Estructura y aplicación
Alternativamente o en combinación con Emulsionantes, los coloides protectores pueden utilizarse como agentes estabilizadores en la polimerización por emulsión.
Los compuestos solubles en agua con alto peso molecular, tales como el alcohol polivinílico, se utilizan comúnmente como coloides protectores.
Se pueden utilizar parámetros del coloide protector, tales como la viscosidad (proporcional al peso molecular) y el grado de saponificación (que influencia la densidad de grafting del coloide protector) para determinar las propiedades de dispersión tales como absorción de agua, la viscosidad, o la distribución del tamaño de la partícula. En contraste con los Emulsionantes, los coloides protectores no forman micelas y sus soluciones presentan viscosidades mucho mayores que las soluciones de emulsionante. Además, las dispersiones estabilizadas por coloides protectores a menudo exhiben una viscosidad estructural.
Poli(vinil alcohol)
Compuestos de alto peso molecular y solubles en agua
Parámetros variables:
| 1. grado de hidrólisis (grado de saponificación) | |
| a) Mowiol 18-88 | grado de saponificación 88 Mol% |
| b) Mowiol 20-98 | grado de saponificación 98 Mol% |
| 2. Viscosidad (Peso molecular) | |
| a.) Mowiol 8 -88 | Viscosidad 8 mPas ( 4% soln.) |
| b.) Mowiol 26 -88 | Viscosidad 26 mPas ( 4% soln.) |
| c.) Mowiol 40 -88 | Viscosidad 40 mPas ( 4% soln.) |
Los coloides protectores más comúnmente usados son derivados celulósicos solubles en agua (debido a la introducción de substituyentes hidrofílicos), los dos tipos más importantes se muestran en el siguiente gráfico. Debido a su alto peso molecular y a su estructura, los coloides protectores se incorporan en parte a las partículas del polímero. Este efecto se denomina polimerización por injerto. Por este hecho, las dispersiones, que se estabilizan menudo exhiben una estabilidad drásticamente más alta con respecto al esfuerzo mecánico que las dispersiones estabilizadas por Emulsionantes que se le puedan comparar. Especialmente en las dispersiones que se estabilizan utilizando derivados celulósicos, se podrán inducir interesantes comportamientos de la viscosidad.
Compuestos de alto Peso molecular y solubles en agua:
Carboximetil-celulosa CMC
HidroxiEtil-celulosa HEC
Parámetros variables:
- Grado de substitution (DS)
- Peso molecular (M)
En la formulación de algunas pinturas se utiliza la interacción de las funcionalidades hidroxílicas libres de una dispersión estabilizada a través de coloides protectores para lograr estas características especiales de viscosidad.
Una tercera clase de coloides protectores está representada por otros polímeros hidrofílicos o copolímeros. Aquí se hace posible una enorme variedad estructural. En la siguiente gráfica se presentan dos ejemplos. Por lo general, se puede ver fácilmente que los Emulsionantes, lo mismo que los coloides protectores, juegan un papel importante en una dispersión. Contribuyen principalmente en:
a) La estabilización del sistema químico coloidal durante la polimerización por emulsión.
b) La estabilización de la dispersión final durante la formulación, por ej. contra el esfuerzo mecánico en un disolvente.
c) Al cambiar las propiedades de la viscosidad en una dispersión o de una formulación derivada de una dispersión.
Compuestos de alto Peso molecular y solubles en agua
Copolímeros de N-metil vinil acetamida, ejemplos:
- Dioctil maleato
- poli-N-vinil pirrolidona