1. ميثيل السليلوز (MC)
بعد معالجة القطن المكرر بالقلويات، يُنتج إيثر السليلوز من خلال سلسلة من التفاعلات باستخدام كلوريد الميثان كعامل إيثر. عمومًا، تتراوح درجة الاستبدال بين 1.6 و2.0، وتختلف الذوبانية باختلاف درجة الاستبدال. وهو يُصنف ضمن إيثرات السليلوز غير الأيونية.
(1) يذوب ميثيل السليلوز في الماء البارد، ويصعب ذوبانه في الماء الساخن. يتميز محلوله المائي بثباته العالي ضمن نطاق الأس الهيدروجيني من 3 إلى 12. كما أنه يتمتع بتوافق جيد مع النشا، وصمغ الغوار، والعديد من المواد الفعالة سطحياً. وعندما تصل درجة الحرارة إلى درجة حرارة التجلط، يحدث التجلط.
(2) تعتمد قدرة ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء على كمية الإضافة، واللزوجة، ونعومة الجسيمات، ومعدل الذوبان. عمومًا، كلما زادت كمية الإضافة، وقلّت النعومة، وزادت اللزوجة، ارتفع معدل الاحتفاظ بالماء. وتُعد كمية الإضافة العامل الأكثر تأثيرًا على معدل الاحتفاظ بالماء، بينما لا تتناسب اللزوجة تناسبًا طرديًا مع معدل الاحتفاظ بالماء. ويعتمد معدل الذوبان بشكل أساسي على درجة تعديل سطح جسيمات السليلوز ونعومة الجسيمات. ومن بين إيثرات السليلوز المذكورة أعلاه، يتميز ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بأعلى معدلات الاحتفاظ بالماء.
(3) تؤثر التغيرات في درجة الحرارة بشكل كبير على قدرة ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء. عمومًا، كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت قدرة الاحتفاظ بالماء. إذا تجاوزت درجة حرارة الملاط 40 درجة مئوية، فإن قدرة ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء ستنخفض بشكل ملحوظ، مما يؤثر سلبًا على عملية بناء الملاط.
(4) يؤثر ميثيل السليلوز بشكل كبير على بنية وتماسك الملاط. ويُقصد بـ"التماسك" هنا قوة الالتصاق بين أداة التطبيق وسطح الجدار، أي مقاومة القص للملاط. كلما زادت قوة التماسك، زادت مقاومة القص للملاط، وزادت الحاجة إلى قوة تحمل عالية من قِبل العمال أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى ضعف أداء الملاط في البناء. أما في منتجات إيثر السليلوز، فيكون تماسك ميثيل السليلوز متوسطًا.
2. هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC)
هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز هو نوع من السليلوز شهد إنتاجه واستهلاكه نموًا سريعًا في السنوات الأخيرة. وهو عبارة عن إيثر سلولوز مختلط غير أيوني يُصنع من القطن المكرر بعد المعالجة القلوية، باستخدام أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل كعامل إيثيري، من خلال سلسلة من التفاعلات. تتراوح درجة الاستبدال فيه عادةً بين 1.2 و2.0. وتختلف خصائصه تبعًا لاختلاف نسب محتوى الميثوكسيل والهيدروكسي بروبيل.
(1) يذوب هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بسهولة في الماء البارد، ولكنه يواجه صعوبة في الذوبان في الماء الساخن. مع ذلك، فإن درجة حرارة تجلطه في الماء الساخن أعلى بكثير من درجة حرارة تجلط ميثيل السليلوز. كما أن ذوبانه في الماء البارد أفضل بكثير مقارنةً بميثيل السليلوز.
(2) ترتبط لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بوزنه الجزيئي، فكلما زاد الوزن الجزيئي زادت اللزوجة. كما تؤثر درجة الحرارة على لزوجته، فمع ارتفاع درجة الحرارة تنخفض اللزوجة. ومع ذلك، فإن لزوجته العالية تتأثر بدرجة الحرارة بدرجة أقل من ميثيل سلولوز. ويكون محلوله مستقرًا عند تخزينه في درجة حرارة الغرفة.
(3) يعتمد احتفاظ هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بالماء على كمية الإضافة واللزوجة وما إلى ذلك، ويكون معدل احتفاظه بالماء تحت نفس كمية الإضافة أعلى من معدل احتفاظ ميثيل السليلوز.
(4) يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بثباته في الأحماض والقلويات، ومحلوله المائي مستقر للغاية في نطاق الأس الهيدروجيني من 2 إلى 12. لا يؤثر كل من الصودا الكاوية وماء الجير بشكل ملحوظ على أدائه، بينما قد تسرع القلويات من ذوبانه وتزيد من لزوجته. كما يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بثباته في الأملاح الشائعة، إلا أنه عند ارتفاع تركيز محلول الملح، تميل لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز إلى الزيادة.
(5) يمكن مزج هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع مركبات بوليمرية قابلة للذوبان في الماء لتكوين محلول متجانس ذي لزوجة أعلى، مثل كحول البولي فينيل، وإيثر النشا، والصمغ النباتي، وما إلى ذلك.
(6) يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز بمقاومة أفضل للإنزيمات من ميثيل سليلوز، كما أن محلوله أقل عرضة للتحلل بواسطة الإنزيمات مقارنةً بمحلول ميثيل سليلوز. ويكون التصاق هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز بمونة البناء أعلى من التصاق ميثيل سليلوز.
3. هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)
يُصنع هذا المنتج من القطن المكرر المعالج بالقلويات، والمتفاعل مع أكسيد الإيثيلين كعامل إيثيري بوجود الأسيتون. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.5 و2.0. يتميز المنتج بخاصية محبة الماء العالية وسهولة امتصاص الرطوبة.
(1) يذوب هيدروكسي إيثيل السليلوز في الماء البارد، ولكنه يصعب إذابته في الماء الساخن. محلوله مستقر عند درجات الحرارة العالية دون أن يتجمد. يمكن استخدامه لفترة طويلة في الملاط تحت درجات حرارة عالية، ولكن قدرته على الاحتفاظ بالماء أقل من قدرة ميثيل السليلوز.
(2) يتميز هيدروكسي إيثيل السليلوز بثباته في وجود الأحماض والقلويات العامة. يمكن للقلويات تسريع ذوبانه وزيادة لزوجته قليلاً. تكون قابليته للتشتت في الماء أقل قليلاً من قابلية ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز.
(3) يتمتع هيدروكسي إيثيل السليلوز بأداء جيد في منع الترهل في الملاط، ولكنه يحتاج إلى وقت تأخير أطول في الأسمنت.
(4) إن أداء هيدروكسي إيثيل السليلوز الذي تنتجه بعض الشركات المحلية أقل بشكل واضح من أداء ميثيل السليلوز بسبب محتواه العالي من الماء ومحتواه العالي من الرماد.
4. كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)
يُصنع إيثر السليلوز الأيوني من ألياف طبيعية (كالقطن وغيرها) مُعالجة بالقلويات، ويُستخدم كعامل إيثيري من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 0.4 و1.4، ويتأثر أداؤه بشكل كبير بدرجة الاستبدال.
(1) إن الكربوكسي ميثيل السليلوز أكثر استرطابية، وسوف يحتوي على المزيد من الماء عند تخزينه في ظل الظروف العامة.
(2) لا يُنتج محلول كربوكسي ميثيل السليلوز المائي هلامًا، وتقل لزوجته مع ارتفاع درجة الحرارة. وعندما تتجاوز درجة الحرارة 50 درجة مئوية، تصبح اللزوجة غير قابلة للانعكاس.
(3) تتأثر استقراريته بشكل كبير بدرجة الحموضة. عموماً، يمكن استخدامه في الملاط القائم على الجبس، ولكن ليس في الملاط القائم على الأسمنت. وعندما يكون شديد القلوية، يفقد لزوجته.
(4) يتميز كربوكسي ميثيل السليلوز بقدرة أقل بكثير على الاحتفاظ بالماء مقارنةً بميثيل السليلوز. وله تأثير مثبط على الملاط الجصي ويقلل من قوته. ومع ذلك، فإن سعر كربوكسي ميثيل السليلوز أقل بكثير من سعر ميثيل السليلوز.
تاريخ النشر: 10 يناير 2023