المدونة

نظرة عامة على مكثفات مبادئ المكثفات

المكثِّفات هي فئة من المواد التي يمكنها زيادة لزوجة نظام المواد أو تكوين هلام، ومبدأ تكثيفها ينطوي بشكل أساسي على البنية الجزيئية والتفاعلات، والتغيرات في الخصائص الرومولوجية للحل، وما إلى ذلك. هناك اختلافات في مبادئ أنواع مختلفة من المكثِّفات، والتي تستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من المجالات، مثل الأغذية والدهانات والطلاءات، وما إلى ذلك.

آلية تكثيف النواة للمكثفات

تكوين بنية الشبكة الجزيئية الكبيرة: تعمل المواد المكثفة في المحلول على تكوين بنية الشبكة الجزيئية الكبيرة، ويمكن لهذه الشبكات الجزيئية الكبيرة أن تحبس كمية كبيرة من السائل، بحيث تزداد لزوجة المحلول.

تغيير الخصائص الرومولوجية للحل: يمكن للمكثف تغيير الخصائص الرومولوجية للحل، بحيث يتحول المحلول من سائل نيوتوني إلى سائل غير نيوتوني، أي تحت تأثير القص، ستنخفض لزوجة المحلول مع زيادة القص، ولكن في الظروف الساكنة أو المنخفضة القص، ستكون لزوجة المحلول عالية نسبيًا.

التفاعلات بين الجزيئات: تتفاعل المواد المكثفة مع بعضها البعض لتشكيل الكتل أو المجاميع، مما قد يؤدي إلى زيادة لزوجة المحلول.

تأثير الإلكتروليتات: تحتاج بعض المواد المكثفة إلى إضافة الإلكتروليتات في عملية الاستخدام، مثل الأملاح غير العضوية، حيث يمكن أن يؤثر وجود هذه الإلكتروليتات على تأثير تكثيف المادة المكثفة.

مبدأ التكثيف المحدد لأنواع مختلفة من المكثفات

مكثفات الصمغ الطبيعية: مثل البولي بوليساكاريد وما إلى ذلك من خلال وحدة سكر البولي بوليساكاريد التي تحتوي على 3 مجموعات هيدروكسيل وجزيئات الماء تتفاعل لتشكيل بنية شبكة ترطيب ثلاثية الأبعاد، وذلك لتحقيق تأثير التكثيف.

مُكثِّفات السليلوز: تعمل بشكل رئيسي من خلال السلسلة الرئيسية الكارهة للماء، وجزيئات الماء المجاورة من خلال الروابط الهيدروجينية، مما يزيد من مساحة الحركة الحرة بين الجزيئات ويزيد اللزوجة. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا أن تتشابك حول السلسلة الجزيئية لتحقيق اللزوجة المطلوبة. ويرجع ذلك إلى أن السليلوز يكون في حالة غير منظمة في معدل القص الثابت أو المنخفض؛ وفي معدل القص المرتفع، تكون الجزيئات المتوازية مع أنشطة التحيز مُرتَّبة على شكل النسيج، وبالتالي فإن لزوجة النظام تهبط.

مكثفات حمض البولي أكريليك: بشكل رئيسي مكثفات مذابة في الماء، هذا النوع من المكثفات بعد ذلك من خلال أيونات الكربوكسيل من نفس الجنس من التنافر الكهروستاتيكي، السلسلة الجزيئية من بداية التطور الحلزوني للقضيب، تزيد اللزوجة بين الطور المائي، ولكن أيضًا من خلال تكوين تخطيط شبكي لجزيئات المستحلب والأصباغ لزيادة اللزوجة.

مكثف البولي يوريثين المترافق: التصميم الجزيئي لهذا النوع من المكثفات هو إدخال مجموعات محبة للماء ومجموعات كارهة للماء، عندما يكون تركيز المحلول المائي عبر تركيز معين، فإنه سيشكل الميسيلات والميسيلات وجزيئات البوليمر في تصميم شبكي، مما يجعل نظام النمو اللزوجة.

المكثفات غير العضوية: نوع من المعادن الهلامية الثيكسوتروبية التي تمتص الماء وتنتفخ.