Гидроксильные группы наэфир целлюлозымолекулы и атомы кислорода на 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 удержание воды в цементном растворе; эфир целлюлозы улучшает реологические свойства, пористую сетчатую структуру и осмотическое давление свежего цементного раствора или пленкообразующие свойства эфира целлюлозы препятствуют диффузии воды.
Удержание воды в эфире целлюлозы происходит за счет растворимости и дегидратации самого эфира целлюлозы. Одной только гидратационной способности гидроксильных групп недостаточно для оплаты прочных водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса между молекулами, поэтому он только набухает, но не растворяется в воде. При введении заместителей в молекулярную цепь не только заместители разрушают водородные цепи, но и разрушаются межцепные водородные связи за счет вклинивания заместителей между соседними цепями. Чем больше заместителей, тем больше расстояние между молекулами и тем сильнее эффект разрушения водородных связей. После набухания решетки целлюлозы раствор поступает, и эфир целлюлозы становится водорастворимым, образуя раствор высокой вязкости, который затем играет роль в удержании воды.
Факторы, влияющие на эффективность удержания воды:
Вязкость: чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудерживающая способность, но чем выше вязкость, тем выше относительная молекулярная масса эфира целлюлозы, и его растворимость соответственно снижается, что отрицательно влияет на концентрацию и характеристики конструкции. из раствора. Вообще говоря, для одного и того же продукта результаты вязкости, измеренные разными методами, сильно различаются, поэтому при сравнении вязкости необходимо проводить испытания с использованием одних и тех же методов испытаний (включая температуру, ротор и т. д.).
Количество добавки: Чем больше эфира целлюлозы добавлено в раствор, тем лучше водоудерживающая способность. Обычно небольшое количество эфира целлюлозы может значительно улучшить водоудерживающую способность строительного раствора. Когда количество достигает определенного уровня, тенденция увеличения скорости удержания воды замедляется.
Тонкость частиц: чем мельче частицы, тем лучше удерживается вода. Когда крупные частицы эфира целлюлозы вступают в контакт с водой, поверхность немедленно растворяется и образует гель, который окутывает материал, предотвращая дальнейшее проникновение молекул воды. Иногда даже длительное перемешивание не позволяет добиться равномерного диспергирования и растворения, образуя мутный флокулянтный раствор или агломерацию, что сильно влияет на водоудержание эфира целлюлозы. Растворимость является одним из факторов выбора эфира целлюлозы. Крупность также является важным показателем эффективности эфира метилцеллюлозы. Крупность влияет на растворимость эфира метилцеллюлозы. Более грубый MC обычно имеет гранулированную форму и легко растворяется в воде без агломерации, но скорость растворения очень низкая, и он не пригоден для использования в сухих строительных растворах.
Температура: при повышении температуры окружающей среды водоудержание эфиров целлюлозы обычно снижается, но некоторые модифицированные эфиры целлюлозы также хорошо удерживают воду в условиях высоких температур; при повышении температуры гидратация полимеров ослабевает, и вода между цепями вытесняется. Когда обезвоживание становится достаточным, молекулы начинают агрегировать, образуя гель с трехмерной сетчатой структурой.
Молекулярная структура: Эфиры целлюлозы с меньшим замещением лучше удерживают воду.
Загущение и тиксотропия
Утолщение:
Влияние на склеивающую способность и устойчивость к провисанию: Эфиры целлюлозы придают влажному раствору превосходную вязкость, что может значительно повысить способность к склеиванию влажного раствора с базовым слоем и улучшить характеристики предотвращения провисания раствора. Он широко используется в штукатурном растворе, растворе для склеивания плитки и системе изоляции наружных стен 3.
Влияние на однородность материала: загущающий эффект эфиров целлюлозы может также повысить антидисперсионную способность и однородность свежезамешанных материалов, предотвратить расслоение, сегрегацию и просачивание воды, а также может использоваться в фибробетоне, подводном бетоне и самоуплотняющемся бетоне. .
Источник и влияние загущающего эффекта: Загущающий эффект эфира целлюлозы на материалы на основе цемента обусловлен вязкостью раствора эфира целлюлозы. В тех же условиях, чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше вязкость модифицированных материалов на основе цемента, но если вязкость слишком высока, 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, загущающий эффект эфира целлюлозы также увеличит водопотребность материалов на основе цемента и увеличит выход раствора.
Тиксотропия:
Водный раствор эфира целлюлозы высокой вязкости обладает высокой тиксотропией, что также является основной характеристикой эфира целлюлозы. Водный раствор метилцеллюлозы обычно обладает псевдопластичностью и нетиксотропной текучестью ниже температуры геля, но проявляет свойства ньютоновской текучести при низких скоростях сдвига. Псевдопластичность увеличивается с увеличением молекулярной массы или концентрации эфира целлюлозы и не зависит от типа заместителя и степени замещения. Таким образом, эфиры целлюлозы одного и того же класса вязкости, будь то MC, HPMC или HEMC, всегда демонстрируют одни и те же реологические свойства, пока концентрация и температура остаются постоянными. При повышении температуры образуется структурный гель и возникает высокотиксотропное течение. Эфиры целлюлозы с высокой концентрацией и низкой вязкостью проявляют тиксотропию даже ниже температуры геля. Это свойство очень полезно для корректировки выравнивания и провисания строительного раствора во время строительства.
Воздухововлечение
Принцип действия и влияние на рабочие характеристики: Эфир целлюлозы оказывает значительное воздухововлекающее действие на 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, оказывающее, таким образом, воздухововлекающий эффект. Эффект воздухововлечения создаст эффект шара, который может улучшить рабочие характеристики свежезамешанных материалов, например, повысить пластичность и гладкость раствора во время работы, что благоприятно сказывается на растекании раствора; это также увеличит выпуск строительного раствора и снизит себестоимость строительного раствора.
Влияние на механические свойства: Эффект воздухововлечения увеличивает пористость затвердевшего материала и снижает его механические свойства, такие как прочность и модуль упругости.
Влияние на текучесть: В качестве поверхностно-активного вещества эфир целлюлозы также оказывает смачивающее или смазывающее действие на частицы цемента, что вместе с его воздухововлекающим эффектом увеличивает текучесть материалов на основе цемента, но его загущающий эффект снижает текучесть. Влияние эфира целлюлозы на текучесть материалов на основе цемента представляет собой сочетание пластифицирующего и загущающего эффектов. Вообще говоря, когда дозировка эфира целлюлозы очень низкая, это в основном проявляется в виде пластифицирующего или водоредуцирующего эффекта; когда дозировка высока, загущающий эффект эфира целлюлозы быстро увеличивается, а его воздухововлекающий эффект имеет тенденцию к насыщению, поэтому он проявляется как загущение или увеличение потребности в воде.
Время публикации: 23 декабря 2024 г.