增稠劑
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增稠劑(Thickener)
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增稠劑是指用於提高產品的黏度或稠度的一類新型功能高分子材料，具有用量小、增稠明顯、使用方便等特點，被廣泛地應用於製藥、印染、化妝品、食品添加劑、採油、造紙、皮革加工等行業中。
增稠劑的種類[1]
能夠作為增稠劑的物質很多，並且隨著應用的不同，增稠劑的種類也不一樣。一般增稠劑按相對分子質量分，有低分子增稠劑和高分子增稠劑；按功能團分，主要有無機增稠劑、纖維素類、聚丙烯酸酯和締合型聚氨酯增稠劑4類。下麵按相對分子質量對增稠劑進行分類。
1.低分子增稠劑
(1)無機鹽類增稠劑
用無機鹽(如氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、單乙醇胺氯化物、二乙醇胺氯化物、硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸二鈉和三磷酸五鈉等)做增稠劑的體系，一般是錶面活性劑水溶液體系，最常用的無機鹽增稠劑是氯化鈉，增稠效果明顯。
(2)脂肪醇、脂肪酸類增稠劑
脂肪醇、脂肪酸(如月桂醇、肉豆蔻醇、癸醇、己醇、辛醇、鯨蠟醇、硬脂醇、山嵛醇、月桂酸、亞油酸、亞麻酸、肉豆蔻酸、硬脂酸等)是帶極性的有機物，可以把它們看成非離子錶面活性劑，它們既有親油基團，又有親水基團。少量該類有機物的存在對錶面活性劑的錶面張力等性質有顯著影響，其作用大小是隨碳鏈加長而增大，一般來說呈線性變化關係。
(3)烷醇酰胺類增稠劑
烷醇酰胺能在電解質存在下，進行增稠並且能達到最佳效果。各種不同的烷醇酰胺在性能上有很大差異，最常用的是椰油二乙醇酰胺。在單獨使用和復配使用時效果不一樣。這類增稠劑的缺點是烷醇酰胺的雜質中有游離胺，是亞硝胺的潛在來源。
(4)醚類增稠劑
這類增稠劑屬於非離子增稠劑，一般以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)為主，通常情況下，僅用無機鹽即能調成合適的黏度。另外其增稠效果與產物中所含未反應的醇及同系物的分佈寬窄有很大關係。同系物的分佈愈窄，其增稠效果愈大。
(5)酯類增稠劑
這類增稠劑也屬於非離子增稠劑，主要用於錶面活性劑水溶液體系中。其優點是不容易水解，在寬的pH和溫度範圍內黏度穩定。目前最常用的是PEG-150二硬脂酸酯。
(6)氧化胺增稠劑
氧化胺是極性的非離子錶面活性劑，具有增稠作用。其特征表現為：在中性或鹼性條件下，氧化胺在水溶液中以不電離的水化物存在，顯示非離子性；在酸性溶液中，它顯示弱的陽離子性。當溶液pH值<3時，氧化胺的陽離子性尤為明顯。因此它可以在不同的條件下與陽離子、陰離子、非離子和兩性離子等錶面活性劑很好配伍並顯示協同效應。氧化胺常用於化妝品方面的增稠。
(7)其它增稠劑
少數甜菜鹼和皂類也能作增稠劑，皂類可用於棒狀化妝品中的增稠，甜菜鹼主要用於錶面活性劑水體系中。
2.高分子增稠劑
(1)無機增稠劑
無機增稠劑是一類吸水膨脹而形成觸變性的凝膠礦物。主要有膨潤土、凹凸棒土、硅酸鋁等，其中膨潤土最為常用。現在人們正在研究用無機物和其它物質複合合成增稠劑，如M Chtourou等人正在研究用銨鹽的有機衍生物和類屬蒙脫石的突尼西亞粘土合成增稠劑，並且有了很大的進展。
(2)纖維素類增稠劑
纖維素類增稠劑的使用歷史較長，品種也很多，有甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等，廣泛應用於各種領域。纖維素類增稠劑通過水合膨脹的長鏈而增稠，其體系表現明顯的假塑性流變形態。
(3)聚丙烯酸類增稠劑
聚丙烯酸類增稠劑屬陰離子型增稠劑，是目前應用比較廣泛的合成增稠劑，尤其在印染方面。一般由3種或更多的單體聚合而成，主單體一般為羧酸類單體，如丙烯酸、馬來酸或馬來酸酐、甲基丙烯酸等；第二單體一般為丙烯酸酯或苯乙烯；第三單體是具有交聯作用的單體，例如N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、雙丙烯酸丁二酯或鄰苯二甲酸二丙烯酯等。
(4)聚氨酯類增稠劑
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯，是分子結構中含有-NHCOO-單元的高分子化合物。可通過二異氰酸酯和聚乙二醇在封端劑的存在下合成，聚氨酯類增稠劑是近年來新開發的締合型增稠劑，是分子量相對較低的水溶性聚氨酯。分子結構中有親水部分也有親油部分，呈現出一定的錶面活性。
(5)天然膠增稠劑
天然膠主要有膠原蛋白類和聚多糖類，但是作為增稠劑的天然膠主要是聚多糖類。
(6)聚氧乙烯類增稠劑
一般把相對分子質量>2．5×104的產品稱作聚氧乙烯，而<2．5×104的稱作聚乙二醇，增稠機理主要與高分子聚合物鏈有關。聚氧乙烯的水溶液在紫外線、強酸和過渡金屬離子(特別是Fe3 + 、Cr3 + 和Ni2 + 作用下會自動氧化降解，失去其黏度。
(7)其它增稠劑
PVM／MA癸二烯交聯聚合物(聚乙烯甲基醚／丙烯酸甲酯與癸二烯的交聯聚合物)是新的一族增稠劑，能配製成透明定型凝膠、噴髮膠和乳膠，可用於增稠醇類溶液、甘油和其它非水體系。
增稠劑的主要應用[1]
增稠劑的用途相當廣泛，目前應用研究已經深入到印染紡織、水性塗料、醫葯、食品加工和日常用品等方面。
1.印染紡織
紡織品及塗料印花要獲得良好的印製效果和質量，很大程度上取決於印花色漿的性能，其中增稠劑的性能起著至關重要的作用。加入增稠劑可使印花產品給色量高，印花輪廓清晰，色澤鮮艷飽滿，提高產品的透網性和觸變性，給印染企業創造更大的利潤空間。印花色漿的增稠劑過去多用天然澱粉或海藻酸鈉，由於天然澱粉成糊困難、海藻酸鈉價格較貴等原因，現在逐漸被丙烯酸型印染增稠劑所代替。
2.水性塗料
塗料的主要功能是裝飾及保護被塗物。適當地加入增稠劑，可以有效地改變塗料體系的流體特性，使之具有觸變性，從而賦予塗料良好的貯存穩定性和施T性。好的增稠劑要達到如下要求：貯存時提高塗料黏度、抑制塗料的分離，高速塗裝時要降低黏度，塗裝後提高塗膜的黏度、防止流掛現象的發生，等等。傳統的增稠劑經常使用水溶性的聚合物，例如，纖維素衍生物中的高分子羥乙基纖維素(HEC)等。SEM資料顯示聚合增稠劑還可在紙製品塗膜過程中控制水分的保留，增稠劑的存在可使塗料紙錶面呈現光滑和均勻。尤其是溶脹型乳液(HASE)增稠劑有優秀的抗飛濺能力，可以和其它種類增稠劑聯合使用，大大減輕塗料紙錶面的粗糙度。
3.食品
迄今世界上用於食品工業的食品增稠劑已有40餘種，主要用來改善和穩定食品的物理性質或形態、增加食品的黏度、賦予食品粘滑適口的口感，並起到增稠、穩定、均質、乳化凝膠、掩蔽、矯味、增香、增甜等作用。增稠劑種類很多，分天然和化學合成兩類。天然增稠劑主要從動植物中獲取，化學合成的增稠劑有CMC-Na、藻酸丙二酯等。
4.日化行業
目前使用於日化行業的增稠劑達200多種，主要有無機鹽類、錶面活性劑類、水溶性高分子類和脂肪醇及脂肪酸類等。在日用品方面，用於洗潔精，可使產品透明、穩定、泡沫豐富、手感細膩、易於漂洗，另外還常應用於化妝品、牙膏等中。
5.其它
增稠劑也是水基壓裂液中的主要添加劑，關係到壓裂液的使用性能及壓裂成敗。此外，增稠劑也廣泛應用於醫葯、造紙、陶瓷、皮革加工、電鍍等方面。
增稠劑的研究展望[2]
增稠劑屬於多品種、多功能材料。纖維素增稠劑、聚丙烯酸酯增稠劑、鹼溶性丙烯酸增稠劑、聚氨酯增稠劑等系列產品的市場需求量較大，它們在成糊性、滲透性、透網性、流變性、觸變性、曳絲性、抱水性和混懸性等方面性能突出。隨著增稠劑的不斷開發，各生產廠家普遍認識到應用研究的重要意義。但與跨國公司相比，國內企業的產品在系列化和產品性能上還存在一定差距，一些產品開發還處於仿製階段，今後應該集中精力開發自己的特色產品。液體締合型無溶劑增稠劑、對聚丙烯酸增稠劑進行共聚改性、增稠劑復配將是今後增稠劑領域開發的方向。此外，儘管合成增稠劑占據著主要市場面，但是這些增稠劑大多以反相乳液聚合為主，有機溶劑的污染給環境帶來巨大的壓力。因此開發低污染環境友好型增稠劑也是該領域的研究方向之一。
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