通过Dunja Bozic2018年10月31日
流变调节剂是广泛应用于各种产品和行业的常用添加剂。科学家们利用它们来获得所需的产品特性,从化妆品工业中奶油的厚度或凝胶的更好的浇注特性,到沥青生产中降低沥青的粘度。所有流变改性剂可分为两大类:有机改性剂和无机改性剂。
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无机流变学改性剂
无机流变改性剂是以无机物质如硅和粘土为基础的。大多数以粉末的形式出现,并表现出触变剪切减薄行为和高屈服值。
这种非牛顿行为的特点是粘度随剪切速率的增加而降低,剪切后的恢复随时间而变化,这一特性特别适合于悬浮剂和胶凝剂,这是最常用的无机流变改性剂。
无机流变改性剂的性质各不相同,即使在相同的改性剂类型中,其性质也不同,这取决于改性剂的化学性质、粒径、结晶度和其他特性。
下面介绍一些常用的无机改性剂。
气相法白炭黑
气相二氧化硅是一种应用最广泛的无机流变改性剂,长期以来在胶粘剂和密封胶行业占据主导地位。
它是一种非晶态二氧化硅,比重为2.2。其颗粒大小为7 ~ 40 欧洲杯猜球平台nm,比表面积为50 ~ 380 m2/g。
气相二氧化硅没有内表面积,不像沉淀二氧化硅。触变行为是气相二氧化硅颗粒之间氢键形成松散的点状网络的结果。欧洲杯猜球平台这个网络提高了配方的表观粘度。相对较弱的氢键在施加应力或剪切时容易导致网络破裂,并迅速恢复到初始形态。
气相二氧化硅具有高的表面积与重量比,配方中只需要少量(重量1-5 %)就可以达到预期的性能。由于其表面化学性质直接与流变性能有关,气相二氧化硅等级的特征是表面面积为亲水和疏水。
标准级是亲水二氧化硅,在非极性和极性介质中最有效。疏水二氧化硅在中极性到极性介质中效率更高,通常用于粘合剂、密封剂和涂料,以提供优异的防潮性能。
沉淀碳酸钙
沉淀碳酸钙(PCC)也被称为纯化,精制或合成碳酸钙。它可以被制成从纳米到百分之一微米的各种尺寸,形状如针、立方体、棱镜或菱形。
不同的晶体形状和大小导致PCC不同的物理性质,如表面积,粉末密度或吸油。
PCC可能的特性的多样性使配方商能够广泛地选择PCC,以获得所需的特性,无论是通过改变PCC的大小,形状或两者。
虽然沉淀碳酸钙最适合在水介质中使用,但它可以被脂肪酸或其他有机材料包覆,以增加PCC与所需聚合物或溶剂的相容性。
凹凸棒石
凹凸棒石是一种水化镁铝硅酸盐结晶。它是一种天然存在的粘土矿物,具有独特的三维链结构。
不同牌号的凹凸棒土具有不同的性能:从高比表面积的高热活化凹凸棒土到水合充分的凹凸棒土,这些凹凸棒土在液体体系中用作增稠剂而不会引起体系膨胀。
凹凸棒土产品在离子和非离子水溶液和大多数有机液体中都是有效的流变改性剂,它们主要作为增稠剂。在随后的凹凸棒土中,用阳离子和非离子表面活性剂分散,以获得所需的增稠和悬浮性能。
凹凸棒土作为流变改性剂的优点是它们能抵抗非常高的盐浓度和极端的pH或温度变化。
Betonite粘土
膨润土为硅酸铝,主要由蒙脱石组成,蒙脱石是一种蒙脱石族矿物。它的结构被描述为“纸牌屋”,由扁平的血小板聚集而成。
灵活的三维网络结构使膨润土具有稳健的增稠效果和剪切减薄触变性能,膨润土具有高的比表面积和许多OH基团,具有高的吸附能力和在水中膨胀的能力。稳定效果达到1-2%的最终配方浓度。
图片致谢:https://blog.exilva.com/montmorillonite-clay-bentonites-and-cellulose-fibrils
Organoclay
常规用作流变学改性剂的有机粘土是对层硅酸盐(膨润土)进行有机改性。这种改性显著降低了膨润土在水中的天然吸收能力,同时提高了其对石油、油脂和其他少量可溶的疏水氯化烃的吸收能力。
由蒙脱石型粘土制成的有机粘土的理想特性是其透明度,当主要粒径在8 - 10微米左右时即可达到。
文学
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