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Visão geral de espessantes princípios dos espessantes

Os espessantes são uma classe de substâncias que podem aumentar a viscosidade de um sistema material ou formar um gel, e seu princípio de espessamento envolve principalmente a estrutura e as interações moleculares, alterações nas propriedades reológicas da solução, etc. Existem diferenças nos princípios de funcionamento dos diferentes tipos de espessantes, que são amplamente utilizados em diversas áreas, como alimentos, tintas, revestimentos, entre outras.

Mecanismo de espessamento do núcleo dos espessantes

Formação de estrutura de rede macromolecular: os espessantes em solução formam uma estrutura de rede macromolecular, que pode reter uma grande quantidade de líquido, aumentando assim a viscosidade da solução.

Alterar as propriedades reológicas da solução: o espessante pode alterar as propriedades reológicas da solução, transformando-a de um fluido newtoniano em um fluido não newtoniano, ou seja, sob a ação do cisalhamento, a viscosidade da solução será reduzida com o aumento do cisalhamento, mas em condições estáticas ou de baixo cisalhamento, a viscosidade da solução será relativamente alta.

Interações intermoleculares: os espessantes interagem entre si formando agregados ou aglomerados, o que pode aumentar a viscosidade da solução.

Efeito dos eletrólitos: alguns espessantes necessitam da adição de eletrólitos durante o processo de utilização, como sais inorgânicos; a presença desses eletrólitos pode afetar o efeito espessante do produto.

O princípio de espessamento específico de diferentes tipos de espessantes

Espessantes naturais de goma, como os polipolissacarídeos, etc., atuam através da interação entre a unidade de açúcar do polipolissacarídeo, que contém 3 grupos hidroxila, e as moléculas de água, formando uma estrutura de rede de hidratação tridimensional, alcançando assim o efeito espessante.

Espessantes de celulose: principalmente através da cadeia principal hidrofóbica e das moléculas de água próximas, que formam ligações de hidrogênio, aumentando assim o espaço de livre movimento entre as partículas e, consequentemente, a viscosidade. Ao mesmo tempo, o entrelaçamento das moléculas ao redor da cadeia molecular também contribui para o aumento da viscosidade. Isso ocorre porque, em condições estáticas ou de baixa taxa de cisalhamento, a celulose encontra-se principalmente em um estado desordenado; já em altas taxas de cisalhamento, as moléculas se organizam paralelamente à direção das atividades, formando uma estrutura semelhante a um tecido, o que resulta no aumento da viscosidade do sistema.

Espessantes de ácido poliacrílico: principalmente espessantes dissolvidos em água, este tipo de espessantes, através da repulsão eletrostática dos íons carboxilato do mesmo sexo, promove o desenvolvimento helicoidal da cadeia molecular desde o início, aumentando a viscosidade na fase aquosa, mas também através da formação de uma rede de partículas de emulsão e pigmentos para aumentar a viscosidade.

Espessante de poliuretano conjugado: a estrutura molecular desse tipo de espessante consiste na introdução de grupos hidrofílicos e hidrofóbicos. Quando a concentração da solução aquosa ultrapassa um determinado limite, formam-se micelas, e as partículas de polímero se organizam em uma estrutura semelhante a uma rede, aumentando assim a viscosidade do sistema.

Espessantes inorgânicos: um tipo de gel mineral tixotrópico que absorve água e incha.