Хидроксилните групи нацелулозен етерМолекулите и кислородните атоми върху етерните връзки ще образуват водородни връзки с водните молекули, превръщайки свободната вода в свързана вода, като по този начин играят добра роля за задържането на вода; взаимната дифузия между водните молекули и молекулните вериги на целулозния етер позволява на водните молекули да навлязат във вътрешността на макромолекулната верига на целулозния етер и да бъдат подложени на силни ограничения, като по този начин образуват свободна вода и заплетена вода, което подобрява задържането на вода в циментовата суспензия; целулозният етер подобрява реологичните свойства, порестата мрежова структура и осмотичното налягане на прясната циментова суспензия, или филмообразуващите свойства на целулозния етер възпрепятстват дифузията на водата.
Задържането на вода от самия целулозен етер произтича от разтворимостта и дехидратацията на самия целулозен етер. Само хидратационният капацитет на хидроксилните групи не е достатъчен, за да компенсира силните водородни връзки и ван дер Ваалсовите сили между молекулите, така че той само набъбва, но не се разтваря във вода. Когато заместители се въведат в молекулната верига, не само заместителите разрушават водородните вериги, но и междуверижните водородни връзки се разрушават поради вклиняването на заместителите между съседните вериги. Колкото по-големи са заместителите, толкова по-голямо е разстоянието между молекулите и толкова по-голям е ефектът от разрушаването на водородните връзки. След като целулозната решетка набъбне, разтворът навлиза в нея и целулозният етер става водоразтворим, образувайки разтвор с висок вискозитет, който след това играе роля в задържането на вода.
Фактори, влияещи върху ефективността на задържане на вода:
Вискозитет: Колкото по-висок е вискозитетът на целулозния етер, толкова по-добри са водозадържащите свойства. Но колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-високо е относителното молекулно тегло на целулозния етер и съответно намалява неговата разтворимост, което се отразява отрицателно върху концентрацията и строителните характеристики на разтвора. Най-общо казано, за един и същ продукт резултатите от вискозитета, измерени по различни методи, са много различни, така че при сравняване на вискозитета, той трябва да се извършва между едни и същи методи за изпитване (включително температура, ротор и др.).
Добавено количество: Колкото по-голямо е количеството целулозен етер, добавено към разтвора, толкова по-добри са показателите за задържане на вода. Обикновено малко количество целулозен етер може значително да подобри скоростта на задържане на вода в разтвора. Когато количеството достигне определено ниво, тенденцията на увеличаване на скоростта на задържане на вода се забавя.
Финост на частиците: Колкото по-фини са частиците, толкова по-добро е задържането на вода. Когато големи частици целулозен етер влязат в контакт с вода, повърхността им незабавно се разтваря и образува гел, който обгръща материала и предотвратява проникването на водните молекули. Понякога дори продължителното разбъркване не може да постигне равномерно разпръскване и разтваряне, образувайки мътен флокулентен разтвор или агломерация, което силно влияе върху задържането на вода от целулозния етер. Разтворимостта е един от факторите за избор на целулозен етер. Фиността на зърнестия слой е важен показател за ефективност на метилцелулозен етер. Фиността на зърнестия слой влияе върху разтворимостта на метилцелулозен етер. По-едрият целулозният етер обикновено е гранулиран и може лесно да се разтвори във вода без агломерация, но скоростта на разтваряне е много бавна и не е подходящ за използване в сухи строителни разтвори.
Температура: С повишаване на околната температура, задържането на вода от целулозните етери обикновено намалява, но някои модифицирани целулозни етери също имат добро задържане на вода при условия на висока температура; когато температурата се повиши, хидратацията на полимерите отслабва и водата между веригите се отделя. Когато дехидратацията е достатъчна, молекулите започват да се агрегират, за да образуват триизмерна мрежова структура на гел.
Молекулярна структура: Целулозните етери с по-ниско заместване имат по-добро задържане на вода.
Сгъстяване и тиксотропия
Сгъстяване:
Влияние върху сцепителната способност и противосвлачищните свойства: Целулозните етери придават на мокрия разтвор отличен вискозитет, което може значително да увеличи сцепителната способност на мокрия разтвор с основния слой и да подобри противосвлачищните свойства на разтвора. Широко се използва в мазилки, лепилни разтвори за плочки и системи за външна изолация на стени 3.
Влияние върху хомогенността на материала: Сгъстяващият ефект на целулозните етери може също да увеличи антидисперсионната способност и хомогенността на прясно смесените материали, да предотврати стратификацията на материала, сегрегацията и просмукването на вода и може да се използва във фибробетон, подводен бетон и самоуплътняващ се бетон.
Източник и влияние на ефекта на сгъстяване: Сгъстяващият ефект на целулозния етер върху циментови материали произтича от вискозитета на разтвора на целулозния етер. При едни и същи условия, колкото по-висок е вискозитетът на целулозния етер, толкова по-добър е вискозитетът на модифицираните циментови материали, но ако вискозитетът е твърде висок, това ще повлияе на течливостта и работоспособността на материала (например ще залепне за шпаклата за мазилка). Саморазливните разтвори и самоуплътняващите се бетони с високи изисквания за течливост изискват много нисък вискозитет на целулозния етер. Освен това, сгъстяващият ефект на целулозния етер ще увеличи и нуждата от вода на циментовите материали и ще увеличи добива на разтвора.
Тиксотропия:
Водният разтвор на целулозен етер с висок вискозитет има висока тиксотропия, което е и основна характеристика на целулозния етер. Водният разтвор на метилцелулоза обикновено има псевдопластичност и нетиксотропна течливост под температурата на гела, но проявява Нютонови свойства на течливост при ниски скорости на срязване. Псевдопластичността се увеличава с увеличаване на молекулното тегло или концентрацията на целулозния етер и няма нищо общо с вида на заместителя и степента на заместване. Следователно, целулозните етери с еднакъв вискозитетен клас, независимо дали е MC, HPMC или HEMC, винаги показват едни и същи реологични свойства, стига концентрацията и температурата да останат постоянни. Когато температурата се повиши, се образува структурен гел и се наблюдава висок тиксотропен поток. Целулозните етери с висока концентрация и нисък вискозитет показват тиксотропия дори под температурата на гела. Това свойство е много полезно за регулиране на изравняването и свличането на строителния разтвор по време на строителството.
Въздушно увличане
Принцип и влияние върху работните характеристики: Целулозният етер има значителен ефект на увличане на въздух върху пресни материали на циментова основа. Целулозният етер има както хидрофилни групи (хидроксилни групи, етерни групи), така и хидрофобни групи (метилови групи, глюкозни пръстени). Той е повърхностноактивно вещество с повърхностна активност, като по този начин има ефект на увличане на въздух. Ефектът на увличане на въздух ще създаде ефект на топка, което може да подобри работните характеристики на прясно смесени материали, като например повишава пластичността и гладкостта на разтвора по време на работа, което е благоприятно за разстилането на разтвора; също така ще увеличи добива на разтвор и ще намали производствените разходи.
Влияние върху механичните свойства: Ефектът на увличане на въздух ще увеличи порьозността на втвърдения материал и ще намали неговите механични свойства, като якост и модул на еластичност.
Влияние върху течливостта: Като повърхностноактивно вещество, целулозният етер има и омокрящ или смазващ ефект върху циментовите частици, което заедно с въздуховвличащия му ефект увеличава течливостта на циментовите материали, но сгъстяващият му ефект намалява течливостта. Влиянието на целулозния етер върху течливостта на циментовите материали е комбинация от пластифициращ и сгъстяващ ефект. Най-общо казано, когато дозата на целулозния етер е много ниска, тя се проявява главно като пластифициращ или водоредуциращ ефект; когато дозата е висока, сгъстяващият ефект на целулозния етер се увеличава бързо и въздуховвличащият му ефект е склонен да бъде наситен, така че се проявява като сгъстяване или увеличаване на водоразходването.
Време на публикуване: 23 декември 2024 г.