Целюлозний диспергатор,При виробництві водних композицій пігменти, барвники, порошки та мінеральні частинки мають тенденцію до легкого агломерації, що призводить до осадження та фазового розділення під час зберігання. Традиційні низькомолекулярні диспергатори мають такі недоліки, як висока подразнювальна дія, низька стійкість до солей та невідповідність екологічним стандартам. Різні похідні целюлози, модифіковані з натуральної бавовняної та деревної целюлози, стали основними екологічно чистими біостабілізаторами дисперсій завдяки своїй тривимірній мережевій колоїдній структурі, що поєднує стеричне перешкоджання та електростатичне відштовхування

Перш за все, два основні механізми дії целюлози як диспергатора

1. Ізоляція через стеричні перешкоди (здатність до диспергування ядра)

Молекулярні ланцюги целюлози повністю розтягуються у воді, адсорбують і інкапсулюють тверді частинки, такі як діоксид титану, барвники, графіт і білок. На поверхні частинок утворюється захисний полімерний шар, який фізично розділяє порошки та запобігає їхній взаємній адсорбції й агломерації, що принципово вирішує проблему злежування та осадження суспензій.

2. Крім того, стабілізація тривимірної мережевої колоїдної суспензії

Після гідратації утворюється оборотна тиксотропна мережева структура. Вона тече та диспергується під дією незначного зсуву, тоді як у стані спокою мережа фіксує дрібні частинки, забезпечуючи баланс між технологічною текучістю та довготривалою стабільністю при зберіганні. Іонний CMC несе додаткові негативні заряди, що створюють електростатичне відштовхування, значно покращуючи диспергуючі властивості в системах з високим вмістом солі.

З іншого боку, порівняння диспергувальних властивостей 5 поширених сортів целюлози

1. Наприклад, CMCC — колоїдна мікрокристалічна целюлоза (сполука MCC та CMC, що забезпечує оптимальну комплексну диспергуваність)

• Ця речовина може використовуватися як основний стабілізатор дисперсії і є найкращим вибором для всіх галузей промисловості.
• Чистий стандарт MCC не розчиняється у воді й набухає лише після поглинання води. Модифікований шляхом сумісного перероблення, CMCC після гідратації утворює мережу наномікрофібрил, що виконує подвійну функцію: фізичну ізоляцію та слабку електростатичну дисперсію.
• Переваги: стійкість до солі, кислот та лугів; відсутність фазового розділення в прозорих системах, відсутність гелевих «риб’ячих очей», рівномірне розподілення дрібного порошку без відчуття піщинок
• Недоліки: відсутність диспергуючого ефекту в системах на основі чистого масляного розчинника; сумісність лише з повністю водними формулами
• Сфери застосування: елітні напої, фармацевтичні суспензії, кольорові пасти на водній основі, пасти для друку на текстилі

2.CMC Карбоксиметилцелюлоза натрію (аніонний тип із дисперсією високого заряду)

• Основний диспергатор для промислових систем з високим вмістом солі, що відрізняється чудовим співвідношенням ціни та якості.
• Це єдина іонна целюлоза, молекулярні ланцюги якої містять велику кількість негативно заряджених груп, що створюють сильне електростатичне відштовхування, завдяки чому вона забезпечує чудові диспергуючі властивості для барвників та неорганічних наповнювачів.
• Переваги: низька вартість, швидке розчинення, хороша текучість сортів з низькою в’язкістю, придатність для промислових суспензій великого обсягу
• Недоліки: у сильно лужних середовищах в’язкість різко знижується; погана стійкість до високих концентрацій іонів кальцію та магнію
• Сфери застосування: друк на текстилі, керамічні глазурі, суспензії для анодів літієвих акумуляторів, пральні порошки, дисперсії для нижнього шару покриттів

3.HMHEC Асоціативна гідроксиетилцелюлоза (гідрофобно модифікована HEC)

• Спеціальний реологічний диспергатор для покриттів та високоякісних засобів особистої гігієни
• Завдяки подвійній структурі, що складається з гідрофільних основних ланцюгів та гідрофобних алкільних бічних ланцюгів, цей засіб забезпечує рівномірне розподілення пігментів, силіконових олій та мастил, а також запобігає розбризкуванню та стекненню.
• Переваги: стійкість до поверхнево-активних речовин, стабільність у широкому діапазоні значень рН, підвищення водостійкості лакофарбових плівок та запобігання осаду під час зберігання
• Недоліки: його здатність до диспергування поступається моделям CMC та CMCC; він діє скоріше як комплексна добавка, що поєднує диспергуючі, загущувальні та реологічні властивості
• Сфери застосування: латексні фарби для внутрішніх і зовнішніх робіт, водорозчинні покриття для деревини, високоякісні засоби для догляду за волоссям та тілом без сульфатів

4. Звичайна гідроксиетилцелюлоза HEC (неіонна добавка загального призначення для загущення та диспергування)

• Базова неіонна целюлоза, для якої диспергування є лише допоміжною функцією; її основними функціями є загущення та утримання води. Вона забезпечує лише слабке допоміжне суспендування і самостійно не здатна розбивати агломеровані порошки, тому її необхідно поєднувати з аніонними диспергаторами.

5. Чиста мікрокристалічна целюлоза MCC (не може використовуватися як самостійний основний диспергатор)

• Чистий MCC не розчиняється у воді і використовується виключно як носій, що запобігає злежуванню, у системах на основі сухого порошку. У системах на водній основі він лише утримує попередньо дисперговані частинки у суспензії, не маючи здатності руйнувати агломерати порошку. Для забезпечення диспергувальних властивостей його необхідно змішувати з CMC з метою отримання колоїдної мікрокристалічної целюлози CMCC.