W gotowej zaprawie dodatek eteru celulozy jest bardzo mały, ale może znacznie poprawić właściwości użytkowe mokrej zaprawy i jest głównym dodatkiem wpływającym na właściwości konstrukcyjne zaprawy.Rozsądny dobór eterów celulozy różnych odmian, o różnej lepkości, różnej wielkości cząstek, różnych stopniach lepkości i dodanych ilościach będzie miał pozytywny wpływ na poprawę właściwości użytkowych zaprawy proszkowej.Obecnie wiele zapraw murarskich i tynkarskich ma słabą zdolność zatrzymywania wody, a zaczyn wodny oddziela się po kilku minutach odstania.Zatrzymywanie wody jest ważną właściwością eteru metylocelulozowego, a także właściwością, na którą zwraca uwagę wielu krajowych producentów zapraw na sucho, zwłaszcza tych z południowych regionów o wysokich temperaturach.Czynniki wpływające na efekt zatrzymywania wody przez zaprawę na bazie suchej mieszanki obejmują ilość dodanego MC, lepkość MC, rozdrobnienie cząstek i temperaturę środowiska stosowania.
1. Koncepcja
Eter celulozy jest syntetycznym polimerem otrzymywanym z naturalnej celulozy poprzez modyfikację chemiczną.Eter celulozy jest pochodną naturalnej celulozy.Produkcja eteru celulozy różni się od produkcji polimerów syntetycznych.Najbardziej podstawowym materiałem jest celuloza, naturalny związek polimerowy.Ze względu na specyfikę naturalnej struktury celulozy sama celuloza nie ma zdolności reagowania ze środkami eteryfikującymi.Jednakże po obróbce środkiem spęczniającym silne wiązania wodorowe pomiędzy łańcuchami molekularnymi a łańcuchami ulegają zniszczeniu, a aktywne uwalnianie grupy hydroksylowej staje się reaktywną celulozą alkaliczną.Zdobądź eter celulozy.
Właściwości eterów celulozy zależą od rodzaju, liczby i rozmieszczenia podstawników.Klasyfikacja eterów celulozy opiera się również na rodzaju podstawników, stopniu eteryfikacji, rozpuszczalności i związanych z nimi właściwościach aplikacyjnych.Ze względu na rodzaj podstawników w łańcuchu molekularnym można go podzielić na monoeter i eter mieszany.MC, którego zwykle używamy, to monoeter, a HPMC to mieszany eter.Eter metylocelulozy MC jest produktem po zastąpieniu grupy hydroksylowej w jednostce glukozy naturalnej celulozy grupą metoksylową.Jest to produkt otrzymywany poprzez podstawienie części grupy hydroksylowej w jednostce grupą metoksylową i drugiej części grupą hydroksypropylową.Wzór strukturalny to [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x eter hydroksyetylometylocelulozy HEMC, są to główne odmiany szeroko stosowane i sprzedawane na rynku.
Pod względem rozpuszczalności można je podzielić na jonowe i niejonowe.Rozpuszczalne w wodzie niejonowe etery celulozy składają się głównie z dwóch serii eterów alkilowych i eterów hydroksyalkilowych.Ionic CMC stosuje się głównie w detergentach syntetycznych, drukowaniu i farbowaniu tekstyliów, poszukiwaniach żywności i ropy.Niejonowe MC, HPMC, HEMC itp. są stosowane głównie w materiałach budowlanych, powłokach lateksowych, medycynie, codziennych chemikaliach itp. Stosowane jako zagęszczacz, środek zatrzymujący wodę, stabilizator, środek dyspergujący i środek błonotwórczy.
Po drugie, zatrzymywanie wody w eterze celulozy
Zatrzymywanie wody w eterze celulozy: W produkcji materiałów budowlanych, zwłaszcza zapraw proszkowych, eter celulozy odgrywa niezastąpioną rolę, zwłaszcza w produkcji zapraw specjalnych (zapraw modyfikowanych), jest niezbędnym i ważnym składnikiem.
Ważna rola rozpuszczalnego w wodzie eteru celulozy w zaprawie ma trzy aspekty, jeden to doskonała zdolność zatrzymywania wody, drugi to wpływ na konsystencję i tiksotropię zaprawy, a trzeci to interakcja z cementem.Efekt zatrzymywania wody przez eter celulozy zależy od nasiąkliwości warstwy bazowej, składu zaprawy, grubości warstwy zaprawy, zapotrzebowania na wodę zaprawy i czasu wiązania materiału.Zatrzymywanie wody w samym eterze celulozy wynika z rozpuszczalności i odwodnienia samego eteru celulozy.Jak wszyscy wiemy, chociaż łańcuch molekularny celulozy zawiera dużą liczbę silnie uwodniających się grup OH, nie jest on rozpuszczalny w wodzie, ponieważ struktura celulozy charakteryzuje się wysokim stopniem krystaliczności.
Zdolność do hydratacji samych grup hydroksylowych nie wystarcza do pokrycia silnych wiązań wodorowych i sił van der Waalsa między cząsteczkami.Dlatego tylko pęcznieje, ale nie rozpuszcza się w wodzie.Gdy podstawnik zostanie wprowadzony do łańcucha molekularnego, nie tylko podstawnik niszczy łańcuch wodorowy, ale także wiązanie wodorowe między łańcuchami zostaje zniszczone w wyniku zaklinowania podstawnika pomiędzy sąsiednimi łańcuchami.Im większy podstawnik, tym większa odległość między cząsteczkami.Im większa odległość.Im większy efekt niszczenia wiązań wodorowych, tym eter celulozy staje się rozpuszczalny w wodzie po rozszerzeniu się sieci celulozowej i wejściu roztworu, tworząc roztwór o dużej lepkości.Wraz ze wzrostem temperatury hydratacja polimeru słabnie, a woda między łańcuchami jest wypierana.Kiedy efekt odwodnienia jest wystarczający, cząsteczki zaczynają się agregować, tworząc trójwymiarową żelową strukturę sieciową i rozkładając się.
Czynniki wpływające na retencję wody w zaprawie obejmują lepkość eteru celulozy, ilość dodanego materiału, rozdrobnienie cząstek i temperaturę stosowania:
Im większa lepkość eteru celulozy, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody.Lepkość jest ważnym parametrem wydajności MC.Obecnie różni producenci MC stosują różne metody i przyrządy do pomiaru lepkości MC.Główne metody to Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde i Brookfield.W przypadku tego samego produktu wyniki lepkości mierzone różnymi metodami są bardzo różne, a w niektórych przypadkach różnice są nawet dwukrotnie większe.Dlatego porównując lepkość należy przeprowadzić pomiędzy tymi samymi metodami testowymi, w tym temperaturą, rotorem itp.
Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa lepkość, tym lepszy efekt zatrzymywania wody.Jednak im wyższa lepkość i większa masa cząsteczkowa MC, tym odpowiednie zmniejszenie jego rozpuszczalności będzie miało negatywny wpływ na wytrzymałość i właściwości konstrukcyjne zaprawy.Im wyższa lepkość, tym wyraźniejszy efekt zagęszczania zaprawy, ale nie jest on wprost proporcjonalny.Im lepkość jest większa, tym lepka będzie mokra zaprawa, czyli w trakcie budowy objawia się przyklejaniem do skrobaka i dużą przyczepnością do podłoża.Jednak zwiększanie wytrzymałości strukturalnej samej mokrej zaprawy nie jest pomocne.Podczas budowy działanie zapobiegające uginaniu się nie jest oczywiste.Wręcz przeciwnie, niektóre modyfikowane etery metylocelulozowe o średniej i niskiej lepkości mają doskonałe właściwości poprawiające wytrzymałość strukturalną mokrej zaprawy.
Im większa ilość eteru celulozy dodana do zaprawy, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody, a im wyższa lepkość, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody.
Jeśli chodzi o wielkość cząstek, im drobniejsza cząstka, tym lepsza retencja wody.Po zetknięciu się dużych cząstek eteru celulozy z wodą powierzchnia natychmiast się rozpuszcza i tworzy żel, który otula materiał i zapobiega dalszej infiltracji cząsteczek wody.Czasami nie można go równomiernie zdyspergować i rozpuścić nawet po długotrwałym mieszaniu, tworząc mętny kłaczkowaty roztwór lub aglomerację.Ma to ogromny wpływ na retencję wody w eterze celulozy, a rozpuszczalność jest jednym z czynników decydujących o wyborze eteru celulozy.
Rozdrobnienie jest również ważnym wskaźnikiem wydajności eteru metylocelulozowego.MC stosowany do zaprawy proszkowej musi być proszkiem o niskiej zawartości wody, a rozdrobnienie wymaga również, aby 20% ~ 60% wielkości cząstek było mniejsze niż 63um.Rozdrobnienie wpływa na rozpuszczalność eteru metylocelulozowego.Gruby MC jest zwykle ziarnisty i łatwo rozpuszcza się w wodzie bez aglomeracji, ale szybkość rozpuszczania jest bardzo powolna, więc nie nadaje się do stosowania w zaprawie w postaci suchego proszku.W zaprawie proszkowej MC jest rozproszony wśród materiałów cementowych, takich jak kruszywo, drobny wypełniacz i cement, i tylko wystarczająco drobny proszek pozwala uniknąć aglomeracji eteru metylocelulozowego podczas mieszania z wodą.Kiedy MC dodaje się z wodą w celu rozpuszczenia aglomeratów, bardzo trudno jest je zdyspergować i rozpuścić.
Grube rozdrobnienie MC jest nie tylko marnotrawstwem, ale także zmniejsza lokalną wytrzymałość zaprawy.Gdy taka zaprawa proszkowa zostanie nałożona na dużą powierzchnię, prędkość utwardzania lokalnej zaprawy proszkowej zostanie znacznie zmniejszona i pojawią się pęknięcia spowodowane różnym czasem utwardzania.W przypadku zapraw natryskowych o konstrukcji mechanicznej wymagania dotyczące rozdrobnienia są wyższe ze względu na krótszy czas mieszania.
Rozdrobnienie MC ma również pewien wpływ na retencję wody.Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku eterów metylocelulozowych o tej samej lepkości, ale różnym stopniu rozdrobnienia, przy tej samej ilości dodatku, im drobniejszy, tym drobniejszy, tym lepszy efekt zatrzymywania wody.
Zatrzymywanie wody w MC zależy także od stosowanej temperatury, a zatrzymywanie wody w eterze metylocelulozowym maleje wraz ze wzrostem temperatury.Jednakże w rzeczywistych zastosowaniach materiałowych zaprawę w postaci suchego proszku często nakłada się na gorące podłoża w wysokich temperaturach (wyższych niż 40 stopni) w wielu środowiskach, takich jak szpachlowanie ścian zewnętrznych w słońcu latem, co często przyspiesza utwardzanie cementu i utwardzanie zaprawa proszkowa na sucho.Spadek stopnia retencji wody prowadzi do oczywistego wrażenia, że wpływa to zarówno na urabialność, jak i odporność na pękanie, a szczególnie istotne jest ograniczenie wpływu czynników temperaturowych w tych warunkach.
Chociaż obecnie uważa się, że dodatki w postaci eteru metylohydroksyetylocelulozowego przodują w rozwoju technologicznym, ich zależność od temperatury w dalszym ciągu będzie prowadzić do osłabienia właściwości użytkowych zaprawy w postaci suchego proszku.Mimo zwiększonej ilości metylohydroksyetylocelulozy (formuła letnia) urabialność i odporność na pękanie nadal nie odpowiadają potrzebom użytkowym.Dzięki specjalnej obróbce MC, takiej jak zwiększenie stopnia eteryfikacji itp., efekt zatrzymywania wody może zostać utrzymany w wyższej temperaturze, dzięki czemu może zapewnić lepszą wydajność w trudnych warunkach.
3. Zagęszczanie i tiksotropia eteru celulozy
Zagęszczanie i tiksotropia eteru celulozy: Druga funkcja eteru celulozy – efekt zagęszczania zależy od: stopnia polimeryzacji eteru celulozy, stężenia roztworu, szybkości ścinania, temperatury i innych warunków.Właściwości żelujące roztworu są unikalne dla alkilocelulozy i jej modyfikowanych pochodnych.Właściwości żelujące zależą od stopnia podstawienia, stężenia roztworu i dodatków.W przypadku pochodnych modyfikowanych hydroksyalkilem właściwości żelu są również związane ze stopniem modyfikacji hydroksyalkilu.W przypadku MC i HPMC o niskiej lepkości można przygotować roztwór 10% -15%, MC i HPMC o średniej lepkości można przygotować roztwór 5% -10%, podczas gdy MC i HPMC o wysokiej lepkości można przygotować tylko roztwór 2% -3% i zwykle Klasyfikacja lepkości eteru celulozy jest również klasyfikowana według 1% -2% roztworu.
Eter celulozy o wysokiej masie cząsteczkowej ma wysoką skuteczność zagęszczania.W roztworze o tym samym stężeniu polimery o różnych masach cząsteczkowych mają różną lepkość.Wysoki stopień.Docelową lepkość można osiągnąć jedynie poprzez dodanie dużej ilości eteru celulozy o niskiej masie cząsteczkowej.Jego lepkość w niewielkim stopniu zależy od szybkości ścinania, a wysoka lepkość osiąga lepkość docelową, a wymagana ilość dodatku jest niewielka, a lepkość zależy od wydajności zagęszczania.Dlatego, aby uzyskać określoną konsystencję, należy zapewnić odpowiednią ilość eteru celulozy (stężenie roztworu) i lepkość roztworu.Temperatura żelu roztworu również maleje liniowo wraz ze wzrostem stężenia roztworu, a po osiągnięciu określonego stężenia żeluje w temperaturze pokojowej.Stężenie żelowania HPMC jest stosunkowo wysokie w temperaturze pokojowej.
Konsystencję można również regulować dobierając wielkość cząstek i dobierając etery celulozy o różnym stopniu modyfikacji.Tzw. modyfikacja polega na wprowadzeniu pewnego stopnia podstawienia grup hydroksyalkilowych na strukturę szkieletową MC.Zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników, to znaczy względne wartości podstawienia DS i ms grup metoksylowych i hydroksyalkilowych, o których często mówimy.Różne wymagania dotyczące wydajności eteru celulozy można uzyskać zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników.
Związek pomiędzy konsystencją a modyfikacją: dodatek eteru celulozy wpływa na zużycie wody przez zaprawę, zmiana stosunku wody do spoiwa wody i cementu powoduje efekt zagęszczania, im większe dozowanie, tym większe zużycie wody.
Etery celulozy stosowane w sproszkowanych materiałach budowlanych muszą szybko rozpuszczać się w zimnej wodzie i zapewniać odpowiednią konsystencję układu.Przy określonej szybkości ścinania nadal staje się kłaczkowatym i koloidalnym blokiem, co jest produktem niskiej jakości lub niskiej jakości.
Istnieje również dobra liniowa zależność pomiędzy konsystencją zaczynu cementowego a dawką eteru celulozy.Eter celulozy może znacznie zwiększyć lepkość zaprawy.Im większa dawka, tym bardziej oczywisty efekt.Wodny roztwór eteru celulozy o dużej lepkości ma wysoką tiksotropię, która jest również główną cechą eteru celulozy.Wodne roztwory polimerów MC mają zwykle płynność pseudoplastyczną i nietiksotropową poniżej temperatury żelu, ale właściwości płynięcia Newtona przy niskich prędkościach ścinania.Pseudoplastyczność wzrasta wraz z masą cząsteczkową lub stężeniem eteru celulozy, niezależnie od rodzaju podstawnika i stopnia podstawienia.Dlatego etery celulozy o tej samej klasie lepkości, niezależnie od MC, HPMC, HEMC, zawsze będą wykazywać te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura będą utrzymywane na stałym poziomie.
Pod wpływem podwyższonej temperatury tworzą się żele strukturalne i następuje przepływ silnie tiksotropowy.Etery celulozy o wysokim stężeniu i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelu.Właściwość ta ma ogromne znaczenie przy regulacji wyrównania i ugięcia w konstrukcji zaprawy budowlanej.Należy w tym miejscu wyjaśnić, że im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody, jednak im wyższa lepkość, tym większa względna masa cząsteczkowa eteru celulozy i odpowiadające temu zmniejszenie jego rozpuszczalności, co ma negatywny wpływ na stężenie zaprawy i właściwości użytkowe konstrukcji.Im wyższa lepkość, tym wyraźniejsze jest działanie zagęszczające zaprawę, jednak nie jest ono całkowicie proporcjonalne.Niektóre lepkości średnie i niskie, ale modyfikowany eter celulozy ma lepszą wydajność w poprawianiu wytrzymałości strukturalnej mokrej zaprawy.Wraz ze wzrostem lepkości poprawia się retencja wody w eterze celulozy.4. Opóźnianie eteru celulozy
Opóźnianie eteru celulozy: Trzecią funkcją eteru celulozy jest opóźnianie procesu hydratacji cementu.Eter celulozy nadaje zaprawie różne korzystne właściwości, a także zmniejsza wczesne ciepło hydratacji cementu i opóźnia dynamiczny proces hydratacji cementu.Jest to niekorzystne przy stosowaniu zaprawy w zimnych regionach.Ten efekt opóźnienia jest spowodowany adsorpcją cząsteczek eteru celulozy na produktach hydratacji, takich jak CSH i ca(OH)2.Ze względu na wzrost lepkości roztworu porów eter celulozy zmniejsza ruchliwość jonów w roztworze, opóźniając w ten sposób proces hydratacji.
Czas publikacji: 04 lutego 2023 r