Целулозни етери в добавки за готови строителни разтвори

1. Основната функция на целулозния етер

В готовите за употреба разтвори, целулозният етер е основна добавка, която се добавя в много малко количество, но може значително да подобри характеристиките на мокрия разтвор и да повлияе на строителните характеристики на разтвора.

2. Видове целулозни етери

Производството на целулозен етер се осъществява главно от естествени влакна чрез алкално разтваряне, реакция на присаждане (етерификация), промиване, сушене, смилане и други процеси.

Според основните суровини, естествените влакна могат да се разделят на: памучни влакна, кедрови влакна, букови влакна и др. Степента им на полимеризация варира, което влияе върху крайния вискозитет на техните продукти. В момента големите производители на целулоза използват памучни влакна (страничен продукт от нитроцелулозата) като основна суровина.

Целулозните етери могат да бъдат разделени на йонни и нейонни. Йонният тип включва главно карбоксиметилцелулозна сол, а нейонният тип включва главно метилцелулоза, метилхидроксиетил (пропил)целулоза, хидроксиетилцелулоза и др.

Понастоящем целулозните етери, използвани в готови за употреба строителни разтвори, са главно метилцелулозен етер (MC), метилхидроксиетилцелулозен етер (MHEC), метилхидроксипропилцелулозен етер (MHPG) и хидроксипропилметилцелулозен етер (HPMC). В готовите за употреба строителни разтвори, тъй като йонната целулоза (карбоксиметилцелулозна сол) е нестабилна в присъствието на калциеви йони, тя рядко се използва в готови за употреба продукти, които използват цимент, гасена вар и др. като циментиращи материали. На някои места в Китай карбоксиметилцелулозната сол се използва като сгъстител за някои вътрешни продукти, обработени с модифицирано нишесте като основен циментиращ материал и прах Shuangfei като пълнител. Този продукт е склонен към образуване на мухъл и не е устойчив на вода и сега се изважда от употреба. Хидроксиетилцелулозата също се използва в някои готови за употреба продукти, но има много малък пазарен дял.

3. Основни показатели за ефективност на целулозния етер

(1) Разтворимост

Целулозата е полихидроксиполимерно съединение, което не се разтваря и не се топи. След етерификация целулозата е разтворима във вода, разреден алкален разтвор и органичен разтворител и притежава термопластичност. Разтворимостта зависи главно от четири фактора: първо, разтворимостта варира в зависимост от вискозитета - колкото по-нисък е вискозитетът, толкова по-голяма е разтворимостта. Второ, характеристиките на групите, въведени в процеса на етерификация - колкото по-голяма е въведената група, толкова по-ниска е разтворимостта; колкото по-полярна е въведената група, толкова по-лесно е целулозният етер да се разтвори във вода. Трето, степента на заместване и разпределението на етерифицираните групи в макромолекулите. Повечето целулозни етери могат да се разтворят във вода само при определена степен на заместване. Четвърто, степента на полимеризация на целулозния етер - колкото по-висока е степента на полимеризация, толкова по-малко е разтворима; колкото по-ниска е степента на полимеризация, толкова по-широк е диапазонът от степени на заместване, които могат да бъдат разтворени във вода.

(2) Задържане на вода

Задържането на вода е важно свойство на целулозния етер и е свойство, на което много местни производители на сухи прахове, особено тези в южните райони с високи температури, обръщат внимание. Факторите, влияещи върху ефекта на задържане на вода от хоросана, включват количеството добавен целулозен етер, вискозитет, фиността на частиците и температурата на работната среда. Колкото по-голямо е количеството добавен целулозен етер, толкова по-добър е ефектът на задържане на вода; колкото по-голям е вискозитетът, толкова по-добър е ефектът на задържане на вода; колкото по-фини са частиците, толкова по-добър е ефектът на задържане на вода.

(3) Вискозитет

Вискозитетът е важен параметър на продуктите от целулозен етер. В момента различните производители на целулозен етер използват различни методи и инструменти за измерване на вискозитета. За един и същ продукт резултатите от вискозитета, измерени по различни методи, са много различни, а някои дори имат двойни разлики. Следователно, когато се сравнява вискозитетът, той трябва да се извършва между едни и същи методи за изпитване, включително температура, ротор и др.

Най-общо казано, колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-добър е ефектът на задържане на вода. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-високо е молекулното тегло на целулозния етер и съответното намаляване на неговата разтворимост ще има отрицателно въздействие върху здравината и строителните характеристики на разтвора. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-очевиден е ефектът на сгъстяване върху разтвора, но той не е правопропорционален. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-вискозен ще бъде мокрият разтвор. По време на строителството това се проявява като залепване към стъргалката и висока адхезия към основата. Но това не е полезно за увеличаване на структурната якост на самия мокър разтвор. По време на строителството противосвлачищното действие не е очевидно. Напротив, някои модифицирани метилцелулозни етери със среден и нисък вискозитет имат отлични показатели за подобряване на структурната якост на мокрия разтвор.

(4) Фиността на частиците:

Целулозният етер, използван за готови строителни разтвори, трябва да е прахообразен, с ниско съдържание на вода, а фиността на зърнените частици трябва да са с размер от 20% до 60% по-малък от 63 μm. Фиността на зърнените частици влияе върху разтворимостта на целулозния етер. Едрите целулозни етери обикновено са под формата на гранули, които лесно се диспергират и разтварят във вода без агломерация, но скоростта на разтваряне е много бавна, така че не са подходящи за употреба в готови строителни разтвори (някои битови продукти са флокулиращи, не се диспергират и разтварят лесно във вода и са склонни към слепване). В готовите строителни разтвори целулозният етер се диспергира между агрегати, фини пълнители и цимент и други циментиращи материали. Само достатъчно фин прах може да избегне агломерацията на целулозния етер при смесване с вода. Когато целулозният етер се добави към вода за разтваряне на агломерацията, е много трудно да се диспергира и разтвори.

(5) Модификация на целулозен етер

Модификацията на целулозния етер е разширяване на неговите характеристики и е най-важната част. Свойствата на целулозния етер могат да бъдат подобрени, за да се оптимизира неговата омокряемост, диспергируемост, адхезия, сгъстяване, емулгиране, задържане на вода и филмообразуване, както и неговата непропускливост за масло.

4. Влияние на околната температура върху задържането на вода в разтвора

Задържането на вода от целулозния етер намалява с повишаване на температурата. В практическите приложения на материалите, хоросанът често се полага върху горещи основи при високи температури (по-високи от 40°C) в много среди. Спадът във задържането на вода води до забележимо въздействие върху обработваемостта и устойчивостта на пукнатини. Зависимостта му от температурата все още ще води до отслабване на свойствата на хоросана и е особено важно да се намали влиянието на температурните фактори при това условие. Рецептите за хоросан бяха коригирани по подходящ начин и бяха направени много важни промени в сезонните рецепти. Въпреки увеличаването на дозата (лятна формула), обработваемостта и устойчивостта на пукнатини все още не могат да отговорят на нуждите на употреба, което изисква известна специална обработка на целулозния етер, като например повишаване на степента на етерификация и др., така че ефектът на задържане на вода да може да се постигне при относително висока температура. Той поддържа по-добър ефект, когато е висока, така че осигурява по-добри характеристики при тежки условия.

5. Нанасяне в готова смес за строителна смес

В готовите строителни разтвори, целулозният етер играе ролята на задържане на вода, сгъстяване и подобряване на строителните характеристики. Доброто задържане на вода гарантира, че разтворът няма да причини шлайфане, разпрашване и намаляване на якостта поради недостиг на вода и непълна хидратация. Сгъстяващият ефект значително повишава структурната здравина на мокрия разтвор. Добавянето на целулозен етер може значително да подобри мокрия вискозитет на мокрия разтвор и има добър вискозитет към различни основи, като по този начин подобрява характеристиките на стената на мокрия разтвор и намалява разхищението. Освен това, ролята на целулозния етер в различните продукти също е различна. Например, в лепилата за плочки, целулозният етер може да увеличи времето за отваряне и да го регулира; в механично пръскания разтвор, той може да подобри структурната здравина на мокрия разтвор; в саморазливните разтвори, той може да предотврати слягане, сегрегация и стратификация. Следователно, като важна добавка, целулозният етер се използва широко в сухи прахообразни разтвори.