การอภิปรายเกี่ยวกับวิธีการทดสอบความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์สำหรับปูนผสมแห้ง

เซลลูโลสอีเธอร์เป็นสารประกอบโพลิเมอร์ที่สังเคราะห์จากเซลลูโลสธรรมชาติโดยผ่านกระบวนการอีเธอร์ริฟิเคชัน และเป็นสารเพิ่มความข้นและกักเก็บน้ำได้ดีเยี่ยม

พื้นฐานการวิจัย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เซลลูโลสอีเธอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปูนผสมแห้ง โดยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือเซลลูโลสอีเธอร์ที่ไม่ใช่ไอออนิกบางชนิด ได้แก่ เมทิลเซลลูโลสอีเธอร์ (MC) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเธอร์ (HEC) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเธอร์ เมทิลเซลลูโลสอีเธอร์ (HEMC) และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเธอร์ (HPMC) ปัจจุบันยังไม่มีเอกสารเกี่ยวกับวิธีการวัดความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์มากนัก ในประเทศของเรา มีเพียงมาตรฐานและเอกสารประกอบบางส่วนเท่านั้นที่กำหนดวิธีการทดสอบความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์

วิธีการเตรียมสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์

การเตรียมสารละลายเมทิลเซลลูโลสอีเธอร์

เมทิลเซลลูโลสอีเธอร์หมายถึงเซลลูโลสอีเธอร์ที่มีกลุ่มเมทิลในโมเลกุล เช่น MC, HEMC และ HPMC เนื่องจากกลุ่มเมทิลมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ สารละลายเซลลูโลสอีเธอร์ที่มีกลุ่มเมทิลจึงมีคุณสมบัติในการก่อเจลเนื่องจากความร้อน กล่าวคือ ไม่ละลายในน้ำร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการก่อเจล (ประมาณ 60-80°C) เพื่อป้องกันไม่ให้สารละลายเซลลูโลสอีเธอร์เกิดการเกาะตัวกัน ให้ให้ความร้อนน้ำเหนืออุณหภูมิเจล ประมาณ 80~90°C จากนั้นเติมผงเซลลูโลสอีเธอร์ลงในน้ำร้อน คนให้กระจาย คนต่อไปและทำให้เย็นลง เมื่อถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ ก็สามารถเตรียมเป็นสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์ที่สม่ำเสมอได้

คุณสมบัติการละลายของอีเธอร์ที่มีเมทิลเซลลูโลสที่ไม่ได้รับการปรับสภาพพื้นผิว

เพื่อหลีกเลี่ยงการจับตัวเป็นก้อนของเซลลูโลสอีเธอร์ในระหว่างกระบวนการละลาย บางครั้งผู้ผลิตจึงใช้สารเคมีเคลือบผิวผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเธอร์แบบผงเพื่อชะลอการละลาย กระบวนการละลายเกิดขึ้นหลังจากที่เซลลูโลสอีเธอร์กระจายตัวจนหมด จึงสามารถกระจายตัวได้โดยตรงในน้ำเย็นที่มีค่า pH เป็นกลางโดยไม่เกิดการเกาะตัวกัน ยิ่งค่า pH ของสารละลายสูงขึ้น เซลลูโลสอีเธอร์ที่มีคุณสมบัติการละลายที่ล่าช้าก็จะยิ่งมีเวลาละลายสั้นลง ปรับค่า pH ของสารละลายให้สูงขึ้น ความเป็นด่างจะขจัดความสามารถในการละลายที่ล่าช้าของเซลลูโลสอีเธอร์ ทำให้เซลลูโลสอีเธอร์เกิดการเกาะตัวกันเมื่อละลาย ดังนั้น ควรเพิ่มหรือลดค่า pH ของสารละลายหลังจากเซลลูโลสอีเธอร์กระจายตัวจนหมด

คุณสมบัติการละลายของอีเธอร์ที่มีเมทิลเซลลูโลสที่ผ่านการบำบัดพื้นผิว

การเตรียมสารละลายไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเธอร์

สารละลายไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเธอร์ (HEC) ไม่มีคุณสมบัติในการทำให้เกิดเจลจากความร้อน ดังนั้น HEC ที่ไม่มีการบำบัดพื้นผิวจะเกิดการเกาะกลุ่มกันในน้ำร้อนได้เช่นกัน โดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตจะใช้การบำบัดพื้นผิวด้วยสารเคมีกับ HEC ในรูปแบบผงเพื่อชะลอการละลาย เพื่อให้สามารถกระจายได้โดยตรงในน้ำเย็นที่มีค่า pH เป็นกลางโดยไม่เกิดการเกาะกลุ่มกัน ในทำนองเดียวกัน ในสารละลายที่มีค่าความเป็นด่างสูง HEC ยังสามารถเกิดการเกาะกลุ่มกันเนื่องจากการสูญเสียความสามารถในการละลายที่ล่าช้า เนื่องจากสารละลายซีเมนต์เป็นด่างหลังจากการให้ความชื้น และค่า pH ของสารละลายอยู่ระหว่าง 12 ถึง 13 อัตราการสลายตัวของเซลลูโลสอีเธอร์ที่ผ่านการบำบัดพื้นผิวในสารละลายซีเมนต์จึงเร็วมากเช่นกัน

คุณสมบัติการละลายของ HEC ที่ผ่านการบำบัดพื้นผิว

บทสรุปและการวิเคราะห์

1. กระบวนการกระจายตัว

เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อเวลาการทดสอบอันเนื่องมาจากการละลายช้าของสารปรับสภาพพื้นผิว ขอแนะนำให้ใช้น้ำร้อนในการเตรียมการ

2. กระบวนการทำความเย็น

ควรกวนสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์และทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิแวดล้อมเพื่อลดอัตราการเย็นลง ซึ่งต้องใช้เวลาในการทดสอบที่ขยายออกไป

3. กระบวนการกวน

หลังจากเติมเซลลูโลสอีเธอร์ลงในน้ำร้อนแล้ว อย่าลืมคนต่อไป เมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิเจล เซลลูโลสอีเธอร์จะเริ่มละลาย และสารละลายจะค่อยๆ มีความหนืด ในเวลานี้ ควรลดความเร็วในการกวน เมื่อสารละลายมีความหนืดถึงระดับหนึ่งแล้ว จะต้องหยุดนิ่งนานกว่า 10 ชั่วโมง ก่อนที่ฟองอากาศจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างช้าๆ จนแตกและหายไป

ฟองอากาศในสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์

4. กระบวนการเติมความชื้น

ควรวัดคุณภาพของเซลลูโลสอีเธอร์และน้ำอย่างแม่นยำ และพยายามอย่ารอให้สารละลายมีความหนืดสูงขึ้นก่อนจึงค่อยเติมน้ำ

5. การทดสอบความหนืด

เนื่องจากความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเธอร์ เมื่อทดสอบความหนืด เมื่อใส่โรเตอร์ของเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนเข้าไปในสารละลาย โรเตอร์จะรบกวนสารละลายและส่งผลต่อผลการวัด ดังนั้น หลังจากใส่โรเตอร์เข้าไปในสารละลายแล้ว ควรปล่อยให้โรเตอร์นิ่งไว้ 5 นาทีก่อนทำการทดสอบ