博聞廣見 | 水性增稠劑的結(jié)構(gòu)組成及作用機(jī)理

了解一下水性增稠劑的結(jié)構(gòu)組成及作用機(jī)理，對(duì)于工程師朋友選擇使用會(huì)有很大益處。

一、無(wú)機(jī)增稠劑

1、低分子無(wú)機(jī)鹽增稠劑

用無(wú)機(jī)鹽類材料做增稠劑（如氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、二乙醇胺氯化物、硫酸鈉、磷酸鈉和三磷酸五鈉等）一般是表面活性劑水溶液體系，最常用的無(wú)機(jī)鹽增稠劑是氯化鈉，增稠效果明顯?；驹硎潜砻婊钚詣┰谒芤后w系形成膠束，電解質(zhì)的存在使膠束數(shù)量增加，分子運(yùn)動(dòng)受阻，從而使體系粘度增加。

2、高分子無(wú)機(jī)增稠劑

主要以膨潤(rùn)土、硅酸鋁、海泡石、水輝石等作為無(wú)機(jī)高分子量增稠劑。通過(guò)在水溶液中吸水膨脹，其中的金屬離子從片晶往外擴(kuò)散，隨著水合作用從而發(fā)生觸變性形成具有一定粘度的膠體懸浮液。

二、有機(jī)增稠劑

1、有機(jī)小分子類

（1）脂肪醇、脂肪酸類增稠劑  

脂肪醇、脂肪酸（如月桂醇、肉豆蔻醇、癸醇、月桂酸、亞油酸、亞麻酸、肉豆蔻酸等）是帶極性的有機(jī)物，它們既有親油基團(tuán)，又有親水基團(tuán)。少量該類有機(jī)物的存在對(duì)表面活性劑的表面張力等性質(zhì)有顯著影響，其作用大小是隨碳鏈加長(zhǎng)而增大，一般來(lái)說(shuō)呈線性變化關(guān)系。

（2）烷醇酰胺類增稠劑  

烷醇酰胺能在電解質(zhì)存在下，進(jìn)行增稠并且能達(dá)到最佳效果。最常用的是椰油二乙醇酰胺。這類增稠劑的缺點(diǎn)是烷醇酰胺的雜質(zhì)中有游離胺，是亞硝胺的潛在來(lái)源。

（3）醚類增稠劑

這類增稠劑屬于非離子增稠劑，一般以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）為主，通常情況下，僅用無(wú)機(jī)鹽即能調(diào)成合適的黏度。  

（4）酯類增稠劑

這類增稠劑也屬于非離子增稠劑，主要用于表面活性劑水溶液體系中。其優(yōu)點(diǎn)是不容易水解，在寬的pH和溫度范圍內(nèi)黏度穩(wěn)定。

2、有機(jī)高分子增稠劑

（1）纖維素類增稠劑

纖維素類增稠劑的使用歷史較長(zhǎng)，品種也很多，有羥甲基纖維素（CMC）、羥乙基纖維素（HEC）、羥丙基甲基纖維素（HPC）和甲基羥丙基纖維素（MHPC）等，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。纖維素類增稠劑通過(guò)水合膨脹的長(zhǎng)鏈而增稠，其體系表現(xiàn)明顯的假塑性流變形態(tài)。

（2）聚丙烯酸類增稠劑

聚丙烯酸類增稠劑屬陰離子型增稠劑，是目前應(yīng)用比較廣泛的合成增稠劑，尤其在印染方面。一般由三種或更多的單體聚合而成，主單體一般為羧酸類單體；第二單體一般為丙烯酸酯或苯乙烯；第三單體是具有交聯(lián)作用的單體。

聚丙烯酸類增稠劑的增稠機(jī)理有中和增稠和氫鍵結(jié)合增稠兩種，中和主要是使分子離子化，依靠同性電荷之間相斥促使分子鏈伸直張開形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)達(dá)到增稠效果。氫鍵結(jié)合則是在水溶液中通過(guò)離子相斥分子鏈伸展為棒狀，使分子卷曲在溶液中達(dá)到增稠效果。

（3）聚氨酯類增稠劑

聚氨酯類增稠劑是一種相對(duì)分子量較低的，一締合型增稠為主的水溶性聚氨酯。分子結(jié)構(gòu)中既有親水部分又有親油部分。增稠機(jī)理以其“親油-親水-親油”形式的三嵌段聚合結(jié)構(gòu)，使鏈段為親油基團(tuán)（脂肪烴基），中間為水溶性的親水鏈段（高分子量聚乙二醇）在水溶液中親油端基締合形成膠束，通過(guò)膠束的增加形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增加體系粘度。

（4）天然膠增稠劑

天然膠主要有膠原蛋白類和聚多糖類，但是作為增稠劑的天然膠主要是聚多糖類。

（5）聚氧乙烯類增稠劑

一般把相對(duì)分子質(zhì)量25000的的產(chǎn)品稱作聚氧乙烯，增稠機(jī)理主要與高分子聚合物鏈有關(guān)。

聚氧乙烯的水溶液在紫外線、強(qiáng)酸和過(guò)渡金屬離子作用下會(huì)自動(dòng)氧化降解，失去其黏度。

（6）其它增稠劑

PVM/MA 癸二烯交聯(lián)聚合物（聚乙烯甲基醚/丙烯酸甲酯與癸二烯的交聯(lián)聚合物）是新的一族增稠劑，能配制成透明定型凝膠、噴發(fā)膠和乳膠，可用于增稠醇類溶液、甘油和其它非水體系。

在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中增稠劑為了存儲(chǔ)穩(wěn)定以及便捷使用一般都是兩種及兩種以上搭配使用。增稠劑的廣泛應(yīng)用對(duì)于不同領(lǐng)域，不同產(chǎn)品的開發(fā)帶來(lái)更為豐富的一面。