Verdickungsmittel gibt es in einer großen Vielfalt und ihre Zubereitungsmethoden variieren je nach Typ. Im Allgemeinen sind Verdickungsmittel mit niedrigem-molekularem-Gewicht relativ einfach herzustellen; Beispielsweise werden nieder{3}molekulare-anorganische Verdickungsmittel mit Tensiden zur Verdickung kombiniert; Ether/Aminoxid-Verdickungsmittel werden durch Oxidationsreaktionen hergestellt; und Esterverdickungsmittel können durch direkte Veresterung gewonnen werden. Verdicker mit hohem-molekularem-Gewicht nehmen einen größeren Marktanteil ein. Neben anorganischen und natürlichen Verdickungsmitteln mit hohem Molekulargewicht werden die meisten durch Emulsionspolymerisation und umgekehrte Emulsionspolymerisation hergestellt, einige auch durch Lösungspolymerisation, Massepolymerisation und Fällungspolymerisation.
Lösungspolymerisation
Lösungspolymerisation bezieht sich auf den Polymerisationsprozess von in einem Lösungsmittel gelösten Monomeren und Initiatoren usw. Seine Komponenten sind typischerweise polymere Monomere, öll-lösliche/wasser-lösliche Initiatoren, Lösungsmittel/Wasser.
Die Forschung zur Lösungspolymerisation konzentrierte sich hauptsächlich auf die Herstellung von Polyacrylsäure-Verdickungsmitteln. Sein Merkmal ist, dass während des Herstellungsprozesses eine große Menge Lösungsmittel erforderlich ist, um das Polymer aufzulösen. Die meisten dieser Lösungsmittel sind wasserunlöslich und müssen anschließend recycelt werden. Daher sind die Kosten hoch und es schadet auch dem Umweltschutz. Massenpolymerisation
Bei der Massenpolymerisation handelt es sich um den Prozess der Selbstpolymerisation von Monomeren, die durch eine Wärmequelle (Licht, Wärme, Strahlungsenergie usw.) mit wenig oder keinem Initiator/Katalysator initiiert oder beschleunigt wird. Diese Methode erfordert nur geringe Monomere, erfordert keine Lösungsmittelauflösung und liefert Produkte mit wenigen Verunreinigungen und hoher Reinheit. In den letzten Jahren haben einige Forscher damit begonnen, die Massenpolymerisation (ein zwei{4}}stufiges Verfahren) zur Herstellung assoziativer Polyurethanverdicker zu verwenden, indem sie zunächst ein Polyurethan-Präpolymer in der Masse polymerisieren und es schließlich mit einem langkettigen Fettalkohol end-verschließen, um das Produkt zu erhalten.
Emulsionspolymerisation
Unter Emulsionspolymerisation versteht man den Prozess, bei dem Monomere unter mechanischem Rühren mit Hilfe eines Emulgators gleichmäßig in Wasser dispergiert werden, um eine Emulsion zu bilden, und anschließend ein Initiator zugegeben wird, um die Monomerpolymerisation zu starten.
Die Emulsionspolymerisation ermöglicht höhere Reaktionsgeschwindigkeiten, ergibt Polymere mit höheren Molekulargewichten, ist in der Produktion leicht zu kontrollieren und ermöglicht die einfache Entfernung restlicher Monomere. Aufgrund dieser Vorteile verlief die Forschung und Entwicklung dieser Zubereitungsmethode schnell. Acrylverdicker haben ausgezeichnete Verdickungs- und Suspensionseigenschaften und sind mit fast allen nichtionischen, anionischen, amphoteren Tensiden und vielen kationischen Polymeren kompatibel, was die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich zieht.
Umgekehrte Emulsionspolymerisation
Unter umgekehrter Emulsionspolymerisation versteht man eine Polymerisation, bei der ein wasser-unlösliches organisches Lösungsmittel und ein wasser-lösliches Monomer unter der Wirkung eines Emulgators eine Wasser-in-Öl-Emulsion in Wasser bilden.
Diese Methode ist schnell, schonend und liefert hochmolekulare und relativ reine Produkte. Sowohl die Verdickungswirkung als auch die Elektrolytbeständigkeit sind denen der Emulsionspolymerisation überlegen.
Die durch Umkehremulsionspolymerisation hergestellten Arten von Verdickungsmitteln ähneln denen, die durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden, hauptsächlich Polyacrylsäure-Verdickungsmittel. Im Vergleich zur Emulsionspolymerisation eignet sich die umgekehrte Emulsionspolymerisation besser zur Herstellung elektrolytbeständiger Verdickungsmittel. Auf der Grundlage der umgekehrten Emulsionspolymerisation können neue Technologien eingeführt werden, beispielsweise die Strahlungspolymerisation zur Herstellung von Druckverdickungsmitteln, die eine künstliche Steuerung der Polymerisationsgeschwindigkeit ermöglichen und übermäßig schnelle Reaktionen vermeiden.
Fällungspolymerisation
Die Forschung zur Herstellung von Verdickungsmitteln durch Fällungspolymerisation ist relativ begrenzt. Dabei handelt es sich typischerweise um die Zugabe eines Fällungsmittels zu einer Mischung aus einem organischen Lösungsmittel (Benzol, Toluol oder Alkane usw.) und Acrylsäuremonomeren, um einen Vorläuferniederschlag herzustellen, der dann getrocknet oder kalziniert wird.
Im Vergleich zur Umkehremulsionspolymerisation entstehen bei der Fällungspolymerisation Produkte mit schlechten Verdickungseigenschaften und geringer Empfindlichkeit gegenüber Elektrolyten. Das Einbringen einiger Comonomere (z. B. Octadecylmethacrylat) in das Polymer kann dessen Elektrolytbeständigkeit verbessern.
