A hidroxietilcelulose modificada hidrofobicamente espessa a tinta à base de água através de dois mecanismos interligados.
A sua estrutura principal de celulose solúvel em água hidrata-se e aumenta a viscosidade da fase aquosa. Os seus grupos laterais hidrofóbicos também se associam entre si e com superfícies hidrofóbicas no revestimento. Estas interações criam uma rede tridimensional temporária.
A rede pode incluir cadeias de polímeros, partículas de látex, carbonato de cálcio, caulim, tensioativos e outros componentes da formulação. Proporciona uma elevada viscosidade em repouso, mas pode separar-se sob cisalhamento e recompor-se após a diminuição da força de cisalhamento.
Esta estrutura reversível explica por que razão a hidroxietilcelulose modificada hidrofobicamente permite a suspensão do pigmento, a estabilidade de armazenamento, a resistência ao escorrimento, o toque do pincel e um fluxo de aplicação controlado.
No entanto, o desempenho do HMHEC depende fortemente da concentração do polímero, do tipo de pigmento, do tamanho das partículas, da temperatura, do nível de eletrólito, do pacote de dispersantes e do histórico de cisalhamento. Um tipo de HMHEC que apresenta um bom desempenho numa tinta pode comportar-se de forma diferente noutra.
O que é a hidroxietilcelulose modificada hidrofobicamente?
A hidroxietilcelulose modificada hidrofobicamente é normalmente abreviada como HMHEC.
O HMHEC tem como estrutura principal a hidroxietilcelulose. Em seguida, o fabricante introduz uma pequena quantidade de grupos hidrofóbicos nessa estrutura.
O polímero resultante apresenta uma estrutura anfifílica:
- A estrutura principal da hidroxietilcelulose interage com a água.
- Os grupos hidrofóbicos evitam o contacto direto com a água.
- Os grupos hidrofóbicos de diferentes cadeias poliméricas associam-se entre si.
- Alguns grupos hidrofóbicos podem interagir com partículas de látex e outros componentes hidrofóbicos da formulação.
Estas ligações temporárias aumentam o tamanho efetivo da estrutura do polímero em solução. Além disso, criam ligações cruzadas físicas entre as cadeias poliméricas.
As ligações não são ligações químicas permanentes. O cisalhamento pode rompê-las, e estas podem voltar a formar-se assim que o cisalhamento diminuir.
HMHEC versus HEC convencional
A hidroxietilcelulose convencional e a HMHEC estão relacionadas, mas não espessam exatamente através do mesmo mecanismo.
| Imóveis | HEC convencional | HMHEC |
|---|---|---|
| Estrutura do polímero | Éter de celulose hidrofílico | Éter de celulose hidrofílico com grupos hidrofóbicos |
| Principal mecanismo de espessamento | Hidratação, expansão da cadeia e emaranhamento | Hidratação, entrelaçamento e associação hidrofóbica |
| Interação com o látex | Efeito associativo limitado | Pode associar-se a superfícies de látex hidrofóbicas |
| Interação com pigmentos | Adsorção e ligações de hidrogénio | Adsorção, ligações de hidrogénio e associação hidrofóbica |
| Viscosidade a baixo cisalhamento | Depende principalmente do peso molecular e da concentração | Pode receber apoio adicional de uma rede associativa |
| Resposta ao cisalhamento | Viscosidade decrescente sob cisalhamento | Frequentemente, observa-se uma maior diluição por cisalhamento a baixos níveis de cisalhamento |
| Recuperação | As cadeias de polímeros reorganizam-se gradualmente | As junções hidrofóbicas podem reformar-se após a cisalhamento |
| Sensibilidade da fórmula | Influenciado pela água, pelo pH, pelos sais e pelos sólidos | Também sensível a tensioativos, ao tipo de látex e a componentes hidrofóbicos |
Um HEC convencional de alta viscosidade pode apresentar maior viscosidade do que um HMHEC de baixa viscosidade numa solução simples de água. Este resultado não significa que o HEC convencional apresente o mesmo comportamento associativo num revestimento acabado.
A curva reológica completa é mais importante do que um único valor de viscosidade.
Como se forma a rede associativa da HMHEC?
O processo de espessamento pode ser dividido em cinco fases.
1. A estrutura de celulose hidrata-se
A água envolve os grupos hidroxietilo e faz com que as cadeias poliméricas se expandam.
As cadeias expandidas ocupam um maior volume hidrodinâmico. Este fenómeno aumenta a viscosidade da fase aquosa, mesmo antes de se desenvolver uma forte associação hidrofóbica.
2. Os grupos hidrofóbicos movem-se em conjunto
Os grupos hidrofóbicos têm baixa afinidade pela água. Tendem a agrupar-se em pequenos domínios hidrofóbicos.
Vários grupos provenientes de diferentes cadeias poliméricas podem unir-se ao mesmo domínio. Cada domínio funciona como um ponto de junção temporário.
3. A associação intermolecular cria uma rede
Quando a concentração do polímero atinge um nível suficientemente elevado, os grupos hidrofóbicos presentes em cadeias separadas formam uma rede interligada.
A rede pode reter água e retardar o movimento das partículas de pigmento e de carga. Também pode aumentar a viscosidade a baixo cisalhamento.
A formulação pode apresentar uma resposta de espessamento mais acentuada depois de a concentração do polímero ultrapassar um intervalo crítico de associação.
4. O HMHEC é adsorvido nas partículas da formulação
Grupos hidroxilo no celulose A estrutura principal pode interagir com superfícies minerais através de ligações de hidrogénio e outras forças físicas.
Os grupos hidrofóbicos também podem interagir com regiões adequadas da superfície ou com materiais orgânicos adsorvidos.
Uma cadeia de HMHEC pode entrar em contacto com mais do que uma partícula. Esta estrutura cria pontes poliméricas entre as partículas.
5. A estrutura reage ao cisalhamento
Um baixo cisalhamento permite que mais ligações hidrofóbicas se mantenham no seu lugar. O revestimento mantém, assim, a estrutura de armazenamento e a suspensão.
Um cisalhamento mais elevado rompe algumas ligações temporárias e alinha as cadeias de polímeros na direção do fluxo. A viscosidade diminui e o revestimento torna-se mais fácil de bombear, aplicar com pincel, rolo ou pulverizar.
Quando o cisalhamento diminui, voltam a formar-se algumas junções hidrofóbicas. A viscosidade recupera-se então, embora essa recuperação possa não ser imediata nem completa.
Que forças mantêm o HMHEC e os pigmentos unidos?
Não existe uma única força que explique a adsorção do HMHEC nas partículas de pigmento.
Podem ocorrer várias interações ao mesmo tempo:
- Ligações de hidrogénio
- Atração de Van der Waals
- Atração ou repulsão eletrostática
- Associação hidrofóbica
- Emaranhamento de polímeros
- Ligação física
- Interação com dispersantes ou tensioativos adsorvidos
A importância relativa de cada força depende da composição química do pigmento, do pH, da força iônica, do tamanho das partículas, do tratamento da superfície e da estrutura do polímero.
Esta complexidade explica por que razão o carbonato de cálcio e o caulim não reagem da mesma forma.
Efeito da concentração de HMHEC
Uma suspensão de pigmento em laboratório revelou que a adsorção de HMHEC aumentava à medida que a concentração de HMHEC aumentava.
A adsorção aumentou inicialmente de forma lenta. Posteriormente, registou um aumento acentuado quando a concentração de HMHEC atingiu aproximadamente 0,35-0,40 g por 100 mL, o que equivale a 3,5-4,0 mg/mL.
Esta transição sugere que o sistema tinha atingido uma região de associação crítica.
Abaixo desta concentração, as cadeias poliméricas isoladas e os pequenos grupos associativos dominavam a solução. Acima dela, a associação intermolecular tornou-se muito mais forte.
Os grupos hidrofóbicos nas cadeias livres de HMHEC podiam ligar-se a grupos presentes nas cadeias que já se tinham adsorvido à superfície do pigmento. Este comportamento favorecia a adsorção em múltiplas camadas e a formação de estruturas polímero-pigmento de maiores dimensões.
A concentração exata de transição não é uma especificação universal da HMHEC. Depende dos seguintes fatores:
- Tipo de grupo hidrofóbico
- Nível de substituição hidrofóbica
- Peso molecular do HEC
- Concentração de polímero
- Área superficial do pigmento
- Concentração de eletrólitos
- Temperatura
- Método de ensaio
Um revestimento comercial pode atingir uma transição associativa numa dosagem diferente.
Efeito da temperatura
A adsorção de HMHEC no carbonato de cálcio e no caulim diminuiu à medida que a temperatura aumentava na suspensão modelo.
Vários processos ocorreram ao mesmo tempo.
Uma temperatura mais elevada aumentou o movimento molecular e pode ter exposto uma maior área superficial das partículas. Estes efeitos poderão favorecer a adsorção.
No entanto, o aumento da temperatura também perturbou as ligações de hidrogénio e os microdomínios hidrofóbicos. As moléculas de água entraram em competição mais intensa com a camada de polímero adsorvida. A estrutura associativa temporária tornou-se mais fácil de romper.
Os efeitos negativos predominaram no sistema testado.
A diminuição da adsorção tornou-se mais acentuada quando a temperatura ultrapassou os 50 °C, aproximadamente.
Os formuladores de revestimentos devem, por isso, avaliar o HMHEC tanto à temperatura de produção como à temperatura de armazenamento. Um espessante que confere uma consistência firme a 25 °C pode apresentar um perfil reológico diferente após uma etapa de fabrico a quente ou um período de armazenamento em ambiente quente.
Efeito da concentração de pigmento
A quantidade de HMHEC adsorvida por unidade de pigmento diminuiu à medida que a concentração do pigmento aumentava.
Uma concentração mais elevada de pigmento pode aumentar o contacto e a agregação das partículas. A área superficial específica efetiva pode, então, diminuir.
O HMHEC disponível também tem de ser distribuído por mais partículas. Cada unidade de pigmento recebe, portanto, menos polímero.
Este resultado tem um importante significado prático. A mesma dosagem de HMHEC pode apresentar um comportamento diferente numa tinta com baixo teor de PVC e numa com elevado teor de PVC.
Um formulador não deve transferir uma dosagem de HMHEC diretamente entre:
- Primário e acabamento
- Tinta mate e tinta semibrilhante
- Tinta rica em carbonato de cálcio e rica em caulim
- Revestimentos com baixo teor de sólidos e com elevado teor de sólidos
- Diferentes distribuições granulométricas das partículas de enchimento
A concentração volumétrica de pigmento e o pacote de diluentes devem ser tidos em conta no processo de seleção do espessante.
Efeito no tamanho das partículas de pigmento
A adsorção por HMHEC alterou o tamanho das partículas medido tanto nas suspensões de carbonato de cálcio como nas de caulim.
Numa relação de massa HMHEC/pigmento de 1:10, o raio médio das partículas relatado variou da seguinte forma:
| Pigmento | Antes da adsorção por HMHEC | Após a adsorção por HMHEC | Interpretação principal |
|---|---|---|---|
| Carbonato de cálcio | 83,12 nm | 196,40 nm | Forte adsorção e formação de pontes entre polímeros |
| Caulim | 244,40 nm | 319,50 nm | Verificou-se adsorção, mas o aumento foi menor |
O aumento do tamanho das partículas não significa que o HMHEC tenha simplesmente provocado uma floculação descontrolada do pigmento.
Um instrumento de medição do tamanho das partículas por laser deteta a estrutura hidrodinâmica que se desloca através do líquido. As camadas de polímero adsorvidas, as pontes de polímero e os aglomerados reversíveis de pigmento e polímero podem, todos eles, aumentar o tamanho aparente.
Uma rede controlada pode contribuir para a estabilidade da suspensão. A formação excessiva de pontes pode provocar floculação prejudicial, um desenvolvimento deficiente da cor, menor brilho ou maior tensão de escoamento.
O formulador deve distinguir entre uma associação estrutural útil e a agregação descontrolada de pigmentos.
Por que razão o HMHEC interage mais fortemente com o carbonato de cálcio?
O sistema laboratorial revelou uma adsorção mais forte do HMHEC no carbonato de cálcio do que no caulim.
Vários fatores contribuíram para essa diferença.
Tamanho das partículas mais pequeno
O carbonato de cálcio testado apresentava um tamanho de partícula inicial mais pequeno. Por conseguinte, proporcionava uma maior área superficial para a adsorção do polímero.
Química de Superfícies
O carbonato de cálcio e o caulim apresentam grupos superficiais e comportamentos de carga diferentes. Estas diferenças afetam as ligações de hidrogénio e as interações eletrostáticas.
Iões de cálcio
Os iões de cálcio podem alterar o ambiente elétrico junto à superfície da partícula. Podem comprimir a dupla camada elétrica e reduzir parte da repulsão eletrostática.
A associação hidrofóbica pode, assim, ter um impacto maior na interação total.
Estrutura do caulim
O caulim apresenta normalmente uma estrutura em forma de placa. As suas faces e arestas podem apresentar comportamentos de carga diferentes.
Por volta do pH 9, a repulsão eletrostática entre partes da superfície do caulim e o polímero pode limitar a adsorção. O resultado exato depende da origem do caulim, do tamanho das partículas, do tratamento da superfície e do pH.
A conclusão não deve ser simplificada para “O HMHEC funciona sempre melhor com carbonato de cálcio”. Cada lote de pigmento comercial requer testes.
O que indica o potencial zeta?
O potencial zeta ajuda a descrever o estado elétrico na proximidade das superfícies das partículas dispersas.
Os sistemas de carbonato de cálcio e caulim apresentaram tendências diferentes após a adição de HMHEC:
- O potencial zeta absoluto do carbonato de cálcio aumentou, de um modo geral.
- O potencial zeta absoluto do caulim diminuiu, de um modo geral.
As diferentes tendências levam à conclusão de que o HMHEC interage com os dois pigmentos através de diferentes combinações de forças.
Um resultado do potencial zeta, por si só, não pode comprovar se a estabilidade do revestimento é boa ou fraca. Os polímeros associativos podem proporcionar estabilização estérica, formação de pontes, formação de redes e tensão de escoamento, aspetos que uma simples medição elétrica não descreve na íntegra.
O formulador deve combinar o potencial zeta com:
- Análise granulométrica
- Ensaios de sedimentação
- Reologia
- Quedas
- Brilho
- Intensidade da cor
- Estabilidade de armazenamento
- Microscopia
Como é que o HMHEC reage ao cisalhamento?
Tanto o HEC como o HMHEC apresentam um comportamento de diluição por cisalhamento.
A baixos níveis de cisalhamento, o HEC convencional forma uma estrutura polimérica entrelaçada. O aumento do cisalhamento rompe parte dessa estrutura e alinha as cadeias poliméricas na direção do fluxo.
O HMHEC contém uma rede associativa adicional. Um baixo cisalhamento permite que as ligações hidrofóbicas conectem várias cadeias.
Quando o cisalhamento aumenta, estas ligações físicas frágeis separam-se. A viscosidade do HMHEC pode, por conseguinte, diminuir mais rapidamente durante o aumento inicial da taxa de cisalhamento.
A um cisalhamento mais elevado, a curva de viscosidade torna-se mais plana, uma vez que grande parte da rede temporária já foi rompida.
Este comportamento pode proporcionar:
- Elevada viscosidade durante o armazenamento
- Bombeamento mais fácil durante a produção
- Fluxo controlado do pincel e do rolo
- Menor resistência durante a aplicação em condições de alto cisalhamento
- Recuperação da viscosidade após a aplicação
A solução de HMHEC testada apresentava uma concentração de aproximadamente 0,4 g por 100 mL, ou 0,4% p/v.
Quando a taxa de cisalhamento diminuiu, a viscosidade voltou a aumentar. A curva de retorno não seguiu exatamente a curva original. A diferença demonstrou que a reconstrução da rede exigia tempo.
Esta histerese é importante nos revestimentos. Um sistema que recupere demasiado depressa pode apresentar um nivelamento deficiente. Um sistema que recupere demasiado lentamente pode apresentar afundamento.
Como o HMHEC afeta o desempenho do revestimento
| Fase de revestimento | Reologia exigida | Possível contribuição da HMHEC |
|---|---|---|
| Armazenamento | Viscosidade elevada a baixo cisalhamento | Suspensão de pigmentos e controlo da sinérese |
| Mistura | Viscosidade reduzida sob cisalhamento | Maior facilidade de dispersão e bombagem |
| Recheio | Fluxo estável e repetível | Enchimento de embalagens mais consistente |
| Escovagem | Viscosidade controlada a cisalhamento médio | Melhor arrasto do pincel e formação da camada de tinta |
| Rolando | Equilíbrio entre o fluxo e o corpo | Melhor sensação ao rolar e melhor controlo das salpicos |
| Pulverização | Menor viscosidade em condições de elevado cisalhamento | Melhor atomização quando está corretamente equilibrada |
| Após a aplicação | Recuperação controlada | Resistência à deformação sem perda excessiva de nivelamento |
Normalmente, nenhum espessante, por si só, é ideal para todas as faixas de cisalhamento.
Um revestimento pode utilizar HMHEC em conjunto com HEC convencional, HEUR, polímeros expansíveis em ambiente alcalino, argilas ou outros modificadores reológicos. Esta combinação permite ajustar com maior precisão a viscosidade em condições de baixo, médio e alto cisalhamento.
Variáveis que influenciam o desempenho do HMHEC
Nível de modificação hidrofóbica
Um baixo nível de modificação pode resultar numa associação fraca. Um nível elevado pode reduzir a solubilidade na água ou provocar uma interação excessiva com o látex e os tensioativos.
Peso molecular do polímero
Um peso molecular mais elevado aumenta normalmente o volume hidrodinâmico e o entrelaçamento. No entanto, também pode aumentar a viscosidade e reduzir o nivelamento.
Tipo de encadernação
As diferentes partículas de acrílico, estireno-acrílico, acetato de vinilo e outros látex proporcionam superfícies hidrofóbicas distintas.
Pacote de pigmentos e extensores
O carbonato de cálcio, o caulim, o dióxido de titânio, o talco e a sílica apresentam diferentes propriedades químicas superficiais e tamanhos de partículas.
Tensioativos e dispersantes
Os tensioativos podem ocupar sítios hidrofóbicos e alterar a rede de associação. Os dispersantes podem competir com o HMHEC pelas superfícies dos pigmentos.
Eletrólitos
Os sais alteram a dupla camada elétrica e a conformação do polímero. Os iões divalentes podem provocar uma resposta diferente da dos sais de sódio.
Temperatura
Temperaturas mais elevadas podem enfraquecer a adsorção e alterar a viscosidade da solução.
Histórico de cisalhamento
A dispersão a alta velocidade pode interromper temporariamente a rede. A viscosidade medida depende do tempo de recuperação antes do ensaio.
Ordem de adição
O HMHEC pode apresentar um comportamento diferente quando adicionado antes da dispersão do pigmento, após a diluição ou na forma de solução pré-hidratada.
Plano de Avaliação do Laboratório HMHEC
Um laboratório de revestimentos deve comparar o HMHEC com o HEC convencional nas mesmas condições.
Passo 1: Preparar uma amostra de controlo sem espessante
A amostra de controlo mostra a sedimentação, a fluidez e a viscosidade do pigmento original.
Passo 2: Utilizar sólidos poliméricos iguais
O laboratório deve comparar produtos com o mesmo teor de polímero ativo antes de otimizar os custos.
Passo 3: Medir vários intervalos de cisalhamento
O teste deve incluir:
- Viscosidade de Brookfield a baixo cisalhamento
- Viscosidade Stormer ou KU
- Viscosidade ICI sob alto cisalhamento
- Curva de caudal
- Tensão de escoamento
- Recuperação tixotrópica
Passo 4: Verificar o desempenho da aplicação
O laboratório deve realizar os seguintes testes:
- Resistência à deformação
- Subida de nível
- Arrasto do pincel
- Sensação do rolo
- Salpicos
- Comportamento da pulverização
- Espessura da película
Passo 5: Verificar a estabilidade do pigmento
O programa de testes deve incluir:
- Sedimentação
- Sinérese
- Tamanho das partículas
- Desenvolvimento da cor
- Brilho
- Rub-up
- Estabilidade de armazenamento
Passo 6: Repetir a diferentes temperaturas
A realização de ensaios a 25 °C e a uma temperatura elevada pode revelar a sensibilidade à temperatura.
Passo 7: Repetir após a coloração
Os corantes universais contêm tensioativos e glicóis que podem alterar o espessamento por associação. A tinta colorida pode necessitar de um equilíbrio de espessantes diferente do da base branca.
O Zhiwei HEC pode substituir o HMHEC?
O HEC convencional não pode substituir automaticamente o HMHEC numa relação de um para um.
A Zhiwei dispõe atualmente de uma vasta gama de modelos convencionais de HEC para revestimentos, incluindo o HEC 15K, o HEC 30K, o HEC 50K, o HEC 100K e o HEC 150K. A empresa descreve o HEC como um espessante não iónico que contribui para a viscosidade, a suspensão de pigmentos, a fluidez na aplicação e a estabilidade de armazenamento em revestimentos à base de água. Zhiwei HEC para tinta látex de arquitetura
Estes graus podem constituir produtos de referência úteis durante um estudo sobre espessantes associativos.
| Objetivo da formulação | Nível Inicial de Zhiwei | Função no teste |
|---|---|---|
| Corpo médio a alto | HEC 30K | Linha de base convencional do HEC |
| Maior viscosidade e suspensão | HEC 50K | Linha de base convencional mais elevada do HEC |
| Selecção de tintas com elevado teor de PVC | HEC 30K ou HEC 50K | Comparar a suspensão do pigmento e a sensação ao passar o rolo |
| Associação hidrofóbica verdadeira | Nota confirmada no HMHEC | Requer dados explícitos sobre a modificação hidrofóbica |
Zhiwei HEC 30K apresenta uma viscosidade Brookfield LV indicada de 1 501-2 600 mPa.s numa solução de 1% a 25 °C.
Zhiwei HEC 50K apresenta uma viscosidade Brookfield LV indicada de 2 601-3 400 mPa.s nas mesmas condições especificadas.
Estes valores não podem ser comparados diretamente com as especificações medidas à concentração de 2% nem com outro método de viscosimetria.
A gama de produtos Zhiwei destinada ao público identifica estes produtos como HEC, e não como HMHEC. Um comprador que necessite especificamente de hidroxietilcelulose modificada hidrofobicamente deve solicitar uma confirmação por escrito de:
- Modificação hidrofóbica
- Tipo hidrofóbico
- Nível de modificação
- Método da viscosidade da solução
- Viscosidade a baixo cisalhamento
- Viscosidade KU
- Viscosidade ICI
- Resposta associativa com látex
- Resposta aos tensioativos
- Compatibilidade dos pigmentos
- Sensibilidade à temperatura
- Ordem de adição recomendada
- TDS, SDS e certificado de análise (COA) do lote
Esta distinção reforça a credibilidade técnica. Além disso, evita que um HEC comum de elevada viscosidade seja selecionado para uma aplicação que exija um comportamento verdadeiramente associativo.
Erros comuns na seleção
Tratar cada HEC como HMHEC
Um HEC de alta viscosidade não é automaticamente modificado de forma hidrofóbica. O fornecedor deve confirmar a composição química.
Seleção com base num único índice de viscosidade
Um único valor da solução aquosa não descreve a reologia do revestimento. O formulador necessita de medições em condições de cisalhamento baixo, médio e elevado.
Ignorar o tipo de pigmento
O carbonato de cálcio e o caulim podem apresentar comportamentos de adsorção diferentes. Uma alteração na composição do pacote de extensores pode exigir um novo equilíbrio do espessante.
Testes apenas na água
Os ensaios com água avaliam a hidratação e a viscosidade básica. Não revelam interações com látex, dispersantes, pigmentos, tensioativos, antiespumantes e corantes.
Ignorar a temperatura
A adsorção e a viscosidade do HMHEC podem diminuir a temperaturas mais elevadas. O formulador deve testar condições realistas de produção e armazenamento.
Partir do princípio de que um tamanho de partícula maior implica um fracasso
Um tamanho hidrodinâmico de partícula maior pode resultar de uma camada de polímero adsorvido ou de uma rede reversível útil. O resultado deve ser verificado através de ensaios de estabilidade, cor e formação de película.
Adicionar HMHEC em excesso
A formação excessiva de pontes poliméricas pode aumentar a floculação, a tensão de escoamento, o arrasto da escova e prejudicar o nivelamento. Uma maior quantidade de espessante nem sempre garante uma melhor estabilidade.
Medição imediatamente após o cisalhamento elevado
A estrutura associativa necessita de tempo para se restabelecer. O método de ensaio deve especificar um período de recuperação fixo.
Perguntas mais frequentes
O que é o HMHEC?
O HMHEC é uma hidroxietilcelulose que contém uma pequena quantidade de grupos hidrofóbicos. Estes grupos criam associações temporárias entre as cadeias poliméricas e os componentes do revestimento.
Como é que o HMHEC engrossa a tinta à base de água?
A estrutura principal do HEC hidrata-se e entrelaça-se na água. Os grupos hidrofóbicos também formam ligações reversíveis entre as cadeias poliméricas, os pigmentos e as partículas de látex.
O HMHEC é um espessante associativo?
Sim. Os seus grupos hidrofóbicos criam associações intermoleculares que contribuem para a reologia do revestimento.
Qual é a diferença entre HEC e HMHEC?
O HEC espessa-se principalmente através da hidratação e do entrelaçamento das cadeias. O HMHEC também cria uma rede associativa hidrofóbica.
O HMHEC funciona com carbonato de cálcio?
O HMHEC pode ser fortemente adsorvido pelo carbonato de cálcio. O resultado depende do tamanho das partículas, do tratamento da superfície, do pH, do sal, do dispersante e da composição química do polímero.
O HMHEC funciona com caulim?
O HMHEC pode ser adsorvido no caulim, mas a interação pode diferir da que ocorre com o carbonato de cálcio, uma vez que o caulim possui uma estrutura em forma de placas e um comportamento de carga superficial diferente.
O HMHEC apresenta diluição por cisalhamento?
Sim. O cisalhamento perturba parte da sua rede temporária e reduz a viscosidade. Parte da viscosidade é recuperada quando a taxa de cisalhamento diminui.
O HMHEC recupera-se imediatamente após o cisalhamento?
Nem sempre. A reconstrução da rede leva tempo, pelo que a curva de cisalhamento decrescente pode diferir da curva de cisalhamento crescente.
Qual modelo da Zhiwei deve ser testado?
Os Zhiwei HEC 30K e HEC 50K são tipos de referência HEC convencionais úteis para ensaios de revestimento. Um projeto que exija HMHEC deve solicitar um tipo especificamente confirmado como modificado hidrofobicamente.
Conclusão
A hidroxietilcelulose modificada hidrofobicamente proporciona um espessamento superior ao da fase aquosa convencional.
A sua estrutura hidrofílica hidrata-se na água, enquanto os seus grupos hidrofóbicos formam ligações temporárias entre as cadeias poliméricas e os componentes do revestimento. O HMHEC também pode adsorver-se ao carbonato de cálcio e ao caulim, contribuindo para a formação de uma rede reversível entre o pigmento e o polímero.
Este mecanismo permite a suspensão do pigmento, o armazenamento do produto, o controlo do caudal de aplicação e a recuperação da viscosidade. Além disso, torna o HMHEC sensível ao tipo de pigmento, ao tamanho das partículas, à temperatura, aos tensioativos, aos dispersantes e ao histórico de cisalhamento.
A Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. disponibiliza graus convencionais de HEC, tais como o HEC 30K e o HEC 50K, para ensaios de viscosidade de revestimento e de suspensão. Estes graus constituem referências fiáveis para comparação quando um formulador avalia se o HEC convencional ou um HMHEC verdadeiramente associativo é mais adequado.
Os clientes podem indicar o tipo de ligante, a concentração volumétrica de pigmento, os teores de carbonato de cálcio e caulim, os valores-alvo de viscosidade KU e ICI, o método de aplicação, a temperatura de armazenamento e o pacote de espessantes utilizado. A equipa técnica da Zhiwei poderá, então, preparar uma fórmula específica e um plano de ensaios.