تطبيق ودور إيثر السليلوز في مواد البناء الصديقة للبيئة

إيثر السليلوز بوليمر شبه اصطناعي غير أيوني، قابل للذوبان في الماء والمذيبات. وله تأثيرات مختلفة في مختلف الصناعات. ففي مواد البناء الكيميائية، على سبيل المثال، له التأثيرات المركبة التالية: ① عامل احتفاظ بالماء ② مُكثِّف ③ خاصية تسوية ④ خاصية تكوين طبقة رقيقة ⑤ مادة رابطة؛ وفي صناعة كلوريد البولي فينيل، يُستخدم كمستحلب ومشتت؛ وفي صناعة الأدوية، يُستخدم كمادة رابطة وعامل مُنظِّم للأس الهيدروجيني. ونظرًا لتعدد تأثيرات السليلوز المركبة، فإن مجالات استخدامه واسعة للغاية. فيما يلي، سأركز على استخدامات ووظائف إيثر السليلوز في مواد البناء الصديقة للبيئة.

1. في طلاء اللاتكس

في صناعة دهانات اللاتكس، يُنصح باختيار هيدروكسي إيثيل السليلوز، حيث تتراوح اللزوجة المثلى عادةً بين 30000 و50000 سنتي بواز، وهو ما يُعادل مواصفات HBR250، وتتراوح الجرعة المرجعية عادةً بين 1.5 و2 بالألف. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهيدروكسي إيثيل السليلوز في دهانات اللاتكس في زيادة اللزوجة، ومنع تكتل الصبغة، والمساعدة على تشتيتها، وتعزيز استقرار اللاتكس، وزيادة لزوجة المكونات، مما يُساهم في تحسين أداء التسوية في أعمال البناء. يتميز هيدروكسي إيثيل السليلوز بسهولة استخدامه، حيث يُمكن إذابته في الماء البارد والساخن، ولا يتأثر بدرجة الحموضة. يُمكن استخدامه بأمان ضمن نطاق مؤشر اللزوجة (PI) من 2 إلى 12. فيما يلي طرق الاستخدام:

(1) أضف مباشرة في الإنتاج:

في هذه الطريقة، يُفضل اختيار هيدروكسي إيثيل السليلوز من النوع المتأخر، ويُستخدم هيدروكسي إيثيل السليلوز الذي يستغرق ذوبانه أكثر من 30 دقيقة. الخطوات كالتالي: ① ضع كمية محددة من الماء النقي في وعاء مزود بمحرك تقليب عالي القص. ② ابدأ التقليب المستمر بسرعة منخفضة، وفي الوقت نفسه أضف مجموعة الهيدروكسي إيثيل ببطء إلى المحلول بالتساوي. ③ استمر في التقليب حتى تنقع جميع المواد الحبيبية. ④ أضف الإضافات الأخرى والإضافات القاعدية، إلخ. ⑤ قلّب حتى تذوب جميع مجموعات الهيدروكسي إيثيل تمامًا، ثم أضف المكونات الأخرى في التركيبة واطحنها حتى تحصل على المنتج النهائي.

(2) مزودة بمحلول الأم لاستخدامه لاحقاً:

تتيح هذه الطريقة اختيار النوع الفوري، وتتميز بتأثير السليلوز المضاد للعفن. وتكمن ميزة هذه الطريقة في مرونتها العالية وإمكانية إضافتها مباشرةً إلى طلاء اللاتكس. طريقة التحضير هي نفسها المذكورة في الخطوات من ١ إلى ٤.

(3)، تم تحويلها إلى عصيدة لاستخدامها لاحقاً:

بما أن المذيبات العضوية ضعيفة الذوبان (غير قابلة للذوبان) في هيدروكسي إيثيل السليلوز، فيمكن استخدامها في تحضير عصيدة السليلوز. ومن أكثر المذيبات العضوية شيوعًا السوائل العضوية في تركيبات طلاء اللاتكس، مثل الإيثيلين جليكول، والبروبيلين جليكول، وعوامل تكوين الطبقة (مثل أسيتات بوتيل ثنائي إيثيلين جليكول). يمكن إضافة عصيدة هيدروكسي إيثيل السليلوز مباشرةً إلى الطلاء، مع الاستمرار في التقليب حتى تذوب تمامًا.

2. في معجون كشط الجدران

في الوقت الراهن، تحظى المعجونة الصديقة للبيئة المقاومة للماء والفرك بتقدير كبير في معظم مدن بلدي. تُصنع هذه المعجونة من تفاعل الأسيتال بين كحول الفينيل والفورمالديهايد. ولذلك، بدأ الناس بالتخلي تدريجياً عن هذه المادة، واستُبدلت بمنتجات سلسلة إيثر السليلوز. أي أن السليلوز هو المادة الوحيدة المتاحة حالياً لتطوير مواد بناء صديقة للبيئة.

يُصنّف المعجون المقاوم للماء إلى نوعين: معجون مسحوق جاف ومعجون سائل. يُنصح باختيار معجون ميثيل السليلوز المُعدّل ومعجون هيدروكسي بروبيل ميثيل. تتراوح لزوجة المعجون عادةً بين 30000 و60000 سنتي بواز. وتتمثل الوظائف الرئيسية للسليلوز في المعجون في الاحتفاظ بالماء، والربط، والتشحيم.

نظراً لاختلاف تركيبات المعجون بين مختلف الشركات المصنعة، فمنها معجون الكالسيوم الرمادي، ومعجون الكالسيوم الفاتح، ومعجون الأسمنت الأبيض، وغيرها، ومنها معجون مسحوق الجبس، ومعجون الكالسيوم الرمادي، ومعجون الكالسيوم الفاتح، وغيرها، فإن مواصفات ولزوجة ونسبة اختراق السليلوز في التركيبتين تختلف أيضاً. وتبلغ الكمية المضافة حوالي 2-3 بالألف.

في عملية كشط الجدران، ونظرًا لامتصاص سطح الجدار للماء بنسبة معينة (تبلغ نسبة امتصاص الماء في جدار الطوب 13%، وفي الخرسانة 3-5%)، بالإضافة إلى تبخر الماء من الخارج، فإن فقدان المعجون للماء بسرعة كبيرة قد يؤدي إلى تشققات أو تساقط مسحوق، مما يُضعف قوته. لذا، فإن إضافة إيثر السليلوز تُحل هذه المشكلة. لكن جودة المادة المالئة، وخاصة جودة رماد الكالسيوم، بالغة الأهمية. فبفضل لزوجة السليلوز العالية، تزداد قدرة المعجون على الطفو، مما يمنع الترهل أثناء الكشط، ويجعله أسهل وأقل جهدًا بعد الانتهاء.

يُعدّ إضافة إيثر السليلوز إلى معجون البودرة أكثر ملاءمة، إذ يُسهّل ذلك عملية الإنتاج والاستخدام. كما يُمكن خلط الحشو والمواد المضافة بالتساوي في المسحوق الجاف.

3. ملاط ​​الخرسانة

في ملاط ​​الخرسانة، ولتحقيق أقصى قوة، يجب أن يكون الإسمنت مُرطَّبًا بالكامل. خاصةً في أعمال البناء الصيفية، يفقد ملاط ​​الخرسانة الماء بسرعة كبيرة، وتُستخدم إجراءات الإماهة الكاملة عن طريق رش الماء. هذا يُهدر الموارد ويُعيق العمل، والسبب الرئيسي هو أن الماء يكون على السطح فقط، والإماهة الداخلية غير مكتملة. لذا، يكمن الحل في إضافة ثمانية عوامل مُحتفظة بالماء إلى ملاط ​​الخرسانة، وعادةً ما يُختار هيدروكسي بروبيل ميثيل أو ميثيل سلولوز، بمواصفات لزوجة تتراوح بين 20000 و60000 سنتي بواز، وبكمية إضافة تتراوح بين 2% و3%. يمكن زيادة معدل الاحتفاظ بالماء إلى أكثر من 85%. طريقة الاستخدام في ملاط ​​الخرسانة هي خلط المسحوق الجاف جيدًا ثم سكبه في الماء.

4. في أعمال التجصيص، الجبس، الجبس اللاصق، الجبس المانع للتسرب

مع التطور السريع لقطاع البناء، يتزايد طلب الناس على مواد البناء الجديدة يومًا بعد يوم. ونظرًا لزيادة الوعي البيئي والتحسين المستمر لكفاءة البناء، شهدت منتجات الجبس الأسمنتية نموًا سريعًا. وتشمل منتجات الجبس الأكثر شيوعًا حاليًا: جبس التجصيص، والجبس المُلصق، والجبس المُدمج، ومادة لاصقة للبلاط.

الجبس المستخدم في التجصيص مادة عالية الجودة لتجصيص الجدران والأسقف الداخلية. يتميز سطح الجدار المُجصص به بنعومته ولمعانه. أما لاصق ألواح البناء الخفيف الجديد، فهو مادة لاصقة مصنوعة من الجبس كمادة أساسية، بالإضافة إلى إضافات متنوعة. وهو مناسب للربط بين مختلف مواد البناء غير العضوية المستخدمة في الجدران. يتميز هذا اللاصق بأنه غير سام، عديم الرائحة، سريع الجفاف، وذو قوة ربط عالية، مما يجعله مادة داعمة لألواح البناء والتشييد. يُستخدم عامل سد الفجوات الجبسي لملء الفراغات بين ألواح الجبس، كما يُستخدم لإصلاح الجدران والشقوق.

تتمتع منتجات الجبس هذه بوظائف متعددة. فبالإضافة إلى دور الجبس والحشوات المرتبطة به، تكمن الأهمية الرئيسية في الدور المحوري لمضافات إيثر السليلوز. ونظرًا لتصنيف الجبس إلى جبس لا مائي وجبس نصف مائي، فإن لكل نوع منهما تأثيرًا مختلفًا على أداء المنتج، لذا فإن التكثيف، والاحتفاظ بالماء، وإبطاء التصلب هي العوامل الأساسية التي تحدد جودة مواد البناء الجبسية. وتتمثل المشكلة الشائعة لهذه المواد في التجويف والتشقق، وعدم القدرة على الوصول إلى القوة الأولية المطلوبة. ولحل هذه المشكلة، يُنصح باختيار نوع السليلوز وطريقة استخدامه كمُبطئ للتصلب. وفي هذا السياق، يُختار عادةً ميثيل أو هيدروكسي بروبيل ميثيل 30000 أو 60000 سنتي بواز، بنسبة إضافة تتراوح بين 1.5% و2%. ويركز السليلوز في هذه الحالة على الاحتفاظ بالماء وإبطاء التصلب.

ومع ذلك، من المستحيل الاعتماد على إيثر السليلوز كمؤخر للتصلب، ومن الضروري إضافة مؤخر التصلب من حمض الستريك للخلط والاستخدام دون التأثير على القوة الأولية.

يشير مصطلح الاحتفاظ بالماء عمومًا إلى كمية الماء التي ستُفقد بشكل طبيعي دون امتصاص خارجي للماء. إذا كان الجدار جافًا جدًا، فإن امتصاص الماء والتبخر الطبيعي على سطحه الأساسي سيؤديان إلى فقدان المادة للماء بسرعة كبيرة، مما قد يتسبب في حدوث تجويف وتشققات.

يتم استخدام هذه الطريقة عن طريق خلطها مع مسحوق جاف. في حال تحضير محلول، يُرجى الرجوع إلى طريقة تحضير المحلول.

5. مونة العزل الحراري

يُعدّ ملاط ​​العزل نوعًا جديدًا من مواد عزل الجدران الداخلية في المنطقة الشمالية. وهو مادة جدارية مُصنّعة من مادة عازلة وملاط ومادة رابطة. في هذه المادة، يلعب السليلوز دورًا أساسيًا في التماسك وزيادة المتانة. يُختار عادةً ميثيل السليلوز ذو اللزوجة العالية (حوالي 10000 إلكترون فولت)، وتتراوح الجرعة عادةً بين 2 و3 بالألف، وطريقة الاستخدام هي خلط المسحوق الجاف.

6. وكيل الواجهة

اختر HPNC 20000cps لمادة الربط، واختر 60000cps أو أكثر لمادة لاصقة البلاط، وركز على المُكثِّف في مادة الربط، مما يمكن أن يحسن قوة الشد وقوة مقاومة الانبعاج.