สารเพิ่มความข้นมีหลายประเภท และวิธีการเตรียมก็แตกต่างกันไปตามประเภท โดยทั่วไป สารเพิ่มความหนา-โมเลกุล-ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำนั้นค่อนข้างง่ายในการเตรียม ตัวอย่างเช่น สารเพิ่มความข้นอนินทรีย์-โมเลกุล-น้ำหนักต่ำจะรวมกับสารลดแรงตึงผิวเพื่อทำให้ข้นขึ้น สารเพิ่มความหนาอีเทอร์/เอมีนออกไซด์ถูกเตรียมผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน และสารเพิ่มความข้นเอสเทอร์สามารถหาได้จากเอสเทอริฟิเคชั่นโดยตรง สารเพิ่มความข้นน้ำหนักโมเลกุล-สูง-ครอบครองส่วนแบ่งการตลาดที่ใหญ่กว่า นอกจากสารเพิ่มความหนา-โมเลกุล-ที่มีน้ำหนักอนินทรีย์และเป็นธรรมชาติแล้ว ส่วนใหญ่ยังเตรียมผ่านการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันและการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันแบบย้อนกลับ โดยมีเพียงไม่กี่ชนิดที่ใช้สารละลายโพลิเมอไรเซชัน โพลีเมอไรเซชันจำนวนมาก และพอลิเมอไรเซชันแบบตกตะกอน
สารละลายโพลีเมอไรเซชัน
ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันหมายถึงกระบวนการโพลิเมอไรเซชันของมอนอเมอร์ที่ละลายในตัวทำละลายและตัวเริ่มต้น ฯลฯ ส่วนประกอบของสารละลายโดยทั่วไปคือโมโนเมอร์โพลีเมอร์ ตัวเริ่มต้นที่ละลายได้ในน้ำมัน-/น้ำ- ตัวทำละลาย/น้ำ
การวิจัยเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันของสารละลายมุ่งเน้นไปที่การเตรียมสารเพิ่มความเข้มข้นของกรดโพลีอะคริลิกเป็นหลัก ลักษณะเฉพาะคือต้องใช้ตัวทำละลายจำนวนมากในการละลายโพลีเมอร์ในระหว่างขั้นตอนการเตรียม ตัวทำละลายเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ละลายในน้ำ และจำเป็นต้องรีไซเคิลในภายหลัง ดังนั้นต้นทุนจึงสูงและเป็นอันตรายต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมด้วย การเกิดพอลิเมอไรเซชันเป็นกลุ่ม
การเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันเป็นกลุ่มเป็นกระบวนการของการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันในตัวเองของโมโนเมอร์-ที่เริ่มต้นหรือเร่งโดยแหล่งความร้อน (แสง ความร้อน พลังงานการแผ่รังสี ฯลฯ) โดยมีตัวเริ่มต้น/ตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย วิธีนี้มีข้อกำหนดต่ำสำหรับโมโนเมอร์ ไม่ต้องการการละลายของตัวทำละลาย และได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความเจือปนน้อยและมีความบริสุทธิ์สูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยบางคนได้เริ่มใช้โพลีเมอไรเซชันจำนวนมาก (วิธีการสอง-ขั้นตอน) เพื่อเตรียมสารเพิ่มความหนาโพลียูรีเทนแบบเชื่อมโยง ขั้นแรกคือโพลียูรีเทนพรีโพลีเมอร์เป็นกลุ่ม และสุดท้าย-ปิดฝาด้วยแฟตตี้แอลกอฮอล์สายโซ่ยาว-เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์
อิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน
โพลีเมอไรเซชันแบบอิมัลชันหมายถึงกระบวนการที่โมโนเมอร์ถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอในน้ำภายใต้การกวนเชิงกลด้วยความช่วยเหลือของอิมัลซิไฟเออร์เพื่อสร้างอิมัลชัน จากนั้นตัวเริ่มปฏิกิริยาถูกเติมเพื่อเริ่มปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของโมโนเมอร์
โพลีเมอไรเซชันแบบอิมัลชันสามารถรองรับอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่สูงขึ้น ได้โพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า ง่ายต่อการควบคุมในการผลิต และช่วยให้สามารถกำจัดโมโนเมอร์ที่ตกค้างได้ง่าย จากข้อดีเหล่านี้ การวิจัยและพัฒนาวิธีการเตรียมการนี้จึงดำเนินไปอย่างรวดเร็ว สารเพิ่มความข้นอะคริลิกมีคุณสมบัติในการทำให้หนาและแขวนลอยได้ดีเยี่ยม และเข้ากันได้กับสารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุ ประจุลบ แอมโฟเทอริก และโพลีเมอร์ประจุบวกหลายชนิดเกือบทั้งหมด จึงดึงดูดความสนใจของนักวิจัย
รีเวอร์สอิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน
รีเวิร์สอิมัลชันพอลิเมอไรเซชันหมายถึงการเกิดพอลิเมอไรเซชันโดยที่-ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำและ-โมโนเมอร์ที่ละลายน้ำได้ก่อตัวเป็นน้ำ-ใน-อิมัลชันน้ำมันในน้ำภายใต้การกระทำของอิมัลซิไฟเออร์
วิธีนี้เป็นวิธีที่รวดเร็ว ไม่รุนแรง และให้น้ำหนักโมเลกุลสูงและได้ผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ ทั้งคุณสมบัติในการทำให้หนาขึ้นและความต้านทานต่ออิเล็กโทรไลต์นั้นเหนือกว่ากระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชัน
ประเภทของสารเพิ่มความข้นที่เตรียมโดยรีเวิร์สอิมัลชันพอลิเมอไรเซชันจะคล้ายคลึงกับชนิดที่เตรียมโดยอิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารทำให้กรดโพลีอะคริลิกเป็นหลัก เมื่อเปรียบเทียบกับพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชัน รีเวิร์สอิมัลชันพอลิเมอไรเซชันมีความเหมาะสมมากกว่าสำหรับการเตรียมสารเพิ่มความหนาที่ต้านทานอิเล็กโทรไลต์- เทคโนโลยีใหม่ๆ สามารถถูกนำมาใช้โดยอาศัยรีเวิร์สอิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน เช่น การแผ่รังสีพอลิเมอไรเซชัน เพื่อเตรียมสารเพิ่มความข้นในการพิมพ์ ช่วยให้สามารถควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันโดยธรรมชาติ และหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาที่เร็วเกินไป
การตกตะกอนโพลีเมอไรเซชัน
การวิจัยเกี่ยวกับการเตรียมสารเพิ่มความหนาโดยการตกตะกอนของพอลิเมอไรเซชันมีค่อนข้างจำกัด โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการเติมสารตกตะกอนให้กับส่วนผสมของตัวทำละลายอินทรีย์ (เบนซีน โทลูอีน หรืออัลเคน ฯลฯ) และโมโนเมอร์ของกรดอะคริลิกเพื่อเตรียมตะกอนของสารตั้งต้น ซึ่งต่อจากนั้นทำให้แห้งหรือเผา
เมื่อเปรียบเทียบกับปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันแบบย้อนกลับ การตกตะกอนของพอลิเมอไรเซชันจะทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติเพิ่มความหนาต่ำและมีความไวต่ออิเล็กโทรไลต์ การแนะนำโคโมโนเมอร์บางชนิด (เช่น ออกตาเดซิล เมทาคริเลต) เข้าไปในโพลีเมอร์สามารถปรับปรุงความต้านทานอิเล็กโทรไลต์ได้
