В готовия хоросан добавеното количество целулозен етер е много малко, но може значително да подобри експлоатационните характеристики на мокрия хоросан и е основна добавка, която влияе върху строителните характеристики на хоросана. Разумният избор на целулозни етери от различни разновидности, различен вискозитет, различни размери на частиците, различни степени на вискозитет и добавени количества ще има положително въздействие върху подобряването на експлоатационните характеристики на сухия прахообразен разтвор. Понастоящем много разтвори за зидария и мазилки имат лоши показатели за задържане на вода и водната каша ще се отдели след няколко минути престой. Задържането на вода е важна производителност на метилцелулозен етер и също е производителност, на която обръщат внимание много местни производители на сухи смеси, особено тези в южните райони с високи температури. Факторите, влияещи върху ефекта на задържане на вода на суха смес, включват количеството добавен MC, вискозитета на MC, фиността на частиците и температурата на околната среда.
1. Концепция
Целулозен етере синтетичен полимер, произведен от естествена целулоза чрез химическа модификация. Целулозният етер е производно на естествената целулоза. Производството на целулозен етер е различно от синтетичните полимери. Най-основният му материал е целулозата, естествено полимерно съединение. Поради особеностите на структурата на естествената целулоза, самата целулоза няма способността да реагира с етерифициращите агенти. Въпреки това, след третирането на набъбващия агент, силните водородни връзки между молекулните вериги и веригите се разрушават и активното освобождаване на хидроксилната група се превръща в реактивна алкална целулоза. Получаване на целулозен етер.
Свойствата на целулозните етери зависят от вида, броя и разпределението на заместителите. Класификацията на целулозните етери също се основава на вида на заместителите, степента на етерификация, разтворимостта и свързаните с тях свойства на приложение. Според вида на заместителите в молекулната верига, той може да бъде разделен на моно-етер и смесен етер. MC, който обикновено използваме, е моно-етер, а HPMC е смесен етер. Метилцелулозен етер MC е продукт, след като хидроксилната група на глюкозната единица на естествената целулоза е заместена с метокси. Това е продукт, получен чрез заместване на част от хидроксилната група на единицата с метокси група и друга част с хидроксипропилова група. Структурната формула е [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x хидроксиетил метилцелулозен етер HEMC, това са основните разновидности, широко използвани и продавани на пазара.
По отношение на разтворимостта може да се раздели на йонен и нейонен. Водоразтворимите нейонни целулозни етери се състоят главно от две серии алкилови етери и хидроксиалкилови етери. Йонният CMC се използва главно в синтетични детергенти, печат и боядисване на текстил, проучване на храни и нефт. Нейонните MC, HPMC, HEMC и т.н. се използват главно в строителни материали, латексови покрития, медицина, ежедневни химикали и т.н. Използват се като сгъстител, водозадържащ агент, стабилизатор, дисперсант и филмообразуващ агент.
2. Водозадържане на целулозен етер
Задържане на вода от целулозен етер: При производството на строителни материали, особено сух прахообразен хоросан, целулозният етер играе незаменима роля, особено при производството на специален хоросан (модифициран хоросан), той е незаменим и важен компонент.
Важната роля на водоразтворимия целулозен етер в хоросана има главно три аспекта, единият е отличен капацитет за задържане на вода, другият е влиянието върху консистенцията и тиксотропията на хоросана, а третият е взаимодействието с цимента. Водозадържащият ефект на целулозния етер зависи от водопоглъщането на основния слой, състава на хоросана, дебелината на хоросанния слой, потребността от вода на хоросана и времето за втвърдяване на втвърдяващия материал. Задържането на вода в самия целулозен етер идва от разтворимостта и дехидратацията на самия целулозен етер. Както всички знаем, въпреки че молекулярната верига на целулозата съдържа голям брой силно хидратиращи ОН групи, тя не е разтворима във вода, тъй като структурата на целулозата има висока степен на кристалност.
Хидратиращата способност на хидроксилните групи сама по себе си не е достатъчна, за да покрие силните водородни връзки и ван дер Ваалсовите сили между молекулите. Следователно той само набъбва, но не се разтваря във вода. Когато заместител се въведе в молекулната верига, не само заместителят разрушава водородната верига, но и междуверижната водородна връзка се разрушава поради вклиняването на заместителя между съседни вериги. Колкото по-голям е заместителят, толкова по-голямо е разстоянието между молекулите. Колкото по-голямо е разстоянието. Колкото по-голям е ефектът от разрушаването на водородните връзки, целулозният етер става водоразтворим, след като целулозната решетка се разшири и разтворът влезе, образувайки разтвор с висок вискозитет. Когато температурата се повиши, хидратацията на полимера отслабва и водата между веригите се изтласква. Когато ефектът на дехидратация е достатъчен, молекулите започват да се агрегират, образувайки триизмерен мрежест гел и се разгъват.
Факторите, влияещи върху задържането на вода на разтвора, включват вискозитета на целулозния етер, добавеното количество, фиността на частиците и температурата на използване.
Колкото по-висок е вискозитетът на целулозния етер, толкова по-добре е задържането на вода. Вискозитетът е важен параметър за ефективността на MC. Понастоящем различните производители на MC използват различни методи и инструменти за измерване на вискозитета на MC. Основните методи са Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde и Brookfield и др. За един и същ продукт резултатите за вискозитет, измерени с различни методи, са много различни, а някои дори имат двойни разлики. Следователно, когато се сравнява вискозитетът, той трябва да се извърши между едни и същи методи за изпитване, включително температура, ротор и др.
Най-общо казано, колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-добър е ефектът на задържане на вода. Въпреки това, колкото по-висок е вискозитетът и по-високото молекулно тегло на MC, съответното намаляване на неговата разтворимост ще има отрицателно въздействие върху якостта и строителните характеристики на хоросана. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-очевиден е сгъстяващият ефект върху хоросана, но той не е правопропорционален. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-вискозен ще бъде мокрият разтвор, тоест по време на строителството се проявява като залепване към скрепера и висока адхезия към основата. Но не е полезно да се увеличи структурната здравина на самия мокър хоросан. По време на строителството ефективността срещу провисване не е очевидна. Напротив, някои метилцелулозни етери със среден и нисък вискозитет, но модифицирани, имат отлична производителност при подобряване на структурната якост на мокър разтвор.
Колкото по-голямо е количеството целулозен етер, добавено към хоросана, толкова по-добра е ефективността на задържане на вода и колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-добра е ефективността на задържане на вода.
Що се отнася до размера на частиците, колкото по-фини са частиците, толкова по-добро е задържането на вода. След като големите частици целулозен етер влязат в контакт с вода, повърхността незабавно се разтваря и образува гел, за да обвие материала, за да предотврати продължаващото проникване на водни молекули. Понякога не може да се диспергира равномерно и да се разтвори дори след продължително разбъркване, образувайки мътен флокулентен разтвор или агломерация. Той значително влияе върху задържането на вода на неговия целулозен етер, а разтворимостта е един от факторите за избор на целулозен етер.
Чистотата също е важен показател за ефективност на метилцелулозен етер. MC, използван за сух прахообразен хоросан, трябва да бъде прах с ниско водно съдържание, а фиността също така изисква 20%~60% от размера на частиците да бъде по-малък от 63um. Чистотата влияе върху разтворимостта на метилцелулозен етер. Грубият MC обикновено е гранулиран и лесно се разтваря във вода без агломерация, но скоростта на разтваряне е много бавна, така че не е подходящ за използване в сух прахообразен хоросан. В сух прахообразен разтвор, MC се диспергира между инертни материали, фини пълнители и цимент и други циментиращи материали. Само достатъчно фин прах може да избегне агломерацията на метилцелулозен етер при смесване с вода. Когато MC се добави с вода за разтваряне на агломератите, е много трудно да се диспергира и разтвори.
Грубият MC е не само разточителен, но също така намалява локалната здравина на хоросана. Когато такъв сух прахообразен разтвор се нанесе на голяма площ, скоростта на втвърдяване на местния сух прахообразен разтвор ще бъде значително намалена и ще се появят пукнатини поради различни времена на втвърдяване. За пръскания разтвор с механична конструкция изискването за финост е по-високо поради по-краткото време на смесване.
Чистотата на MC също има известно влияние върху задържането на вода. Най-общо казано, за метилцелулозни етери със същия вискозитет, но различна финост, при едно и също добавено количество, колкото по-фини, толкова по-фини, толкова по-добър е ефектът на задържане на вода.
Задържането на вода на MC също е свързано с използваната температура, а задържането на вода на метилцелулозен етер намалява с повишаването на температурата. Въпреки това, при действителни приложения на материали сухият прахообразен разтвор често се нанася върху горещи основи при високи температури (по-високи от 40 градуса) в много среди, като шпакловка на външни стени под слънцето през лятото, което често ускорява втвърдяването на цимента и втвърдяването на сух прахообразен хоросан. Намаляването на степента на задържане на вода води до очевидното усещане, че както обработваемостта, така и устойчивостта на пукнатини са засегнати и е особено важно да се намали влиянието на температурните фактори при това състояние.
Въпреки че добавките на метил хидроксиетилцелулозен етер в момента се считат за водещи в технологичното развитие, тяхната зависимост от температурата все още ще доведе до отслабване на характеристиките на сухия прахообразен разтвор. Въпреки че количеството метил хидроксиетил целулоза е увеличено (лятна формула), обработваемостта и устойчивостта на напукване все още не могат да отговорят на нуждите на употреба. Чрез някаква специална обработка на MC, като повишаване на степента на етерификация и т.н., ефектът на задържане на вода може да се поддържа при по-висока температура, така че да може да осигури по-добра производителност при тежки условия.
3. Сгъстяване и тиксотропия на целулозен етер
Сгъстяване и тиксотропия на целулозния етер: Втората функция на целулозния етер - сгъстяващият ефект зависи от: степента на полимеризация на целулозния етер, концентрацията на разтвора, скоростта на срязване, температурата и други условия. Свойството на желиране на разтвора е уникално за алкилцелулозата и нейните модифицирани производни. Свойствата на желиране са свързани със степента на заместване, концентрацията на разтвора и добавките. За хидроксиалкил модифицираните производни свойствата на гела също са свързани със степента на модификация на хидроксиалкила. 10%-15% разтвор може да се приготви за MC с нисък вискозитет и HPMC, 5%-10% разтвор може да се приготви за MC със среден вискозитет и HPMC, а 2%-3% разтвор може да се приготви само за MC с висок вискозитет и HPMC. Обикновено класификацията на вискозитета на целулозния етер също се класифицира с 1%-2% разтвор.
Целулозен етер с високо молекулно тегло има висока ефективност на сгъстяване. Полимерите с различно молекулно тегло имат различен вискозитет в разтвор с еднаква концентрация. Висока степен. Целевият вискозитет може да бъде постигнат само чрез добавяне на голямо количество целулозен етер с ниско молекулно тегло. Неговият вискозитет има малка зависимост от скоростта на срязване, а високият вискозитет достига целевия вискозитет, изисквайки по-малко добавяне, а вискозитетът зависи от ефективността на сгъстяване. Следователно, за да се постигне определена консистенция, трябва да се гарантира определено количество целулозен етер (концентрация на разтвора) и вискозитет на разтвора. Температурата на гел на разтвора също намалява линейно с увеличаването на концентрацията на разтвора и желира при стайна температура след достигане на определена концентрация. Концентрацията на желиране на HPMC е относително висока при стайна температура.
Консистенцията може също да се регулира чрез избор на размер на частиците и избор на целулозни етери с различни степени на модификация. Така наречената модификация е да се въведе определена степен на заместване на хидроксиалкиловите групи в скелетната структура на МС. Чрез промяна на относителните стойности на заместване на двата заместителя, тоест DS и ms относителните стойности на заместване на метокси и хидроксиалкиловите групи, които често казваме. Различни изисквания за ефективност на целулозния етер могат да бъдат получени чрез промяна на относителните стойности на заместване на двата заместителя.
Връзката между консистенция и модификация: добавянето на целулозен етер влияе върху консумацията на вода на разтвора, промяната на съотношението вода-свързващо вещество на вода и цимент е ефектът на сгъстяване, колкото по-висока е дозата, толкова по-голяма е консумацията на вода.
Целулозните етери, използвани в прахообразни строителни материали, трябва да се разтварят бързо в студена вода и да осигуряват подходяща консистенция за системата. Ако се даде определена скорост на срязване, той все още става флокулентен и колоиден блок, което е нестандартен или продукт с лошо качество.
Съществува и добра линейна зависимост между консистенцията на циментовата паста и дозировката на целулозния етер. Целулозният етер може значително да увеличи вискозитета на хоросана. Колкото по-голяма е дозата, толкова по-очевиден е ефектът. Водният разтвор на целулозен етер с висок вискозитет има висока тиксотропия, която също е основна характеристика на целулозния етер. Водните разтвори на MC полимери обикновено имат псевдопластична и нетиксотропна течливост под тяхната температура на гел, но свойства на нютоново течение при ниски скорости на срязване. Псевдопластичността се увеличава с молекулното тегло или концентрацията на целулозния етер, независимо от вида на заместителя и степента на заместване. Следователно целулозните етери с еднакъв вискозитетен клас, без значение MC, HPMC, HEMC, винаги ще показват едни и същи реологични свойства, стига концентрацията и температурата да се поддържат постоянни.
При повишаване на температурата се образуват структурни гелове и възникват силно тиксотропни потоци. Целулозните етери с висока концентрация и нисък вискозитет показват тиксотропия дори под температурата на гела. Това свойство е от голяма полза за регулиране на нивелирането и провисването в строителния разтвор. Тук трябва да се обясни, че колкото по-висок е вискозитетът на целулозния етер, толкова по-добре е задържането на вода, но колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-високо е относителното молекулно тегло на целулозния етер и съответното намаляване на неговата разтворимост, което има отрицателно въздействие върху концентрацията на разтвора и строителните характеристики. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-очевиден е ефектът на сгъстяване на хоросана, но той не е напълно пропорционален. Някакъв среден и нисък вискозитет, но модифицираният целулозен етер има по-добра производителност при подобряване на структурната здравина на мокрия хоросан. С увеличаването на вискозитета се подобрява задържането на вода на целулозния етер.
4. Забавяне на целулозен етер
Забавяне на целулозния етер: Третата функция на целулозния етер е да забави процеса на хидратация на цимента. Целулозният етер придава на разтвора различни полезни свойства, а също така намалява топлината на ранната хидратация на цимента и забавя динамичния процес на хидратация на цимента. Това е неблагоприятно за използването на хоросан в студени райони. Този ефект на забавяне се причинява от адсорбцията на молекули на целулозен етер върху продукти на хидратация като CSH и Ca(OH)2. Поради увеличаването на вискозитета на разтвора на порите, целулозният етер намалява подвижността на йоните в разтвора, като по този начин забавя процеса на хидратация.
Колкото по-висока е концентрацията на целулозен етер в минералния гел материал, толкова по-изразен е ефектът на забавяне на хидратацията. Целулозният етер не само забавя втвърдяването, но и забавя процеса на втвърдяване на системата от циментови разтвори. Забавящият ефект на целулозния етер зависи не само от концентрацията му в минералната гел система, но и от химичната структура. Колкото по-висока е степента на метилиране на HEMC, толкова по-добър е забавящият ефект на целулозния етер. Съотношението на хидрофилно заместване към водно-увеличаващо заместване забавящият ефект е по-силен. Въпреки това, вискозитетът на целулозния етер има малък ефект върху кинетиката на хидратация на цимента.
С увеличаването на съдържанието на целулозен етер времето за втвърдяване на разтвора се увеличава значително. Има добра нелинейна корелация между първоначалното време на втвърдяване на разтвора и съдържанието на целулозен етер и добра линейна корелация между крайното време на втвърдяване и съдържанието на целулозен етер. Можем да контролираме работното време на хоросана чрез промяна на количеството целулозен етер.
За да обобщим, в готовия хоросан,целулозен етериграе роля в задържането на вода, сгъстяването, забавянето на силата на хидратиране на цимента и подобряването на строителните характеристики. Добрият капацитет за задържане на вода прави хидратацията на цимента по-пълна, може да подобри мокрия вискозитет на мокрия хоросан, да увеличи якостта на свързване на хоросана и да регулира времето. Добавянето на целулозен етер към разтвора за механично пръскане може да подобри производителността на пръскане или изпомпване и структурната здравина на разтвора. Следователно, целулозен етер се използва широко като важна добавка в готови смеси за хоросан.
Време на публикуване: 28 април 2024 г