غلظت دهنده های سلولزی (تیلوز)
غلظت دهنده های سلولزی از خانواده سلولز اترها هستند که توانایی جذب بالای آب و متورم شدن (و در اصطلاح عامیانه حل شدن در آب) را داشته و خواصی مانند افزایش ویسکوزیته، خواص ضد شره، پایداری و انباردای بهتر محصول، نگهداری آب، خواص شستشویی مناسب و … به محصول اضافه می کند.
یکی از مهم ترین خواص این غلظت دهنده ها محدودیت کم در استفاده از آنها می باشد و در فرمول های مختلف قابلیت مصرف را دارند و در طیف وسیعی از pH سازگار هستند. یکی از معایب این غلظت دهنده ها عدم ارائه لولینگ خوب در رنگ می باشد. همچنین این غلظت دهنده ها به تنهایی در مقابل میکروارگانیزم ها مقاوم نبوده و نیاز به حضور محصولاتی مانند نگهدارنده های درون ظرف یا سایر بایوسایدها می باشد.
از ویژگیهای غلظت دهندههای سلولزی میتوان به مواردی چون سازگاری بیشتر با پیگمنتها، نگهدارنده آب بیشتر، حداقل تاثیر به روی براقیت رنگ و رزین و جلوگیری از پاشیده شدن رنگ اشاره کرد.
انواع غلظت دهنده های سلولزی
- هیدروکسی اتیل سلولز(HEC)
- متیل هیدروکسی اتیل سلولز(MHEC)
- هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)
- کربوکسی متیل سلولز(CMC)
کربوکسی متیل سلولز (CMC ) :
کربوکسی متیل سلولز ابتدا در آلمان تولید شد و سپس در آمریکا و بعد در سایر کشورهای غربی گسترش یافت. این محصول در حال حاضر در دو گرید صنعتی و غذایی به صورت فراگیر مورد استفاده قرار میگیرد. کربوکسی متیل سلولز یا CMC عبارت است از یک گرد سفید رنگ، بی بو، قابل تعلیق در آب و تحت شرایط نرمال قابلیت تخمیر ندارد. از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی، معمولاً از آن به جای نشاسته و مواد طبیعی محلول در آب(که نسبتاً گرانقیمت هستند) مانند آلژینات سدیم،حنزه ایرلندی، کتیرا و ژلاتین، استفاده میگردد. از بعد اقتصادی در سالهای اخیر این ماده مورد توجه خاصی قرار گرفته است و پیشرفتهای عمدهای در تکنولوژی، کیفیت و کاربری این محصول صورت گرفته است. این پیشرفتها امکاناتی را فراهم آورده است تا بتوان از کربوکسی متیل سلولز درکاربردهای بسیاری نظیر خوراکی، دارویی، صنایع شوینده، رنگ و رزین، رونمای ساختمان، چسبها، نساجی، چاپ و تکمیل پارچه، کاشی و سرامیک، سفال و چینی، کاغذ، الکترود جوشکاری، فرش و موکت، گل حفاری چاههای نفت، تختههای چند لایه، چرم مصنوعی و موادآرایشی، سموم و آفت کشها و غیره استفاده کرد.
در صنعت رنگ این ماده به عنوان کنترل کننده ویسکوزیته در رنگهای امولسیونی و لاتکسی، پایدار کننده سوسپانسیون و پایدار کننده ذرات کلوئیدی قابل استفاده است حضور این ماده در رنگ موجب روان شدن و در نتیجه بهبود حرکت قلم مو اثر می شود. یکی دیگر از کاربردهای این ماده استفاده از آن در رنگهای محلول به عنوان ماده ای برای پر کردن منافذ موجود در سطوح منفذدار مانند سطح دیوار گچی است. CMC در صنعت چاپ، به خصوص در چاپ به روش لیتوگرافی با توجه به ویژگیهای شیمیایی خود دارای دو اثر است. اولین اثر این است که با توجه به ایجاد یک فیلم یکنواخت بر روی سطوح مختلف به عنوان یک عامل محافظ آبدوست بر روی سطوح چاپ شده عمل می کند و دومین اثر این که با توجه به ماهیت آبدوست سی ام سی، در جوهرهای پایه آبی به عنوان قوام دهنده و غلیظ کننده می تواند استفاده شود. به طور کلی این ماده حجم دهنده خوبی برای مواد پرکننده در صنعت رنگ، نگهدارنده و جذب کننده آب، تشکیل دهنده لایه، تعليق ساز ذرات، نگهدارنده رنگ، غلظت دهنده، تثبیت کننده و یکنواخت کننده مناسبی است که به همین دلایل امروزه در صنعت رنگ و رزین مورد استفاده قرار میگیرد .
ویژگیهایCMC
این ماده در آب سرد و گرم حل میشود. در حالتی که CMC در آب حل میشود، این ماده با یون کلسیم موجود در آب واکنش نمیدهد و در نتیجه ژل تشکیل نمیدهد. اساساً در مواردی که هدف، کنترل ویسکوزیته باشد از این ماده استفاده میگردد اما این ماده به غیر از افزایش ویسکوزیته، نقشهای دیگری را نیز در کاربرد نهایی ایفا میکند. کارکرد کربوکسی متیل سلولز علاوه بر غلظت بخشی، چسبندگی و ایجاد استحکام، عامل انتشار، عامل نگهدارنده آب، حفظ حالت کلوییدی، تثبیت کننده، عامل تعلیقساز، امولسیونساز و عامل تشکیل لایه است. به دلیل ویژگیهای متنوع، CMC در طیف گستردهای از صنایع مورد استفاده قرار میگیرد.پارامترهای فیزیکی مهم در موردCMC
1- حلالیت
2- ویسکوزیته در محلول
3- فعالیت سطحی
4- خواص ترموپلاستیکی
5- پایداری (در مقابل تخریبات بیولوژیکی،گرما، هیدرولیز و اکسیداسیون)
دلایل تکنولوژیکی استفاده از این ماده
1- غلظت بسیار اندکی از آن برای رسیدن به خواص مورد نظر نیاز است.
2- انواع گریدهای آن با ویژگیهای سازگاریافته برای مصارف گوناگون قابل تولید میباشد.
3- بدون مزه، بو و بی رنگ میباشد.
4- نسبت به محصولات طبیعی اصلاح نیافته مقاومت بیشتری در مقابل میکروبها دارد.
5- توانایی حفظ ویژگیها در شرایط متغیر را داراست.
6- حلالیت بالایی حتی در آب سرد دارد.
7- عامل غلیظکننده است.
8- توانایی ایجاد تعلیق پایدار را دارد.
9- امولسیون ساز است.
10- لایهی محافظ تشکیل میدهد.
11- باعث بهبود ویژگی های رئولوژیکی میشود.
12- از رشد کریستالها جلوگیری میکند.
13- ازانعقاد محصولات دارای نشاسته جلوگیری میکند.
هیدروکسی اتیل سلولز (HEC):
هیدروکسی اتیل سلولز (HEC ) یک پلیمر غیر محلول در آب هست که به صورت پودر سفید مایل به زرد وجود دارد، به راحتی در آب گرم و یا سرد حل می شود تا یک محلول ژل چسبنده ایجاد نماید.
از کاربردهای هیدروکسی اتیل سلولز می توان به استفاده در صنعت تولید چسب کاشی، استفاده در سیمان و ملات های بنایی، کاربرد در تولید محصولاتی که با گچ ساخته می شوند، استفاده در داروسازی ها، استفاده در تولید رنگ و پوشش ها، کاربرد به عنوان یک افزودنی غذایی، کاربرد در تولید لوازم آرایشی و بهداشتی اشاره نمود. درصنایع رنگ و رزین این خانواده از غلظت دهنده های سلولزی خواص بهتری را از سایر مشتقات سلولز اترها ارایه می دهند.
هیدروکسی اتیل سلولز به دلیل ضخیم شدن ، تعلیق ، پراکندگی ، امولسیون ، تشکیل فیلم ، نگهدارنده آب و تهیه خواص محافظ کلوئیدی ، به طور گسترده در بهره برداری روغن ، روکش ، ساختمان ، دارو ، مواد غذایی ، پارچه ، نساجی ، تهیه مواد شیمیایی ، پلیمریزاسیون و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته است.
هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) در صنایع رنگ و رزین
- حداقل تاثیر بر روی براقیت رنگ و رزین
- سازگاری با پیگمنت ها
- نگهداری آب بهتر
- خواص شستشویی بهتر
- افزایش spatter resistance و جلوگیری از پاشش رنگ در هنگام اجرا به وسیله رولر
هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) در صنایع آرایشی بهداشتی
- در این صنایع عموما از هیدروکسی اتیل سلولز گرید R استفاده می کنند.
- این محلول شیمیایی پس از حل شدن در آب و استفاده آن در محصولات آرایشی و بهداشتی ، علاوه بر افزایش غلظت فرمولاسیون کلی محلول ، باعث نفوذ پذیری و ماندگاری بیشتر محصول بر روی پوست می شود.
- این محلول در تولید شامپو و صابون به عنوان افزایش دهنده خاصیت امولسیون کننده استفاده می شود.
- از هیدروکسی اتیل سلولز در پمادها و کرم ها برای افزایش تاثیرپذیری آن بر روی پوست استفاده می شود.
- این ماده در تمیزکننده های خانگی نیز کاربرد فراوانی دارد زیرا با افزایش غلظت و افزایش کف مولکول های خاک احاطه شده (کلوئید ذرات خاک) توان تمیزکنندگی آن به صورت چشم گیری افزایش پیدا می کند.
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز(HPMC) :
یکی از مشتقات سلولز که طی فرآیند متیله کردن سلولز با متیل کلرید و پروپیله کردن با پروپیلن اکسید سنتز میشود ، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز می باشد. این ماده به شکل پودر سفید بوده و دارای رطوبت کمتر از ۶ درصد است و از پنبهٔ خام یا پالپ تصفیه شده تولید میشود.
دارای گریدهای ۴۰۰۰ الی ۲۰۰۰۰۰ میباشد و هر چه گرید بالاتر میرود، توانایی حل شدن در آب نیز بیشتر میشود، ولی قدرت نگهداری آب در آن به مدت طولانی کمتر میگردد.
تفاوت HPMC یا همان هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با هیدروکسی اتیل سلولز که با نام تجاری تیلوز شناخته شده است و یا با کربوکسی متیل سلولز ( CMC ) در ویسکوزیته بالای آن است، این غلظت دهنده در گرید های مختلف صنعتی، خوراکی و دارویی موجود می باشد. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز یا HPMC کاربرد های فراوانی در صنعت دارد. در ویسکوزیته ( غلظت ) یکسان نسبت به کربوکسی متیل سلولز (CMC ) مقدار مصرف کمتری دارد.
مزایای استفاده از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز(HPMC)
- افزایش غلظت
- افزایش چسبندگی
- افزایش خاصیت ماله خوری ملات
- جلوگیری از بروز ترک
- جلوگیری از بروز اثرات هوازدگی ناشی از نمک های محلول در آب
- کاهش افت سطح آب بتن
- بالا بردن استحکام
کاربرد های هیدروکسی پروپیل متیل سلولز(HPMC)
- چسب های کاشی
- رندرهای سیمانی
- محصولات گچی
- مواد شوینده و پاک کننده ها
- دارو سازی
- رنگ و روکش
- غذا
- لوازم آرایشی
- قطره چشم
- لنزهای تماسی
- نان های سبوس دار
متیل هیدروکسی اتیل سلولز(MHEC) :
متیل هیدروکسی اتیل سلولز از گرید های مختلف تیلوز به شمار میروند. که در انواع رنگ های ساختمانی و پودری به عنوان غلظت دهنده کاربرد دارند.براقیت بالا، سازگاری با پیگمنت و سازگاری با محیط زیست از جمله ویژگی های آن به شمار می رود و گرید های 4000 و 100000 این محصول در صنایع رنگ مصرف بالایی دارند .