицы, не обладая способностью разрушать агломераты порошка. Для обеспечения диспергирующих свойств его необходимо смешивать с CMC с целью получения коллоидной микрокристаллической целлюлозы CMCC.