דיון בשיטת בדיקת צמיגות של תמיסת אתר תאית למרגמה מעורבת יבשה

אתר תאית הוא תרכובת פולימרית המסונתזת מתאי טבעי דרך תהליך האתור, והיא חומר מעבה ומשאית מים מצוין.

רקע מחקר

אתרים תאית נמצאים בשימוש נרחב במרגמה מעורבת יבשה בשנים האחרונות, הנפוצים ביותר הם כמה אתרים תאיים שאינם יוניים, כולל אתר מתיל תאית (MC), אתר הידרוקסיאתיל תאית (HEC), הידרוקסיאתיל תאית מתיל תאילוז (HEC) ) ו- Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether (HPMC). נכון לעכשיו, אין הרבה ספרות בשיטת המדידה של צמיגות תמיסת אתר תאית. בארצנו, רק סטנדרטים ומונוגרפיות מסוימות קובעים את שיטת הבדיקה של צמיגות תמיסת אתר תאית.

שיטת ההכנה של תמיסת אתר תאית

הכנת תמיסת אתר מתיל תאית

אתרי מתיל תאית מתייחסים לאתרי תאית המכילים קבוצות מתיל במולקולה, כמו MC, HEMC ו- HPMC. בשל ההידרופוביות של קבוצת המתיל, לפתרונות אתר התאית המכילים קבוצות מתיל יש תכונות ג'לציה תרמיות, כלומר, הם אינם מסיסים במים חמים בטמפרטורה גבוהה יותר מטמפרטורת הג'לציה שלהם (כ 60-80 מעלות צלזיוס). על מנת למנוע מתמיסת האתר של התאית ליצור אגרגרטים, מחממים את המים מעל טמפרטורת הג'ל שלו, בערך 80 ~ 90 מעלות צלזיוס, ואז הוסיפו את אבקת האתר התאית למים החמים, מערבבים להתפזר, המשך לערבב ולהתקרר אל הסט. טמפרטורה, ניתן להכין אותה לתמיסת אתר תאית אחידה.

מאפייני מסיסות של אתרים המכילים מתיל-קלולוזה שאינם מטופלים

על מנת להימנע מאגרומציה של אתר תאית בתהליך הפירוק, היצרנים מבצעים לעיתים טיפול פנימי כימי על תוצרי אתר תאית אבקתית כדי לעכב את הפירוק. תהליך הפירוק שלו מתרחש לאחר פיזור האתר התאית לחלוטין, כך שניתן לפזר אותו ישירות במים קרים עם ערך pH ניטרלי מבלי ליצור אגרגרטים. ככל שערך ה- pH של הפיתרון גבוה יותר, כך זמן הפירוק של אתר התאית עם תכונות פירוק מתעכבות. התאם את ערך ה- pH של הפיתרון לערך גבוה יותר. אלקליות תבטל את המסיסות המתעכבת של אתר התאית, ותגרום לאתר התאית ליצור אגרגרס בעת התמוססות. לפיכך, יש להעלות או להוריד את ערך החומציות של הפיתרון לאחר מפוזרת לחלוטין אתר התאית.

מאפייני מסיסות של אתרים המכילים מתיל-סלולוזה שטופלו בשטח

הכנת תמיסת אתר הידרוקסיאתיל תאית

לפתרון הידרוקסיאתיל תאית (HEC) אין מאפיין של ג'לציה תרמית, לכן HEC ללא טיפול לפני השטח ייווצר גם אגרגרטים במים חמים. בדרך כלל היצרנים מבצעים טיפול פנימי כימי על אבקת HEC כדי לעכב את הפירוק, כך שניתן יהיה לפזר אותו ישירות במים קרים עם ערך pH ניטרלי מבלי ליצור אגרגרטים. באופן דומה, בפתרון עם אלקליות גבוהה, HEC הוא יכול גם ליצור אגרגומרטים עקב אובדן מסיסות מעוכב. מכיוון ש- Slurry המלט הוא אלקליין לאחר הידרציה וערך החומציות של התמיסה הוא בין 12 ל -13, קצב הפירוק של אתר התאית שטופל על פני השטח ברפליית המלט הוא גם מהיר מאוד.

תכונות מסיסות של HEC שטופלו במשטח

מסקנה וניתוח

1. תהליך פיזור

על מנת להימנע מהשפעות שליליות על זמן הבדיקה עקב פירוק איטי של חומרים לטיפול פני השטח, מומלץ להשתמש במים חמים להכנה.

2. תהליך קירור

יש לערבב ולקרר את תמיסות אתר תאית בטמפרטורת הסביבה כדי להפחית את קצב הקירור, מה שדורש זמני בדיקה מורחבים.

3. תהליך ערבוב

לאחר הוספת אתר התאית למים החמים, הקפידו להמשיך לערבב. כאשר טמפרטורת המים יורדת מתחת לטמפרטורת הג'ל, אתר התאית יתחיל להתמוסס, והפתרון יהפוך בהדרגה צמיג. בשלב זה, יש להפחית את מהירות ההערכה. לאחר שהפתרון מגיע לצמיגות מסוימת, הוא צריך לעמוד בשקט יותר מעשר שעות לפני שהבועות צפות לאט אל פני השטח כדי להתפרץ ולהיעלמות.

בועות אוויר בתמיסת אתר תאית

4. תהליך לחות

יש למדוד במדויק את איכות האתר התאית והמים במדויק, ולנסות לא לחכות לפיתרון כדי להגיע לצמיגות גבוהה יותר לפני שתחדש מים.

5. מבחן צמיגות

בשל התיקסוטרופיה של תמיסת אתר תאית, בבדיקת צמיגותו, כאשר יוכנס הרוטור של הוויסקומטר הסיבוב לתמיסה, הוא יפריע לפיתרון וישפיע על תוצאות המדידה. לכן, לאחר הכנסת הרוטור לתמיסה, יש לאפשר לו לעמוד 5 דקות לפני הבדיקה.