هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز

نظرة عامة: يُعرف باسم HPMC، وهو مسحوق ليفي أو حبيبي أبيض أو مائل للصفرة. هناك أنواع عديدة من السليلوز، وهي شائعة الاستخدام، ولكننا نتعامل بشكل رئيسي مع عملائنا في صناعة مواد البناء بالمسحوق الجاف. السليلوز الأكثر شيوعًا هو الهيبروميلوز.

عملية الإنتاج: المواد الخام الرئيسية لـ HPMC: القطن المكرر، وكلوريد الميثيل، وأكسيد البروبيلين، بالإضافة إلى مواد خام أخرى مثل القلوي المتقشر، والأحماض، والتولوين، والأيزوبروبانول، وغيرها. يُعالَج سليلوز القطن المكرر بمحلول قلوي عند درجة حرارة 35-40 درجة مئوية لمدة نصف ساعة، ثم يُكبس ويُسحق السليلوز، ويُعتَّق جيدًا عند درجة حرارة 35 درجة مئوية، بحيث يكون متوسط ​​درجة بلمرة الألياف القلوية الناتجة ضمن النطاق المطلوب. تُوضَع الألياف القلوية في غلاية الأثير، ويُضاف إليها أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل بالتناوب، وتُؤَثَّر عند درجة حرارة 50-80 درجة مئوية لمدة 5 ساعات، بضغط أقصى يبلغ حوالي 1.8 ميجا باسكال. ثم تُضاف كمية مناسبة من حمض الهيدروكلوريك وحمض الأكساليك إلى الماء الساخن عند درجة حرارة 90 درجة مئوية لغسل المادة وزيادة حجمها. يُجفف باستخدام جهاز طرد مركزي. اغسل حتى يصبح متعادلاً، وعندما تكون نسبة الرطوبة في المادة أقل من 60%، جففها بتدفق هواء ساخن عند درجة حرارة 130 درجة مئوية إلى أقل من 5%. الوظيفة: احتباس الماء، تكثيف، مقاومة للترهل، قابلية تشغيل تسمح بدخول الهواء، تثبيط التصلب.

الاحتفاظ بالماء: يُعد الاحتفاظ بالماء أهم خاصية لإيثر السليلوز! في إنتاج ملاط ​​الجبس المعجون والمواد الأخرى، يُعد استخدام إيثر السليلوز أمرًا ضروريًا. يمكن للاحتفاظ بالماء العالي أن يتفاعل بشكل كامل مع رماد الأسمنت وجبس الكالسيوم (كلما كان التفاعل أكثر اكتمالًا، زادت القوة). في نفس الظروف، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، كان الاحتفاظ بالماء أفضل (تضيق الفجوة فوق 100000 لزوجة)؛ كلما زادت الجرعة، كان الاحتفاظ بالماء أفضل، وعادةً ما يمكن لكمية صغيرة من إيثر السليلوز أن تحسن أداء الملاط بشكل كبير. معدل الاحتفاظ بالماء، عندما يصل المحتوى إلى مستوى معين، يصبح اتجاه زيادة معدل الاحتفاظ بالماء أبطأ؛ عادةً ما ينخفض ​​معدل الاحتفاظ بالماء لإيثر السليلوز مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، ولكن بعض إيثرات السليلوز عالية الهلام تتمتع أيضًا بأداء أفضل في ظروف درجات الحرارة العالية. الاحتفاظ بالماء. يسمح الانتشار المتبادل بين جزيئات الماء وسلاسل جزيئات الأثير السليلوز لجزيئات الماء بالدخول إلى داخل سلاسل جزيئات الأثير السليلوز الكبيرة والحصول على قوة ربط قوية، وبالتالي تكوين مياه حرة، وتشابك المياه، وتحسين احتباس الماء في ملاط ​​الأسمنت.

مُكثِّف، مُثخِّن، ومُضاد للترهل: يُضفي لزوجة ممتازة على الملاط الرطب! يُمكنه زيادة الالتصاق بين الملاط الرطب والطبقة الأساسية بشكل كبير، ويُحسِّن أداء الملاط المُضاد للترهل. كما يُزيد تأثير إيثرات السليلوز المُكثِّف من مقاومة التشتت وتجانس المواد المُخلوطة حديثًا، مما يمنع انفصال المواد وانفصالها ونزيفها. ينشأ تأثير إيثرات السليلوز المُكثِّف على المواد الأسمنتية من لزوجة محاليل إيثر السليلوز. في نفس الظروف، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، زادت لزوجة المادة الأسمنتية المُعدّلة، ولكن إذا كانت اللزوجة كبيرة جدًا، فإنها ستؤثر على سيولة المادة وقابليتها للتشغيل (مثل مجرفة لاصقة وكاشطة دفعات). تتطلب الملاط ذاتي التسوية والخرسانة ذاتية الرص التي تتطلب سيولة عالية لزوجة منخفضة من إيثر السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، فإن تأثير التكثيف لإيثر السليلوز سيزيد من الطلب على الماء للمواد القائمة على الأسمنت ويزيد من إنتاج الملاط. يتميز محلول إيثر السليلوز المائي عالي اللزوجة بخاصية ثيكسوتروبية عالية، وهي أيضًا سمة رئيسية لإيثر السليلوز. تتميز المحاليل المائية للسليلوز عمومًا بخصائص تدفق شبه بلاستيكية وغير ثيكسوتروبية تحت درجة حرارة الهلام، ولكنها تتمتع بخصائص تدفق نيوتنية عند معدلات قص منخفضة. تزداد اللدونة الزائفة مع زيادة الوزن الجزيئي أو تركيز إيثر السليلوز. تتشكل المواد الهلامية الهيكلية عند زيادة درجة الحرارة، ويحدث تدفق ثيكسوتروبي عالي. تُظهر إيثرات السليلوز ذات التركيزات العالية واللزوجة المنخفضة خاصية ثيكسوتروبية حتى تحت درجة حرارة الهلام. هذه الخاصية ذات فائدة كبيرة لبناء ملاط ​​البناء لضبط تسويته وترهله. تجدر الإشارة هنا إلى أنه كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز كلما كان الاحتفاظ بالماء أفضل، ولكن كلما زادت اللزوجة زاد الوزن الجزيئي النسبي لإيثر السليلوز وبالتالي انخفاض قابليته للذوبان مما يؤثر سلباً على تركيز الملاط وقابليته للتشغيل.

السبب: لإيثر السليلوز تأثير واضح في سحب الهواء على المواد الأسمنتية الطازجة. يحتوي إيثر السليلوز على مجموعتين: محبة للماء (مجموعة هيدروكسيل، مجموعة إيثر) وكارهة للماء (مجموعة ميثيل، حلقة جلوكوز)، وهو مادة خافضة للتوتر السطحي، وله نشاط سطحي، وبالتالي تأثير سحب الهواء. يُنتج تأثير سحب الهواء لإيثر السليلوز تأثيرًا كرويًا، مما يُحسّن أداء تشغيل المادة المختلطة حديثًا، مثل زيادة ليونة ونعومة الملاط أثناء التشغيل، مما يُفيد في رصف الملاط؛ كما يُزيد من إنتاج الملاط، مما يُقلل من تكلفة إنتاج الملاط؛ ولكنه يُزيد من مسامية المادة المُصلبة ويُقلل من خصائصها الميكانيكية مثل القوة ومعامل المرونة. بصفته مادة خافضة للتوتر السطحي، يُؤثر إيثر السليلوز أيضًا على جزيئات الأسمنت بتأثير مُرطب أو مُزلق، مما يزيد، إلى جانب تأثير سحب الهواء، من سيولة المواد الأسمنتية، بينما يُقلل تأثيره المُكثّف من سيولتها. تأثير التدفق هو مزيج من تأثير التلدين والتكثيف. عندما يكون محتوى إيثر السليلوز منخفضًا جدًا، يتجلى ذلك بشكل رئيسي في التلدين أو اختزال الماء؛ أما عندما يكون المحتوى مرتفعًا، فيزداد تأثير إيثر السليلوز التكثيفي بسرعة، ويميل تأثيره في سحب الهواء إلى التشبع، مما يؤدي إلى تحسين الأداء. تأثير التكثيف أو زيادة استهلاك الماء.

تأخير التصلب: يُمكن لإيثر السليلوز أن يُؤخر عملية ترطيب الأسمنت. تُضفي إيثرات السليلوز على الملاط خصائص مفيدة مُتعددة، كما تُقلل من إطلاق حرارة الترطيب المُبكر للأسمنت، وتُؤخر حركية الترطيب. هذا غير مُناسب لاستخدام الملاط في المناطق الباردة. يحدث هذا التأخير نتيجة امتزاز جزيئات إيثر السليلوز على نواتج الترطيب مثل CSH وca(OH)2. بسبب زيادة لزوجة محلول المسام، يُقلل إيثر السليلوز من حركة الأيونات في المحلول، مما يُؤخر عملية الترطيب. كلما زاد تركيز إيثر السليلوز في مادة الهلام المعدني، زاد تأثير تأخير الترطيب. لا تُؤخر إيثرات السليلوز التصلب فحسب، بل تُؤخر أيضًا عملية تصلب نظام ملاط ​​الأسمنت. يعتمد تأثير إيثر السليلوز التأخير ليس فقط على تركيزه في نظام الهلام المعدني، بل أيضًا على تركيبه الكيميائي. كلما زادت درجة مثيلة HEMC، كان تأثير إبطاء إيثر السليلوز أفضل. يكون تأثير الإبطاء أقوى. ومع ذلك، فإن لزوجة إيثر السليلوز لها تأثير ضئيل على حركية ترطيب الأسمنت. مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، يزداد زمن تصلب الملاط بشكل ملحوظ. يوجد ارتباط غير خطي جيد بين زمن التصلب الأولي للملاط ومحتوى إيثر السليلوز، وله ارتباط خطي جيد مع محتوى إيثر السليلوز. يمكننا التحكم في زمن تشغيل الملاط عن طريق تغيير محتوى إيثر السليلوز. في المنتج، يلعب دورًا في احتباس الماء، والتكثيف، وتأخير قوة ترطيب الأسمنت، وتحسين أداء البناء. قدرة جيدة على الاحتفاظ بالماء تجعل تفاعل رماد الجبس الكالسيوم الأسمنتي أكثر اكتمالًا، ويزيد بشكل كبير من اللزوجة الرطبة، ويحسن قوة التصاق الملاط، وفي الوقت نفسه يمكن أن يحسن بشكل صحيح قوة الشد وقوة القص، مما يحسن بشكل كبير من تأثير البناء وكفاءة العمل. وقت قابل للتعديل. يُحسّن رشّ الملاط أو قابليته للضخ، بالإضافة إلى متانة هيكله. في عملية التطبيق، من الضروري تحديد نوع ولزوجة وكمية السليلوز وفقًا لاختلاف المنتجات، وعادات البناء، والبيئة.