مناقشة حول طريقة اختبار اللزوجة لمحلول إيثر السليلوز للملاط الجاف المختلط

إيثر السليلوز هو مركب بوليمر يتم تصنيعه من السليلوز الطبيعي من خلال عملية الأثير، وهو مثخن ممتاز وعامل احتباس للماء.

خلفية البحث

استُخدمت إيثرات السليلوز على نطاق واسع في الملاط الجاف المختلط في السنوات الأخيرة، وأكثرها استخدامًا هي بعض إيثرات السليلوز غير الأيونية، بما في ذلك إيثر ميثيل السليلوز (MC)، وإيثر هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)، وإيثر هيدروكسي إيثيل السليلوز، وإيثر ميثيل السليلوز (HEMC)، وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC). في الوقت الحالي، لا توجد الكثير من الدراسات حول طريقة قياس لزوجة محلول إيثر السليلوز. في بلدنا، تنص بعض المعايير والدراسات فقط على طريقة اختبار لزوجة محلول إيثر السليلوز.

طريقة تحضير محلول إيثر السليلوز

تحضير محلول إيثر ميثيل السليلوز

تشير إيثرات ميثيل السليلوز إلى إيثرات السليلوز التي تحتوي على مجموعات ميثيل في الجزيء، مثل MC وHEMC وHPMC. نظرًا لكراهية مجموعة الميثيل للماء، فإن محاليل إيثر السليلوز التي تحتوي على مجموعات ميثيل لها خصائص التبلور الحراري، أي أنها غير قابلة للذوبان في الماء الساخن عند درجة حرارة أعلى من درجة حرارة التبلور (حوالي 60-80 درجة مئوية). لمنع محلول إيثر السليلوز من تكوين تكتلات، سخّن الماء فوق درجة حرارة الهلام، حوالي 80-90 درجة مئوية، ثم أضف مسحوق إيثر السليلوز إلى الماء الساخن، وحركه حتى يذوب، واستمر في التقليب حتى يبرد إلى درجة الحرارة المحددة، ويمكن تحضيره في محلول إيثر السليلوز موحد.

خصائص ذوبان الإيثرات المحتوية على ميثيل السليلوز غير المعالجة بالسطح

لتجنب تكتل إيثر السليلوز أثناء عملية الذوبان، يُجري المُصنِّعون أحيانًا معالجةً كيميائيةً لسطح منتجات إيثر السليلوز المسحوق لتأخير ذوبانها. تحدث عملية الذوبان بعد تشتت إيثر السليلوز تمامًا، لذا يُمكن تشتيته مباشرةً في الماء البارد ذي الرقم الهيدروجيني المُتعادل دون تكوين تكتلات. كلما ارتفعت قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول، قلّ زمن ذوبان إيثر السليلوز ذي خصائص الذوبان المُتأخر. اضبط قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى قيمة أعلى. ستُزيل القلوية قابلية ذوبان إيثر السليلوز المُتأخرة، مما يُؤدي إلى تكوين إيثر السليلوز تكتلات عند الذوبان. لذلك، يجب رفع قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول أو خفضها بعد تشتت إيثر السليلوز تمامًا.

خصائص ذوبان الإيثرات المحتوية على ميثيل السليلوز المعالجة بالسطح

تحضير محلول إيثر هيدروكسي إيثيل السليلوز

لا يمتلك محلول إيثر هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC) خاصية التجلط الحراري، ولذلك، فإن HEC، دون معالجة سطحية، سيُشكل تكتلات في الماء الساخن. عادةً ما يُجري المُصنِّعون معالجة سطحية كيميائية لمسحوق HEC لتأخير ذوبانه، بحيث يُمكن تفريقه مباشرةً في الماء البارد ذي الرقم الهيدروجيني المُتعادل دون تكوين تكتلات. وبالمثل، في محلول ذي قلوية عالية، يُمكن أن يُشكل HEC تكتلات أيضًا بسبب تأخر فقدان قابليته للذوبان. ونظرًا لأن ملاط ​​الأسمنت يكون قلويًا بعد الترطيب، وقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول تتراوح بين 12 و13، فإن معدل ذوبان إيثر السليلوز المُعالج سطحيًا في ملاط ​​الأسمنت يكون سريعًا جدًا.

خصائص ذوبان HEC المعالجة بالسطح

الاستنتاج والتحليل

1. عملية التشتت

من أجل تجنب التأثيرات السلبية على وقت الاختبار بسبب الذوبان البطيء لمواد المعالجة السطحية، يوصى باستخدام الماء الساخن للتحضير.

2. عملية التبريد

يجب تحريك محاليل إيثر السليلوز وتبريدها في درجة حرارة الغرفة لتقليل معدل التبريد، الأمر الذي يتطلب أوقات اختبار ممتدة.

3. عملية التحريك

بعد إضافة إيثر السليلوز إلى الماء الساخن، استمر في التقليب. عندما تنخفض درجة حرارة الماء عن درجة حرارة الجل، سيبدأ إيثر السليلوز بالذوبان، وسيصبح المحلول لزجًا تدريجيًا. في هذه الحالة، يجب تقليل سرعة التقليب. بعد أن يصل المحلول إلى لزوجة معينة، يجب أن يبقى ساكنًا لأكثر من عشر ساعات قبل أن تطفو الفقاعات ببطء على السطح ثم تنفجر وتختفي.

فقاعات الهواء في محلول إيثر السليلوز

4. عملية الترطيب

ينبغي قياس جودة إيثر السليلوز والماء بدقة، ومحاولة عدم الانتظار حتى يصل المحلول إلى لزوجة أعلى قبل تجديد الماء.

5. اختبار اللزوجة

نظرًا لخواص محلول إيثر السليلوز اللزوجة، عند اختبار لزوجته، سيؤدي إدخال دوار مقياس اللزوجة الدوراني في المحلول إلى اختلاله والتأثير على نتائج القياس. لذلك، بعد إدخال الدوار في المحلول، يجب تركه لمدة 5 دقائق قبل الاختبار.