Fenomena penurunan viskositas pada saat penyimpanan cat merupakan masalah yang sering terjadi, apalagi setelah penyimpanan dalam jangka waktu lama, viskositas cat menurun secara signifikan sehingga mempengaruhi kinerja konstruksi dan kualitas produk. Penurunan viskositas berhubungan dengan banyak faktor, seperti suhu, kelembaban, penguapan pelarut, degradasi polimer, dll., namun interaksi dengan pengental selulosa eter sangat penting.
1. Peran dasar selulosa eter
Selulosa eter adalah pengental umum yang banyak digunakan pada cat berbahan dasar air. Fungsi utamanya meliputi:
Efek pengental: Selulosa eter dapat membentuk struktur jaringan tiga dimensi yang membengkak dengan menyerap air, sehingga meningkatkan viskositas sistem dan meningkatkan kinerja tiksotropi dan konstruksi cat.
Efek stabilisasi suspensi: Selulosa eter dapat secara efektif mencegah sedimentasi partikel padat seperti pigmen dan bahan pengisi pada cat serta menjaga keseragaman cat.
Sifat pembentuk film: Selulosa eter juga dapat mempengaruhi sifat pembentuk film pada cat, sehingga lapisan memiliki ketangguhan dan daya tahan tertentu.
Ada banyak jenis selulosa eter, antara lain metil selulosa (MC), hidroksietil selulosa (HEC), hidroksipropil metil selulosa (HPMC), dll. Bahan-bahan ini memiliki kelarutan, kemampuan pengentalan, dan ketahanan penyimpanan yang berbeda dalam pelapis.
2. Alasan utama penurunan viskositas
Selama penyimpanan pelapis, penurunan viskositas terutama disebabkan oleh alasan berikut:
(1) Degradasi selulosa eter
Efek pengentalan selulosa eter dalam pelapis bergantung pada ukuran berat molekul dan integritas struktur molekulnya. Selama penyimpanan, faktor-faktor seperti suhu, keasaman dan alkalinitas, serta mikroorganisme dapat menyebabkan degradasi selulosa eter. Misalnya, selama penyimpanan jangka panjang, komponen asam atau basa dalam pelapis dapat menghidrolisis rantai molekul selulosa eter, mengurangi berat molekulnya, dan dengan demikian melemahkan efek pengentalannya, sehingga mengakibatkan penurunan viskositas.
(2) Penguapan pelarut dan migrasi kelembapan
Penguapan pelarut atau migrasi kelembapan dalam lapisan dapat mempengaruhi keadaan kelarutan selulosa eter. Selama penyimpanan, sebagian air dapat menguap atau bermigrasi ke permukaan lapisan, sehingga menyebabkan distribusi air dalam lapisan tidak merata, sehingga mempengaruhi derajat pembengkakan selulosa eter dan menyebabkan penurunan viskositas di daerah setempat.
(3) Serangan mikroba
Pertumbuhan mikroba dapat terjadi pada lapisan jika tidak disimpan dengan benar atau bahan pengawet menjadi tidak efektif. Mikroorganisme dapat menguraikan selulosa eter dan pengental organik lainnya, melemahkan efek pengentalannya dan menyebabkan viskositas lapisan menurun. Lapisan berbahan dasar air, khususnya, merupakan lingkungan yang baik untuk pertumbuhan mikroba karena mengandung banyak air.
(4) Penuaan suhu tinggi
Dalam kondisi penyimpanan suhu tinggi, struktur fisik atau kimia rantai molekul selulosa eter dapat berubah. Misalnya, selulosa eter rentan terhadap oksidasi atau pirolisis pada suhu yang lebih tinggi, sehingga melemahkan efek pengentalan. Suhu tinggi juga mempercepat penguapan pelarut dan penguapan air, yang selanjutnya mempengaruhi stabilitas viskositas.
3. Metode untuk meningkatkan stabilitas penyimpanan pelapis
Untuk mengurangi penurunan viskositas selama penyimpanan dan memperpanjang umur penyimpanan lapisan, langkah-langkah berikut dapat diambil:
(1) Memilih selulosa eter yang tepat
Berbagai jenis selulosa eter memiliki kinerja berbeda dalam hal stabilitas penyimpanan. Selulosa eter dengan berat molekul tinggi umumnya memiliki efek pengentalan yang lebih baik, namun stabilitas penyimpanannya relatif buruk, sedangkan selulosa eter dengan berat molekul lebih rendah mungkin memiliki kinerja penyimpanan yang lebih baik. Oleh karena itu, ketika merancang formula, selulosa eter dengan stabilitas penyimpanan yang baik harus dipilih, atau selulosa eter harus digabungkan dengan pengental lain untuk meningkatkan ketahanan penyimpanannya.
(2) Kontrol pH lapisan
Keasaman dan alkalinitas sistem pelapisan mempunyai pengaruh penting terhadap stabilitas selulosa eter. Dalam desain formulasi, nilai pH pelapis harus dikontrol untuk menghindari lingkungan yang terlalu asam atau basa untuk mengurangi degradasi selulosa eter. Pada saat yang sama, menambahkan pengatur atau buffer pH dalam jumlah yang tepat dapat membantu menstabilkan pH sistem.
(3) Meningkatkan penggunaan bahan pengawet
Untuk mencegah erosi mikroba, bahan pengawet dalam jumlah yang sesuai harus ditambahkan ke lapisan. Bahan pengawet dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme sehingga mencegah penguraian zat organik seperti selulosa eter dan menjaga kestabilan lapisan. Bahan pengawet yang tepat harus dipilih sesuai dengan formulasi pelapis dan lingkungan penyimpanan, dan efektivitasnya harus diperiksa secara teratur.
(4) Kontrol lingkungan penyimpanan
Suhu penyimpanan dan kelembaban lapisan mempunyai dampak langsung terhadap stabilitas viskositas. Pelapisan harus disimpan di lingkungan yang kering dan sejuk, hindari kondisi suhu tinggi dan kelembaban tinggi untuk mengurangi penguapan pelarut dan degradasi selulosa eter. Selain itu, kemasan yang tertutup rapat dapat secara efektif mengurangi migrasi dan penguapan air serta menunda penurunan viskositas.
4. Faktor lain yang mempengaruhi viskositas
Selain selulosa eter, komponen lain dalam sistem pelapisan juga dapat mempengaruhi perubahan viskositas. Misalnya, jenis dan konsentrasi pigmen, laju penguapan pelarut, dan kompatibilitas pengental atau pendispersi lainnya dapat mempengaruhi stabilitas viskositas lapisan. Oleh karena itu, desain formula pelapisan secara keseluruhan dan interaksi antar komponen juga menjadi poin penting yang perlu diperhatikan.
Penurunan viskositas selama penyimpanan lapisan berkaitan erat dengan faktor-faktor seperti degradasi selulosa eter, penguapan pelarut, dan migrasi air. Untuk meningkatkan stabilitas penyimpanan lapisan, varietas selulosa eter yang sesuai harus dipilih, pH lapisan harus dikontrol, tindakan anti-korosi harus diperkuat, dan lingkungan penyimpanan harus dioptimalkan. Melalui desain formula yang masuk akal dan manajemen penyimpanan yang baik, masalah penurunan viskositas selama penyimpanan lapisan dapat dikurangi secara efektif, dan kinerja produk serta daya saing pasar dapat ditingkatkan.
Waktu posting: 27 Sep-2024