Um polímero de emulsão é uma dispersão coloidal de partículas de polímero discreto com uma faixa normal de tamanhos de partículas de 0,05-0,5 mícrons em água. Para entender o quão pequenas são essas partículas, pense no ponto final no fim desta frase. Ele é bem pequeno, mas uma esfera desse tamanho poderia conter 10 bilhões de partículas de látex. Não é de surpreender que essas partículas sejam visíveis somente com microscópios poderosos.
O tamanho das partículas pode ser medido utilizando métodos de espalhamento de luz de laser. Na Lubrizol, nós medimos o tamanho das partículas da maioria das emulsões de polímeros durante a produção em nossas plantas para garantir que as especificações de tamanho de partículas sejam cumpridas.
O tamanho das partículas também envolve distribuição, o que quer dizer que nem todas as partículas são exatamente do mesmo tamanho. Se uma medição for mostrada como 0,1, esse é um tamanho de partícula médio. Algumas partículas podem ter ,08, enquanto outras podem ter 0,12. O tamanho das partículas e sua distribuição de tamanhos impactam diversas propriedades de revestimento, incluindo viscosidade, resistência a água, transparência do filme, estabilidade mecânica, brilho e mais.
A distribuição, larga ou estreita, afeta a viscosidade e reologia. Em um determinado tamanho de partícula médio, uma distribuição de tamanho de partícula (PSD) mais ampla se correlaciona com viscosidade de látex significativamente reduzida e mais reologia newtoniana.
Reologia de pseudoplasticidade significa que quanto mais um revestimento é misturado, mais fino ele se torna (pense em ketchup). Reologia newtoniana significa que a viscosidade continuará inalterada com a mistura (pense em água). Essas propriedades podem importar mais em algumas aplicações.
Reologia
A distribuição de tamanhos de partículas pode afetar a reologia de cisalhamento, não somente para o polímero, mas também para o produto final. A reologia de pseudoplasticidade pode ser vista ao pulverizar um revestimento. Para pulverizar facilmente, a viscosidade deve ser baixa durante o cisalhamento. Mas uma vez no substrato, a viscosidade idealmente deve ser maior para evitar gotejamento ou flacidez. Além disso, a penetração em alguns substratos pode ser controlada pela reologia de cisalhamento do revestimento ou tinta.
Existem múltiplas outras aplicações nas quais o efeito oposto é desejado, sendo necessária uma viscosidade mais plana vs. cisalhamento. Por exemplo, imprimir um desenho em papel em alta velocidade pode respingar tinta se a viscosidade afinar muito durante a aplicação.
PSD Larga vs. PSD Estreita
É possível projetar um produto que tenha tamanhos de partículas mais estreitos ou mais largos. Com exatamente a mesma composição de polímero, diferentes propriedades podem ser criadas ao controlar o tamanho de partículas, juntamente com diversos outros fatores. O modo como um produto é projetado pode proporcionar propriedades muito diferentes.
Em aplicações de impressão digital, pode ser importante ter uma distribuição de tamanhos de partículas mais estreita, e principalmente evitar partículas grandes. Isso porque partículas maiores podem causar problemas de acúmulo no cabeçote de impressão.
Revestimentos de piso de madeira são outro exemplo de como o tamanho das partículas pode ser significativo. As partículas podem ser mantidas em um tamanho tão pequeno que, quando o revestimento é aplicado, fica transparente sobre a madeira quando úmido. Este aspecto é desejado por alguns fabricantes de revestimento de madeira para que o pintor ou proprietário da casa consiga ver o grão da madeira conforme o revestimento é aplicado. Para uma aplicação desse tipo, a Lubrizol produz um produto de tamanho pequeno de partícula para que o revestimento não fique opaco quando aplicado. O tamanho de partícula menor ajuda a proporcionar resistência a água, brilho e outros fatores. De forma similar, tamanhos pequenos de partícula podem ser vantajosos para aplicações nas quais a penetração em substratos ou superfícies de revestimento liso são desejáveis.
Para saber mais sobre a distribuição de tamanhos de partículas e seu impacto nas propriedades de aplicação ou para obter ajuda ao selecionar o polímero certo para necessidades específicas, entre em contato com o seu gerente de conta da Lubrizol.
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