Гидроксильные группы наэфир целлюлозыМолекулы и атомы кислорода в эфирных связях образуют водородные связи с молекулами воды, превращая свободную воду в связанную, тем самым играя хорошую роль в удержании воды; взаимная диффузия между молекулами воды и молекулярными цепями эфира целлюлозы позволяет молекулам воды проникать внутрь макромолекулярной цепи эфира целлюлозы и подвергаться сильным ограничениям, тем самым образуя свободную воду и запутанную воду, что улучшает водоудержание цементного раствора; эфир целлюлозы улучшает реологические свойства, пористую сетчатую структуру и осмотическое давление свежего цементного раствора или пленкообразующие свойства эфира целлюлозы препятствуют диффузии воды.
Удержание воды самим эфиром целлюлозы происходит из-за растворимости и дегидратации самого эфира целлюлозы. Гидратационная способность одних только гидроксильных групп недостаточна для оплаты прочных водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса между молекулами, поэтому он только набухает, но не растворяется в воде. Когда заместители вводятся в молекулярную цепь, не только заместители разрушают водородные цепи, но и межцепочечные водородные связи разрушаются из-за вклинивания заместителей между соседними цепями. Чем больше заместители, тем больше расстояние между молекулами и тем сильнее эффект разрушения водородных связей. После того, как решетка целлюлозы набухает, раствор поступает, и эфир целлюлозы становится водорастворимым, образуя высоковязкий раствор, который затем играет роль в удержании воды.
Факторы, влияющие на эффективность удержания воды:
Вязкость: чем больше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудерживающие свойства, но чем выше вязкость, тем выше относительная молекулярная масса эфира целлюлозы, и соответственно уменьшается его растворимость, что отрицательно влияет на концентрацию и строительные характеристики раствора. Вообще говоря, для одного и того же продукта результаты вязкости, измеренные разными методами, сильно различаются, поэтому при сравнении вязкости это должно проводиться между теми же методами испытаний (включая температуру, ротор и т. д.).
Количество добавления: Чем больше количество эфира целлюлозы добавлено в раствор, тем лучше показатели удержания воды. Обычно небольшое количество эфира целлюлозы может значительно улучшить скорость удержания воды в растворе. Когда количество достигает определенного уровня, тенденция увеличения скорости удержания воды замедляется.
Тонкость частиц: чем мельче частицы, тем лучше удерживание воды. Когда крупные частицы эфира целлюлозы вступают в контакт с водой, поверхность немедленно растворяется и образует гель, который обволакивает материал, предотвращая дальнейшее проникновение молекул воды. Иногда даже длительное перемешивание не может достичь равномерной дисперсии и растворения, образуя мутный хлопьевидный раствор или агломерацию, что сильно влияет на удерживание воды эфиром целлюлозы. Растворимость является одним из факторов выбора эфира целлюлозы. Тонкость также является важным показателем эффективности эфира метилцеллюлозы. Тонкость влияет на растворимость эфира метилцеллюлозы. Более крупный MC обычно гранулирован и может легко растворяться в воде без агломерации, но скорость растворения очень медленная, и он не подходит для использования в сухой строительной смеси.
Температура: По мере повышения температуры окружающей среды водоудержание эфиров целлюлозы обычно уменьшается, но некоторые модифицированные эфиры целлюлозы также обладают хорошим водоудержанием в условиях высокой температуры; при повышении температуры гидратация полимеров ослабевает, и вода между цепями вытесняется. Когда дегидратация достаточна, молекулы начинают агрегировать, образуя трехмерную сетчатую структуру геля.
Молекулярная структура: Эфиры целлюлозы с более низким замещением лучше удерживают воду.
Загустевание и тиксотропия
Утолщение:
Влияние на способность к сцеплению и противопроседанию: Эфиры целлюлозы придают мокрому раствору отличную вязкость, что может значительно повысить способность к сцеплению мокрого раствора с базовым слоем и улучшить противопроседающее свойство раствора. Он широко используется в штукатурных растворах, растворах для приклеивания плитки и в системах наружной изоляции стен 3.
Влияние на однородность материала: Загущающий эффект эфиров целлюлозы может также повысить антидисперсионную способность и однородность свежесмешанных материалов, предотвратить расслоение материала, сегрегацию и просачивание воды, и может использоваться в фибробетоне, подводном бетоне и самоуплотняющемся бетоне.
Источник и влияние эффекта загущения: Эффект загущения эфира целлюлозы на цементных материалах обусловлен вязкостью раствора эфира целлюлозы. При тех же условиях, чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше вязкость модифицированных цементных материалов, но если вязкость слишком высокая, это повлияет на текучесть и работоспособность материала (например, прилипание к штукатурному ножу). Самовыравнивающийся раствор и самоуплотняющийся бетон с высокими требованиями к текучести требуют очень низкой вязкости эфира целлюлозы. Кроме того, эффект загущения эфира целлюлозы также увеличит водопотребность цементных материалов и увеличит выход раствора.
Тиксотропность:
Водный раствор эфира целлюлозы высокой вязкости имеет высокую тиксотропность, что также является основной характеристикой эфира целлюлозы. Водный раствор метилцеллюлозы обычно имеет псевдопластичность и нетиксотропную текучесть ниже температуры гелеобразования, но проявляет свойства ньютоновского течения при низких скоростях сдвига. Псевдопластичность увеличивается с увеличением молекулярной массы или концентрации эфира целлюлозы и не имеет ничего общего с типом заместителя и степенью замещения. Поэтому эфиры целлюлозы одинаковой вязкости, будь то MC, HPMC или HEMC, всегда демонстрируют одинаковые реологические свойства, пока концентрация и температура остаются постоянными. При повышении температуры образуется структурный гель и возникает высокий тиксотропный поток. Эфиры целлюлозы с высокой концентрацией и низкой вязкостью проявляют тиксотропность даже ниже температуры гелеобразования. Это свойство очень полезно для регулирования выравнивания и провисания строительного раствора во время строительства.
Вовлечение воздуха
Принцип и влияние на рабочие характеристики: Эфир целлюлозы оказывает значительное воздействие на вовлечение воздуха в свежие материалы на основе цемента. Эфир целлюлозы имеет как гидрофильные группы (гидроксильные группы, эфирные группы), так и гидрофобные группы (метильные группы, глюкозные кольца). Это поверхностно-активное вещество с поверхностной активностью, поэтому имеет эффект вовлечения воздуха. Эффект вовлечения воздуха создаст эффект шара, который может улучшить рабочие характеристики свежесмешанных материалов, например, повысить пластичность и гладкость раствора во время работы, что благоприятно для распределения раствора; он также увеличит выход раствора и снизит себестоимость производства раствора.
Влияние на механические свойства: Эффект вовлечения воздуха увеличит пористость затвердевшего материала и снизит его механические свойства, такие как прочность и модуль упругости.
Влияние на текучесть: Как поверхностно-активное вещество, эфир целлюлозы также оказывает смачивающее или смазывающее действие на частицы цемента, что вместе с его эффектом вовлечения воздуха увеличивает текучесть материалов на основе цемента, но его эффект загущения уменьшит текучесть. Влияние эфира целлюлозы на текучесть материалов на основе цемента представляет собой комбинацию пластифицирующих и загущающих эффектов. Вообще говоря, когда дозировка эфира целлюлозы очень низкая, это в основном проявляется как пластифицирующие или водоредуцирующие эффекты; когда дозировка высокая, загущающий эффект эфира целлюлозы быстро увеличивается, и его эффект вовлечения воздуха имеет тенденцию к насыщению, поэтому он проявляется как загущение или увеличение потребности в воде.
Время публикации: 23 декабря 2024 г.