عملکرد سلولز اتر و کاربرد آن در ملات.

در ملات مخلوط آماده ، مقدار اضافی اتر سلولز بسیار کم است ، اما می تواند عملکرد ملات مرطوب را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و این یک افزودنی اصلی است که بر عملکرد ساخت ملات تأثیر می گذارد. انتخاب معقول اترهای سلولز با گونه های مختلف ، ویسکوزیته های مختلف ، اندازه ذرات مختلف ، درجات مختلف ویسکوزیته و مقادیر اضافه شده تأثیر مثبتی در بهبود عملکرد ملات پودر خشک خواهد داشت. در حال حاضر ، بسیاری از خمپارهای سنگ تراشی و گچ کاری عملکرد حفظ آب ضعیف دارند و دوغاب آب پس از چند دقیقه ایستادن از هم جدا می شود. احتباس آب عملکرد مهمی از اتر متیل سلولز است ، و همچنین عملکردی است که بسیاری از تولید کنندگان ملات مخلوط داخلی ، به ویژه در مناطق جنوبی با درجه حرارت بالا ، توجه می کنند. عوامل مؤثر بر اثر احتباس آب ملات مخلوط خشک شامل میزان MC اضافه شده ، ویسکوزیته MC ، ظرافت ذرات و دمای محیط استفاده است.

1. مفهوم
اتر سلولز یک پلیمر مصنوعی است که از طریق سلولز طبیعی از طریق اصلاح شیمیایی ساخته شده است. اتر سلولز مشتق سلولز طبیعی است. تولید اتر سلولز با پلیمرهای مصنوعی متفاوت است. اساسی ترین ماده آن سلولز ، یک ترکیب پلیمری طبیعی است. با توجه به خاصیت ساختار سلولز طبیعی ، خود سلولز توانایی واکنش با عوامل اتریکاسیون را ندارد. با این حال ، پس از درمان ماده تورم ، پیوندهای هیدروژن قوی بین زنجیره های مولکولی و زنجیرها از بین می روند و انتشار فعال گروه هیدروکسیل به یک سلولز قلیایی واکنشی تبدیل می شود. اتر سلولز را بدست آورید.

خواص اترهای سلولز به نوع ، تعداد و توزیع جایگزین ها بستگی دارد. طبقه بندی اترهای سلولز نیز بر اساس نوع جایگزین ها ، درجه اتریشناسیون ، حلالیت و خصوصیات کاربردی مرتبط است. با توجه به نوع جایگزین های موجود در زنجیره مولکولی ، می توان آن را به تک رنگ و اتر مخلوط کرد. MC که معمولاً از آنها استفاده می کنیم یکنواخت است و HPMC اتر مخلوط است. متیل سلولز اتر MC محصول پس از گروه هیدروکسیل در واحد گلوکز سلولز طبیعی توسط متوکسی جایگزین می شود. این محصولی است که با جایگزینی بخشی از گروه هیدروکسیل در واحد با یک گروه متیوکسی و بخش دیگری با یک گروه هیدروکسی پروپیل به دست می آید. فرمول ساختاری [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X هیدروکسی اتیل متیل سلولز اتر HEMC است ، این گونه های اصلی هستند که به طور گسترده در بازار مورد استفاده قرار می گیرند و فروخته می شوند.

از نظر حلالیت ، می توان آن را به یونی و غیر یونی تقسیم کرد. اترهای سلولز غیر یونی محلول در آب به طور عمده از دو سری اترهای آلکیل و اترهای هیدروکسیالکیل تشکیل شده اند. CMC یونی عمدتاً در مواد شوینده مصنوعی ، چاپ و رنگ آمیزی نساجی ، اکتشاف مواد غذایی و روغن استفاده می شود. MC غیر یونی ، HPMC ، HEMC و غیره عمدتاً در مصالح ساختمانی ، پوشش های لاتکس ، دارو ، مواد شیمیایی روزانه و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

دوم ، احتباس آب اتر سلولز
احتباس آب اتر سلولز: در تولید مصالح ساختمانی ، به ویژه ملات پودر خشک ، اتر سلولز نقش غیر قابل تعویض دارد ، به خصوص در تولید ملات ویژه (ملات اصلاح شده) ، این یک مؤلفه ضروری و مهم است.

نقش مهم اتر سلولز محلول در آب در ملات عمدتاً دارای سه جنبه است ، یکی ظرفیت احتباس آب عالی ، دیگری تأثیر بر قوام و تیکسوتروپی ملات و سوم تعامل با سیمان است. اثر احتباس آب اتر سلولز به جذب آب لایه پایه ، ترکیب ملات ، ضخامت لایه ملات ، تقاضای آب ملات و زمان تعیین مواد تنظیم بستگی دارد. احتباس آب اتر سلولز از حلالیت و کم آبی بدن خود اتر سلولز ناشی می شود. همانطور که همه ما می دانیم ، اگرچه زنجیره مولکولی سلولز حاوی تعداد زیادی از گروه های OH بسیار هیدراتراست است ، اما در آب محلول نیست ، زیرا ساختار سلولز دارای درجه بالایی از تبلور است.

توانایی هیدراتاسیون گروههای هیدروکسیل به تنهایی برای پوشاندن پیوندهای هیدروژن قوی و نیروهای ون در والس بین مولکول ها کافی نیست. بنابراین ، فقط متورم می شود اما در آب حل نمی شود. هنگامی که یک جایگزین به زنجیره مولکولی وارد می شود ، نه تنها جایگزین زنجیره هیدروژن را از بین می برد ، بلکه پیوند هیدروژن بین کین به دلیل گود کردن جایگزین بین زنجیره های مجاور از بین می رود. هرچه جایگزین بزرگتر باشد ، فاصله بین مولکول ها بیشتر می شود. فاصله بیشتر اثر از بین بردن پیوندهای هیدروژن بیشتر ، اتر سلولز پس از گسترش شبکه سلولز و ورود محلول ، محلول در آب می شود و محلول را تشکیل می دهد. با افزایش دما ، هیدراتاسیون پلیمر ضعیف می شود و آب بین زنجیرها بیرون می رود. هنگامی که اثر کم آبی کافی است ، مولکول ها شروع به جمع می کنند و یک ژل ساختار شبکه سه بعدی تشکیل می دهند و به هم می ریزند.

عوامل مؤثر بر احتباس آب ملات شامل ویسکوزیته اتر سلولز ، مقدار اضافی ، ظرافت ذرات و دمای استفاده است:

هرچه ویسکوزیته اتر سلولز بیشتر باشد ، عملکرد احتباس آب بهتر می شود. ویسکوزیته یک پارامتر مهم عملکرد MC است. در حال حاضر ، تولید کنندگان مختلف MC از روش ها و ابزارهای مختلفی برای اندازه گیری ویسکوزیته MC استفاده می کنند. روشهای اصلی Haake Rotovisko ، Hoppler ، Ubbelohde و Brookfield هستند. برای همان محصول ، نتایج ویسکوزیته اندازه گیری شده با روش های مختلف بسیار متفاوت است و برخی حتی تفاوت های دو برابر دارند. بنابراین ، هنگام مقایسه ویسکوزیته ، باید بین همان روشهای آزمایش ، از جمله دما ، روتور و غیره انجام شود.

به طور کلی ، هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد ، اثر احتباس آب بهتر می شود. با این حال ، هرچه ویسکوزیته بیشتر و وزن مولکولی MC بیشتر باشد ، کاهش مربوط به حلالیت آن تأثیر منفی بر قدرت و عملکرد ساخت و ساز ملات خواهد داشت. هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد ، اثر ضخیم کننده بر ملات آشکارتر است ، اما به طور مستقیم متناسب نیست. هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد ، ملات مرطوب چسبناک تر خواهد بود ، یعنی در هنگام ساخت و ساز ، به عنوان چسبیدن به اسکرابر و چسبندگی زیاد به بستر آشکار می شود. اما افزایش استحکام ساختاری ملات مرطوب مفید نیست. در طول ساخت و ساز ، عملکرد ضد SAG آشکار نیست. در مقابل ، برخی از ویسکوزیته متوسط ​​و کم اما اترهای متیل سلولز اصلاح شده عملکرد بسیار خوبی در بهبود استحکام ساختاری ملات مرطوب دارند.

هرچه میزان اتر سلولز به ملات اضافه شود ، عملکرد احتباس آب بهتر و ویسکوزیته بیشتر می شود ، عملکرد احتباس آب نیز بهتر می شود.

با توجه به اندازه ذرات ، هرچه ذرات ظریف تر باشد ، حفظ آب بهتر می شود. بعد از اینکه ذرات بزرگ اتر سلولز با آب در تماس قرار می گیرند ، سطح بلافاصله حل می شود و ژل تشکیل می دهد تا مواد را بپیچد تا از ادامه مولکول های آب جلوگیری شود. گاهی اوقات حتی پس از هم زدن طولانی مدت ، نمی توان به طور یکنواخت پراکنده و حل شد و یک محلول فلوک و ابری ابری ایجاد کرد. این امر تا حد زیادی بر احتباس آب اتر سلولز تأثیر می گذارد و حلالیت یکی از عوامل انتخاب اتر سلولز است.

ظرافت همچنین یک شاخص عملکرد مهم اتر متیل سلولز است. MC که برای ملات پودر خشک مورد استفاده قرار می گیرد ، پودر است ، با آب کم ، و ظرافت نیز به 60 ~ 60 ٪ از اندازه ذرات نیاز دارد تا کمتر از 63um باشد. ظرافت بر حلالیت اتر متیل سلولز تأثیر می گذارد. درشت MC معمولاً دانه ای است و به راحتی می توان در آب بدون انباشتگی حل کرد ، اما میزان انحلال بسیار کند است ، بنابراین برای استفاده در ملات پودر خشک مناسب نیست. در ملات پودر خشک ، MC در بین مواد سیمانی مانند مصالح ، پرکننده ریز و سیمان پراکنده می شود و فقط پودر به اندازه کافی خوب می تواند از آسمانی اتر متیل سلولز در هنگام مخلوط کردن با آب جلوگیری کند. هنگامی که MC برای حل آگلومره ها با آب اضافه می شود ، پراکندگی و حل شدن بسیار دشوار است.

ظرافت درشت MC نه تنها بی فایده است ، بلکه قدرت محلی ملات را نیز کاهش می دهد. هنگامی که چنین ملات پودر خشک در یک منطقه بزرگ اعمال می شود ، سرعت پخت ملات پودر خشک محلی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و ترک ها به دلیل زمان های مختلف پخت و پز ظاهر می شوند. برای ملات اسپری شده با ساخت مکانیکی ، به دلیل زمان مخلوط کردن کوتاه تر ، نیاز به ظرافت بیشتر است.

ظرافت MC همچنین تأثیر مشخصی در حفظ آب آن دارد. به طور کلی ، برای اترهای متیل سلولز با همان ویسکوزیته اما ظرافت متفاوت ، با همان مقدار علاوه بر این ، هرچه اثر احتباس آب بهتر باشد بهتر است.

احتباس آب MC همچنین به دمای مورد استفاده مربوط می شود و حفظ آب اتر متیل سلولز با افزایش دما کاهش می یابد. با این حال ، در کاربردهای واقعی مواد ، ملات پودر خشک اغلب در بسیاری از محیط ها (بالاتر از 40 درجه) در بسیاری از محیط ها ، مانند گچ کاری دیواره بیرونی در زیر آفتاب در تابستان ، که اغلب باعث تسریع در پخت سیمان و سخت شدن می شود ، اعمال می شود. ملات پودر خشک. کاهش میزان احتباس آب منجر به این احساس آشکار می شود که هم قابلیت عملکرد و هم مقاومت در برابر ترک را تحت تأثیر قرار می دهد ، و به ویژه برای کاهش تأثیر عوامل دما در این شرایط بسیار مهم است.

اگرچه در حال حاضر مواد افزودنی اتر متیل هیدروکسی اتیل سلولز در خط مقدم توسعه تکنولوژیکی در نظر گرفته می شود ، اما وابستگی آنها به دما هنوز منجر به تضعیف عملکرد ملات پودر خشک می شود. اگرچه مقدار متیل هیدروکسی اتیل سلولز افزایش یافته است (فرمول تابستانی) ، قابلیت کار و مقاومت در برابر ترک هنوز نمی تواند نیازهای استفاده را برآورده کند. از طریق برخی از درمان های ویژه در مورد MC ، مانند افزایش میزان اتریشن و غیره ، می توان اثر احتباس آب را در دمای بالاتر حفظ کرد تا بتواند در شرایط سخت عملکرد بهتری داشته باشد.

3. ضخیم شدن و تیکسوتروپی اتر سلولز
ضخیم شدن و تیکسوتروپی اتر سلولز: عملکرد دوم اتر سلولز - اثر ضخیم کننده بستگی به این دارد: درجه پلیمریزاسیون اتر سلولز ، غلظت محلول ، میزان برشی ، دما و سایر شرایط. خاصیت ژل کننده محلول منحصر به فرد برای آلکیل سلولز و مشتقات اصلاح شده آن است. خصوصیات ژل مربوط به میزان تعویض ، غلظت محلول و مواد افزودنی است. برای مشتقات اصلاح شده هیدروکسیالکیل ، خواص ژل نیز به درجه اصلاح هیدروکسیالکیلیل مربوط می شود. برای ویسکوزیته کم MC و HPMC ، محلول 10 ٪ -15 ٪ قابل تهیه است ، ویسکوزیته متوسط ​​MC و HPMC می توانند محلول 5 ٪ -10 ٪ را تهیه کنند ، در حالی که ویسکوزیته بالا MC و HPMC فقط می توانند 2 ٪ -3 ٪ راه حل را تهیه کنند و معمولاً طبقه بندی ویسکوزیته اتر سلولز نیز توسط محلول 1 ٪ -2 ٪ درجه بندی می شود.

اتر سلولز مولکولی بالا دارای راندمان ضخیم بالا است. در محلول غلظت یکسان ، پلیمرهای دارای وزن مولکولی مختلف دارای ویسکوزیته های مختلفی هستند. درجه بالا ویسکوزیته هدف فقط با افزودن مقدار زیادی از اتر با وزن مولکولی کم قابل دستیابی است. ویسکوزیته آن وابستگی کمی به میزان برشی دارد و ویسکوزیته بالا به ویسکوزیته هدف می رسد و مقدار اضافی مورد نیاز اندک است و ویسکوزیته به راندمان ضخیم بستگی دارد. بنابراین ، برای دستیابی به یک قوام خاص ، مقدار مشخصی از اتر سلولز (غلظت محلول) و ویسکوزیته محلول باید تضمین شود. دمای ژل محلول نیز با افزایش غلظت محلول به صورت خطی کاهش می یابد و ژل ها در دمای اتاق پس از رسیدن به غلظت خاص. غلظت ژل HPMC در دمای اتاق نسبتاً زیاد است.

قوام همچنین می تواند با انتخاب اندازه ذرات و انتخاب اترهای سلولز با درجات مختلف اصلاح تنظیم شود. به اصطلاح اصلاح ، معرفی درجه خاصی از تعویض گروه های هیدروکسیالکیل در ساختار اسکلت MC است. با تغییر مقادیر جایگزینی نسبی دو جایگزین ، یعنی مقادیر جایگزینی نسبی DS و MS گروه های متیوکسی و هیدروکسیالکیل که اغلب می گوییم. الزامات مختلف عملکرد اتر سلولز را می توان با تغییر مقادیر جایگزینی نسبی دو جایگزین بدست آورد.

رابطه بین قوام و اصلاح: افزودن اتر سلولز بر مصرف آب ملات تأثیر می گذارد ، تغییر نسبت اتصال آب به آب و سیمان ، اثر ضخیم کننده است ، هرچه دوز بیشتر باشد ، مصرف آب بیشتر می شود.

اترهای سلولز مورد استفاده در مصالح ساختمانی پودر باید به سرعت در آب سرد حل شوند و یک قوام مناسب برای سیستم فراهم کنند. اگر میزان برشی خاصی داشته باشد ، هنوز هم به بلوک فلوک و کلوئیدی تبدیل می شود ، که یک محصول عادی یا با کیفیت است.
همچنین بین قوام خمیر سیمان و دوز اتر سلولز رابطه خطی خوبی وجود دارد. اتر سلولز می تواند ویسکوزیته ملات را تا حد زیادی افزایش دهد. هرچه دوز بزرگتر باشد ، اثر آشکارتر خواهد بود. محلول آبی اتر سلولز با ویسکوزیته بالا دارای تیکسوتروپی بالایی است ، که همچنین ویژگی اصلی اتر سلولز است. محلول های آبی پلیمرهای MC معمولاً دارای سیالیت شبه پلاستیک و غیر تیکوتروپیک زیر دمای ژل خود هستند ، اما خاصیت جریان نیوتنی با نرخ برشی پایین. شبه پلاستیکی با وزن مولکولی یا غلظت اتر سلولز ، صرف نظر از نوع جایگزین و درجه تعویض افزایش می یابد. بنابراین ، اترهای سلولز با همان درجه ویسکوزیته ، بدون توجه به MC ، HPMC ، HEMC ، همیشه خواص رئولوژیکی یکسانی را نشان می دهند تا زمانی که غلظت و دما ثابت نگه داشته شود.

ژلهای ساختاری هنگام افزایش دما شکل می گیرند و جریان های بسیار تیکسوتروپیک رخ می دهد. غلظت بالا و اترهای سلولز ویسکوزیته کم نشان می دهد که حتی در زیر دمای ژل تیکسوتروپی را نشان می دهد. این خاصیت برای تعدیل سطح بندی و خستگی در ساخت ملات ساختمان از مزیت بسیار خوبی برخوردار است. در اینجا باید توضیح داد که هرچه ویسکوزیته اتر سلولز بیشتر باشد ، احتباس آب بهتر می شود ، اما ویسکوزیته بیشتر ، وزن مولکولی نسبی اتر سلولز و کاهش مربوط به محلول آن ، که تأثیر منفی دارد ، بیشتر می شود. در غلظت ملات و عملکرد ساخت و ساز. هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد ، اثر ضخیم کننده بر ملات آشکارتر است ، اما کاملاً متناسب نیست. برخی از ویسکوزیته متوسط ​​و کم ، اما اتر سلولز اصلاح شده عملکرد بهتری در بهبود استحکام ساختاری ملات مرطوب دارد. با افزایش ویسکوزیته ، احتباس آب اتر سلولز بهبود می یابد. 4. عقب ماندگی اتر سلولز

عقب ماندگی اتر سلولز: سومین عملکرد اتر سلولز تأخیر در روند هیدراتاسیون سیمان است. سلولز اتر ملات را با خواص مفید مختلف فرو می برد و همچنین گرمای هیدراتاسیون اولیه سیمان را کاهش می دهد و فرآیند پویا هیدراتاسیون سیمان را به تأخیر می اندازد. این برای استفاده از ملات در مناطق سرد نامطلوب است. این اثر عقب ماندگی با جذب مولکول های اتر سلولز بر روی محصولات هیدراتاسیون مانند CSH و CA (OH) 2 ایجاد می شود. با توجه به افزایش ویسکوزیته محلول منافذ ، اتر سلولز تحرک یون ها در محلول را کاهش می دهد و در نتیجه روند هیدراتاسیون را به تأخیر می اندازد.