غلظت دهنده، ماده ای است که به علت ویژگیهای ساختاری و خواص شیمیایی خود، طی واکنشهایی سبب افزایش ویسکوزیته مخلوط می شود. به علت تنوع غلظت دهنده ها، طیف وسیعی از مواد وجود دارند که می توانند نقش حلال را برای آنها بازی کنند. لازم است بدانید که این غلظت دهنده ها تنها سبب افزایش ویسکوزیته محصولات نمی شوند، بلکه می توانید در صنایع شیمیایی مختلفی از آنها استفاده کنید.
از دیگر ویژگیهای غلظت دهنده ها می توان به ایجاد جریان پذیری و ضد رسوب بودن آنها اشاره کرد. با توجه به فعالیت صنعتی که انجام می دهید، غلظت دهنده ها می توانند دارای گریدهای مختلفی باشند. به عنوان مثال گرید خوراکی غلظت دهنده ها برای ایجاد غلظت مناسب مواد خوراکی مورد استفاده قرار می گیرند و از این طریق، علاوه بر ایجاد بافت مناسب در محصول، بسته بندی و نگهداری از آنها نیز راحت‌تر می شود. در این حالت غلظت دهنده را با موادی مانند آب، گلیسیرین و یا برخی حلالهای دیگر ترکیب می کنند. سس مایونز، مربا‌ها، برخی نوشیدنی ها و … از مواد خوراکی هستند که برای ایجاد بافتی بهتر، به آنها غلظت دهنده اضافه می کنند. البته از این مواد در صنایع دیگری مانند ساخت رنگ، رزین، محصولات آرایشی و بهداشتی، چسب، داروها و … نیز استفاده می شود.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
انواع غلظت دهنده های مورد استفاده در صنایع
غلظت دهنده ها بر حسب ویژگیهای ساختاری و قابلیتهای شیمیایی خود به گروه های مختلفی تقسیم بندی می شوند. شما می توانید براساس کاری که می خواهید انجام دهید از گروه خاصی از آنها استفاده کنید. این گروه ها عبارتند از:
غلظت دهنده سلولزی
این مواد از خانواده سلولز اترها می باشند. قابلیت بالای جذب آب و متورم شدن از ویژگی اصلی آنهاست. سبب افزایش ویسکوزیته، افزایش پایداری، ایجاد خاصیت ضد شره، انبارداری بهتر، نگهداری آب، ایجاد خاصیت شستشویی مناسب و … می شوند. بهترین ویژگیهای این غلظت دهنده ها، قابلیت استفاده در فرمولاسیونهای مختلف، سازگاری بیشتر با پیگمنتها، تاثیر بسیار ضعیف بر روی براقیت رنگ و رزین، نگهداری حجم زیادی آب، جلوگیری از پاشیده شدن رنگ و سازگاری با طیف وسیعی از pH می باشند. مشکل این مواد عدم ارائه لولینگ خوب در رنگها می باشد. همچنین این غلظت دهنده ها به تنهایی در برابر میکروارگانیسمها مقاوم نیستند و نیاز به سایر بایوسایدها دارند.
غلظت دهنده پلی یورتانی
غلیظ کننده های پلی یورتانی دارای پایه آبی هستند. می توانید از آنها در بسیاری از pH ها استفاده کنید. در برابر میکروارگانیسمها مقاوم هستند و می توانید آنها را در هر دمایی، در محصول خود حل کنید.
غلظت دهنده اکریلاتی
این مواد کوپلیمرهای متا اکریلیک اسید هستند که همراه با اتیل اکریلات استر به افزایش ویسکوزیته کمک می کنند. از آنجایی که به علت ساختار خود، مورد حمله میکروارگانیسمها قرار نمی گیرند، می توانند در محیط های قلیایی آب بیشتری جذب کنند.
فیوم سیلیکا
عمده استفاده از این ماده در رنگهای پایه حلال است که از آن برای ایجاد غلظت مناسب و تولید رسوب استفاده می شود. دارای دو نوع هیدروفیل و هیدروفوب هستند. نوع آبدوست آنها را در محصولاتی با حلالیت غیرقطبی یا قطبیت بسیار پایین مانند رزین اپوکسی، رزین پلی استر و … استفاده می کنند.
تقسیم بندی غلظت دهنده ها با توجه به ویژگیهای شیمیایی
:غلظت دهنده ها دارای ویژگیهای شیمیایی مختلفی هستند که به بررسی آنها می پردازیم
غلظت دهنده لیپیدی
این مواد دارای ساختارهای لیپوفیلی هستند. از طریق انتقال ضخامت طبیعی خود به فرمولاسیون محصول، فعالیت می کنند. در دمای اتاق به صورت جامد هستند و شما می توانید پس از حرارت دادن و تغییر به شکل مایع، در ساخت امولسیونها، کرمها و لوسیونها از آنها استفاده کنید. مثالهایی از این گروه شامل استئاریل الکل، استئاریک اسید، ستیل الکل و کارنوباواکس می باشد.
غلظت دهنده طبیعی
این مواد طبیعی، پلیمرهایی هستند که پس از جذب آب، متورم می شوند و سبب افزایش ویسکوزیته می گردند. از جمله مثالهای این گروه می توان به هیدروکسی اتیل سلولز (استفاده در محصولات شوینده‌ی مایع)، صمغ گوار، گوارگام، زانتان گام و ژلاتین اشاره کرد. این گروه دارای ناسازگاری هایی با برخی فرمولاسیونها، از بین بردن شفافیت محصول و احساس چسبندگی بر روی پوست هستند.
غلظت دهنده مواد معدنی
این مواد طبیعی برخلاف گروه قبلی، علاوه بر آب، روغن را نیز جذب می کنند و سبب افزایش ویسکوزیته می شوند. از آنها برای غلیظ کردن روغن و فرمولاسیونهایی با پایه آبی استفاده می کنند. بنتونیت، سیلیس، سیلیکات آلومینیوم و سیلیکات منیزیم نمونه هایی از این گروه می باشند.
غلظت دهنده مصنوعی
این گروه، پرکاربردترین مولکولهایی هستند که برای افزایش ویسکوزیته مورد استفاده قرار می گیرند. این پلیمرها با جذب آب و متورم شدن، سبب ایجاد ژلهای شفافی می شوند. از دیگر وظایف آنها می توان به ثبات امولسیون اشاره کرد که از این رو در ساخت بسیاری از کرمها و لوسیونها مورد استفاده قرار می گیرند. از نمونه های آنها می توان به کربومرها اشاره کرد که سبب تعلیق مواد در محلول و ایجاد ذرات معلق بزرگ در فرمولاسیونهایی با ویسکوزیته کم می شوند.
غلظت دهنده یونی
این گروه یکی از رایج ترین غلیظ کننده ها برای محلولهای سورفاکتانت هستند. اگر به آنها نمک(NaCl) اضافه کنید، به راحتی می توانید یک سورفاکتانت آنیونی بسازید.
پرکاربردترین غلظت دهنده های صنعتی
از میان تمامی غلظت دهنده ها، برخی دارای کاربردهای بیشتر و در نتیجه محبوبیت بیشتری هستند. برخی از این غلیظ کننده ها عبارتند از:
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) غلظت دهنده
از این غلیظ کننده گیاهی در صنایع تولید کاغذ، رنگ، دارو، شوینده ها، خوراکی، قطره ها و لنزهای چشمی استفاده می شود. این پلیمر سلولزی اصلاح شده، دارای رنگ سفید و یک اتر سلولزی غیر یونی است. پس از حل شدن در آب، کلوئید تشکیل می دهد. دارای مقاومت بالا در برابر نمک، قدرت بالای ضخیم کنندگی، توانایی زیاد احتباس آب، پایداری در بسیاری از pH ها، فیلمسازی عالی، پراکندگی، انسجام و در نهایت نیز مقاومت بالا در برابر آنزیمهاست. در استون، اتانول و اتر نامحلول است. نسبت به اکسید کننده های قوی نیز حساس می‌باشد.
هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) غلظت دهنده
در بسیاری از محصولات مراقبتی پوست، کرمها، لوسیونها و لوازم آرایشی و بهداشتی از این غلیظ کننده، استفاده می کنند. می تواند به عنوان یک اتصال دهنده، تقویت کننده چسبندگی و تثبیت کننده امولسیون و فیلم عمل کند و به راحتی در آب حل شود. هرچقدر زمان و آب بیشتری موجود باشد، توسط پیوندهای هیدروژنی، فیلم ضخیم تری ایجاد می کند. در ساختار دارو به عنوان میکروسفر عمل می کند و نفوذ دارو در غشاهای بیولوژیکی را تسریع می کند.
کربوکسی متیل سلولز (CMC) غلظت دهنده
این غلیظ کننده از رزین سلولزی یونی تشکیل شده است. می تواند در بسیاری از مواد سبب ضخیم شدن، تعلیق، افزایش چسبندگی و همچنین حفظ آب شود. این پودر سفید یا زرد رنگ را می بایست در حالت گرم، در محصول خود ترکیب نمایید. از CMC در صنایع کاشی و سرامیک، نساجی، چاپ پارچه، دارویی، شوینده، خوراکی، چرم مصنوعی، کاغذ، فرش و موکت استفاده می کنند. از دیگر ویژگیهای آن می توان به عامل انتشاردهنده و حفظ کننده آب، عامل تشکیل لایه، حفظ حالت کلوئیدی، تثبیت کننده و تعلیق ساز اشاره کرد.
ترکیبات سلولزی غلظت دهنده
ساده ترین غلیظ کننده های رنگهای لاتکس، مواد مشتق از نشاسته و کازئین هستند. چرا که فیلمهای ضعیفی ایجاد می کنند و تجزیه پذیری بیولوژیکی دارند. غلیظ کننده های رنگهای لاتکس به صورت کلی به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
ترکیبات معدنی غلظت دهنده
رُس، ژل کننده های فلز- آلی (زیر کوناتها وآلومیناها) و سیلیکا ژل.
ترکیبات آلی غلظت دهنده
انواع یونی و غیریونیِ متیل سلولز، هیدرو اتیل سلولز، متیل هیدروکسی اتیل سلولز، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، کربوکسی متیل سلولز و کربوکسی متیل هیدروکسی اتیل سلولز.
پلیمرهای مصنوعی غلظت دهنده
پلی آکریلاتها (امولسیونهای متورم شونده بازی، کوپلیمرهای کربوکسیلیک)، پلی یورتانها (غلظت دهنده های همبسته مانند صمغهای طبیعی) و غلظت دهنده های فرموله شده.
پلی یورتان و پلی وینیل الکل، انقلابی عظیم در صنایع شیمیایی
یکی از موادی که با تولید خود توانست پیشرفت عظیمی در مواد غلظت دهنده ایجاد کند، پلی اورتان (PUR) بود. این ماده به علت مکانیسم فعالیت خود توانست به یکی از مهمترین غلیظ کننده های مواد پوششی و همچنین رنگهای پایه آبی تبدیل شود. این مولکول با تشکیل میسلها و یا ایجاد ارتباط بین آنها با ذرات امولسیون ایجاد شده، ویسکوزیته را افزایش می دهد. PUR های تحویلی جدید، فلو لولینگ بهتری دارند. دارای رفتار و رئولوژی آلکید مانندی هستند. به علت پوشش دادن، خواص هیدروفوبیک، کاهش پاشیده شدن به اطراف در حین کار و پایداری بیولوژیکی، گزینه های مناسبی برای کار هستند. با این حال توجه داشته باشید که مقاومت شُره در آنها کم است و تنها با خمیرهای تینتی گلیکول دار سازگاری دارند.
در نهایت نیز به توضیح درباره یکی دیگرازغلظت دهنده های مهم به نام پلی وینیل الکل (PVOH یا PVA) خواهیم پرداخت. این ماده آلی که نوعی پلیمر مصنوعی می باشد، با کشف خود جهش بزرگی در صنایع کاغذسازی، نساجی و همچنین ساخت انواع پوششها به وجود آورد. از دیگر نامهای متداول آن می توان به پلی اتانول، وینیل، پلی وینیل الکل و هموپلیمر اشاره کرد. از ویژگیهای آن می توان به انحلال پذیری در آب، غیرسمی بودن، چسبندگی کم به پروتئینها و قابلیت سازگاری فوق العاده آن با محیط زیست اشاره کرد. به همین جهت است که کاربردهای فراوانی در علم پزشکی و داروسازی دارد.
سوالات متداول همه چیز درباره غلظت دهنده ها
1- انواع غلظت دهنده های خوراکی را نام ببرید؟
از پرکاربردترین و مهمترین غلیظ کننده های خوراکی می توان به پکتین، سوربیتول، CMC، نشاسته، صمغ عربی ، زانتان گام (گزانتام)، مالتو دکسترین، گوارگام، کاراگینان و … اشاره کرد.
2- از PVA در چه محصولاتی استفاده می‌شود؟
از پلی وینیل الکل برای ساخت فیلم و پوششهای انعطاف پذیر، تولید کاغذ و مقوا، منسوجات، چسبهای مقاوم در برابر آب، ماهیگیری، حلالهای نفتی، ترکیبات قالب گیری پلاستیک، مواد آرایشی و پزشکی، تهیه کلوئیدهای محافظ، محصولات زیست تخریب پذیرو برای ساخت الیاف بازیافتی در چاپ استفاده می شود.
3- سیلیکا چیست؟
سیلیکا، سیلیسیم دی اکسید يا سيليس، نوعی غلیظ کننده است که پس از جذب آب به سیلیکاژل تبدیل می شود و برای از بین بردن پلاکها و لکه های روی دندان (بدون ایجاد خراش و کم کردن جلای دندان)، به عنوان غلیظ کننده و همچنین ساینده در ساخت انواع خمیر دندانها مورد استفاده قرار می گیرد.
4- چگونه می توان غلیظ کننده پلی یورتان را سنتز کرد؟
شما می توانید از واکنش پلی اتیلن گلیکول و همچنین دی ایزوسیانات ایزوفرون با یکدیگر، یک محصول ابتدایی تولید کنید. سپس محصول واکنش خود را با آلکانول دارای زنجیر بلند وارد واکنش کنید تا بتوانید پلی یورتان را سنتز نمایید.
5- صمغ عربی دارای چه کاربردهایی می باشد؟
از این ماده برای افزایش غلظت و پایداری مواد غذایی، تثبیت پوشش انواع شکلاتها، ایجاد بافت کشسان پاستیلها، ایجاد چسبندگی، افزایش حجم آبرنگها، چسباندن کاغذ سیگار و تمبرهای پست استفاده می کنند. از آنجایی که در ساختار خود دارای کلسترول نمی باشد، سبب کاهش وزن و تناسب ا ندام نیز می شود.
