U gotovom malteru, količina dodanog celuloznog etera je vrlo niska, ali može značajno poboljšati performanse vlažnog maltera i glavni je aditiv koji utiče na građevinske performanse maltera. Razuman izbor celuloznih etera različitih vrsta, različitih viskoziteta, različitih veličina čestica, različitih stepena viskoziteta i dodanih količina imat će pozitivan uticaj na poboljšanje performansi suvog praškastog maltera. Trenutno, mnogi malteri za zidanje i malterisanje imaju slabe performanse zadržavanja vode, a vodena suspenzija će se odvojiti nakon nekoliko minuta stajanja. Zadržavanje vode je važna karakteristika metil celuloznog etera, a to je i karakteristika na koju mnogi domaći proizvođači suvih maltera, posebno oni u južnim regijama sa visokim temperaturama, obraćaju pažnju. Faktori koji utiču na efekat zadržavanja vode suvog maltera uključuju količinu dodanog MC, viskoznost MC, finoću čestica i temperaturu okoline u kojoj se koristi.
1. Koncept
Celulozni etar je sintetički polimer napravljen od prirodne celuloze putem hemijske modifikacije. Celulozni etar je derivat prirodne celuloze. Proizvodnja celuloznog etra razlikuje se od proizvodnje sintetičkih polimera. Njegov najosnovniji materijal je celuloza, prirodni polimerni spoj. Zbog specifičnosti prirodne strukture celuloze, sama celuloza nema sposobnost reakcije sa sredstvima za eterifikaciju. Međutim, nakon tretmana sredstvom za bubrenje, jake vodikove veze između molekularnih lanaca i lanaca se uništavaju, a aktivno oslobađanje hidroksilne grupe postaje reaktivna alkalna celuloza. Dobivanje celuloznog etra.
Svojstva celuloznih etera zavise od vrste, broja i distribucije supstituenata. Klasifikacija celuloznih etera se također zasniva na vrsti supstituenata, stepenu eterifikacije, rastvorljivosti i srodnim svojstvima primjene. Prema vrsti supstituenata na molekularnom lancu, mogu se podijeliti na monoeter i miješani eter. MC koji obično koristimo je monoeter, a HPMC je miješani eter. Metil celulozni eter MC je proizvod nakon što se hidroksilna grupa na glukoznoj jedinici prirodne celuloze supstituiše metoksi grupom. To je proizvod dobijen supstitucijom dijela hidroksilne grupe na jedinici metoksi grupom, a drugog dijela hidroksipropil grupom. Strukturna formula je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroksietil metil celulozni eter HEMC, ovo su glavne varijante koje se široko koriste i prodaju na tržištu.
U pogledu rastvorljivosti, mogu se podijeliti na jonske i nejonske. Nejonski celulozni eteri rastvorljivi u vodi uglavnom se sastoje od dvije serije alkil etera i hidroksialkil etera. Jonski CMC se uglavnom koristi u sintetičkim deterdžentima, štampanju i bojenju tekstila, istraživanju hrane i nafte. Nejonski MC, HPMC, HEMC itd. se uglavnom koriste u građevinskim materijalima, lateks premazima, medicini, svakodnevnim hemikalijama itd. Koriste se kao zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode, stabilizator, disperzant i sredstvo za stvaranje filma.
Drugo, zadržavanje vode celuloznog etera
Zadržavanje vode celuloznog etra: U proizvodnji građevinskog materijala, posebno suhog praškastog maltera, celulozni eter igra nezamjenjivu ulogu, a posebno u proizvodnji specijalnih maltera (modificiranih maltera) on je nezamjenjiva i važna komponenta.
Važna uloga celuloznog etera rastvorljivog u vodi u malteru uglavnom ima tri aspekta: jedan je odličan kapacitet zadržavanja vode, drugi je uticaj na konzistenciju i tiksotropiju maltera, a treći je interakcija sa cementom. Učinak zadržavanja vode celuloznog etera zavisi od apsorpcije vode osnovnog sloja, sastava maltera, debljine sloja maltera, potrebe maltera za vodom i vremena vezivanja materijala koji se veže. Samo zadržavanje vode celuloznog etera dolazi od rastvorljivosti i dehidracije samog celuloznog etera. Kao što svi znamo, iako molekularni lanac celuloze sadrži veliki broj visoko hidratabilnih OH grupa, nije rastvorljiv u vodi, jer celulozna struktura ima visok stepen kristalnosti.
Sama sposobnost hidratacije hidroksilnih grupa nije dovoljna da pokrije jake vodikove veze i van der Waalsove sile između molekula. Stoga, ona samo bubri, ali se ne rastvara u vodi. Kada se supstituent uvede u molekularni lanac, ne samo da supstituent uništava vodikov lanac, već se uništava i međulančana vodikova veza zbog uklinjanja supstituenta između susjednih lanaca. Što je supstituent veći, veća je udaljenost između molekula. Što je veća udaljenost. Što je veći efekat uništavanja vodikovih veza, celulozni eter postaje rastvorljiv u vodi nakon što se celulozna rešetka proširi i rastvor uđe, formirajući rastvor visoke viskoznosti. Kada temperatura poraste, hidratacija polimera slabi i voda između lanaca se istiskuje. Kada je efekat dehidracije dovoljan, molekuli počinju da se agregiraju, formirajući trodimenzionalnu mrežnu strukturu gela i savijajući se.
Faktori koji utiču na zadržavanje vode u malteru uključuju viskoznost celuloznog etra, količinu dodatka, finoću čestica i temperaturu upotrebe:
Što je veća viskoznost celuloznog etera, to su bolje performanse zadržavanja vode. Viskoznost je važan parametar performansi MC-a. Trenutno, različiti proizvođači MC-a koriste različite metode i instrumente za mjerenje viskoznosti MC-a. Glavne metode su Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde i Brookfield. Za isti proizvod, rezultati viskoznosti izmjereni različitim metodama su vrlo različiti, a neki čak imaju i dvostruke razlike. Stoga se pri poređenju viskoznosti mora koristiti ista metoda ispitivanja, uključujući temperaturu, rotor itd.
Generalno govoreći, što je veća viskoznost, to je bolji efekat zadržavanja vode. Međutim, što je veća viskoznost i veća molekularna težina MC-a, odgovarajuće smanjenje njegove rastvorljivosti negativno će uticati na čvrstoću i građevinske performanse maltera. Što je veća viskoznost, to je očigledniji efekat zgušnjavanja maltera, ali to nije direktno proporcionalno. Što je veća viskoznost, to će mokri malter biti viskozniji, odnosno tokom gradnje, to se manifestuje kao lijepljenje za strugalicu i visoka adhezija na podlogu. Međutim, to nije korisno za povećanje strukturne čvrstoće samog mokrog maltera. Tokom gradnje, performanse protiv slijeganja nisu očigledne. Naprotiv, neki modifikovani metilcelulozni eteri srednje i niske viskoznosti imaju odlične performanse u poboljšanju strukturne čvrstoće mokrog maltera.
Što je veća količina celuloznog etera dodana u malter, to su bolje performanse zadržavanja vode, a što je veća viskoznost, to su bolje performanse zadržavanja vode.
Što se tiče veličine čestica, što je čestica sitnija, to je zadržavanje vode bolje. Nakon što velike čestice celuloznog etra dođu u kontakt s vodom, površina se odmah rastvara i formira gel koji obavija materijal i sprječava molekule vode da nastave infiltrirati. Ponekad se ne može ravnomjerno dispergirati i rastvoriti čak ni nakon dugotrajnog miješanja, formirajući mutni flokulentni rastvor ili aglomeraciju. To uveliko utiče na zadržavanje vode celuloznog etra, a rastvorljivost je jedan od faktora za odabir celuloznog etra.
Finoća je također važan pokazatelj performansi metil celuloznog etera. MC koji se koristi za suhi praškasti malter mora biti prah, s niskim sadržajem vode, a finoća također zahtijeva da 20%~60% veličine čestica bude manje od 63µm. Finoća utječe na topljivost metil celuloznog etera. Grubi MC je obično granuliran i lako se rastvara u vodi bez aglomeracije, ali je brzina rastvaranja vrlo spora, tako da nije pogodan za upotrebu u suhom praškastom malteru. U suhom praškastom malteru, MC je dispergiran među cementnim materijalima kao što su agregat, fino punilo i cement, i samo dovoljno fini prah može izbjeći aglomeraciju metil celuloznog etera prilikom miješanja s vodom. Kada se MC doda s vodom da bi se otopili aglomerati, vrlo ga je teško dispergirati i otopiti.
Gruba finoća MC-a nije samo rasipna, već i smanjuje lokalnu čvrstoću maltera. Kada se takav suhi praškasti malter nanosi na veliku površinu, brzina stvrdnjavanja lokalnog suhog praškastog maltera bit će značajno smanjena, a pukotine će se pojaviti zbog različitih vremena stvrdnjavanja. Za prskani malter mehaničke konstrukcije, zahtjev za finoćom je veći zbog kraćeg vremena miješanja.
Finoća MC-a također ima određeni utjecaj na njegovo zadržavanje vode. Općenito govoreći, za metilcelulozne etere iste viskoznosti, ali različite finoće, pri istoj dodanoj količini, što je finije, to je bolji učinak zadržavanja vode.
Zadržavanje vode MC-a također je povezano s korištenom temperaturom, a zadržavanje vode metil celuloznog etera smanjuje se s porastom temperature. Međutim, u stvarnim primjenama materijala, suhi praškasti malter se često nanosi na vruće podloge na visokim temperaturama (višim od 40 stepeni) u mnogim okruženjima, kao što je malterisanje vanjskih zidova pod suncem ljeti, što često ubrzava stvrdnjavanje cementa i suhog praškastog maltera. Pad brzine zadržavanja vode dovodi do očiglednog osjećaja da su pogođeni i obradivost i otpornost na pucanje, te je posebno važno smanjiti utjecaj temperaturnih faktora u ovim uvjetima.
Iako se aditivi na bazi metil hidroksietil celuloze i etera trenutno smatraju predvodnicima tehnološkog razvoja, njihova ovisnost o temperaturi i dalje će dovesti do slabljenja performansi suhog praškastog maltera. Iako se količina metil hidroksietil celuloze povećava (ljetna formula), obradivost i otpornost na pucanje i dalje ne mogu zadovoljiti potrebe upotrebe. Posebnim tretmanom MC-a, kao što je povećanje stepena eterifikacije itd., efekat zadržavanja vode može se održati na višoj temperaturi, tako da se mogu pružiti bolje performanse u teškim uslovima.
3. Zgušnjavanje i tiksotropija celuloznog etera
Zgušnjavanje i tiksotropija celuloznog etra: Druga funkcija celuloznog etra - efekat zgušnjavanja zavisi od: stepena polimerizacije celuloznog etra, koncentracije rastvora, brzine smicanja, temperature i drugih uslova. Svojstvo želiranja rastvora je jedinstveno za alkil celulozu i njene modifikovane derivate. Svojstva želiranja su povezana sa stepenom supstitucije, koncentracijom rastvora i aditivima. Za hidroksialkil modifikovane derivate, svojstva gela su takođe povezana sa stepenom modifikacije hidroksialkila. Za MC i HPMC niske viskoznosti, može se pripremiti rastvor od 10%-15%, MC i HPMC srednje viskoznosti mogu se pripremiti rastvor od 5%-10%, dok MC i HPMC visoke viskoznosti mogu pripremiti samo rastvor od 2%-3%. Obično se klasifikacija viskoznosti celuloznog etra također ocjenjuje prema rastvoru od 1%-2%.
Visokomolekularni celulozni eter ima visoku efikasnost zgušnjavanja. U rastvoru iste koncentracije, polimeri različitih molekularnih težina imaju različite viskoznosti. Visok stepen. Ciljana viskoznost se može postići samo dodavanjem velike količine niskomolekularnog celuloznog etera. Njegova viskoznost malo zavisi od brzine smicanja, a visoka viskoznost dostiže ciljanu viskoznost, a potrebna količina dodavanja je mala, a viskoznost zavisi od efikasnosti zgušnjavanja. Stoga, da bi se postigla određena konzistencija, mora se garantovati određena količina celuloznog etera (koncentracija rastvora) i viskoznost rastvora. Temperatura gela rastvora se takođe linearno smanjuje sa povećanjem koncentracije rastvora, a gelira na sobnoj temperaturi nakon dostizanja određene koncentracije. Koncentracija HPMC-a za želiranje je relativno visoka na sobnoj temperaturi.
Konzistencija se također može podesiti odabirom veličine čestica i odabirom celuloznih etera s različitim stupnjevima modifikacije. Takozvana modifikacija je uvođenje određenog stupnja supstitucije hidroksialkilnih grupa u skeletnu strukturu MC-a. Promjenom relativnih vrijednosti supstitucije dva supstituenta, odnosno relativnih vrijednosti supstitucije DS i ms metoksi i hidroksialkilnih grupa koje često koristimo. Različiti zahtjevi za performanse celuloznog etera mogu se dobiti promjenom relativnih vrijednosti supstitucije dva supstituenta.
Odnos između konzistencije i modifikacije: dodavanje celuloznog etera utiče na potrošnju vode maltera, promjena odnosa vode i veziva između vode i cementa ima efekat zgušnjavanja, što je veća doza, veća je potrošnja vode.
Celulozni eteri koji se koriste u praškastim građevinskim materijalima moraju se brzo rastvarati u hladnoj vodi i osigurati odgovarajuću konzistenciju za sistem. Čak i ako im se da određena brzina smicanja, oni i dalje postaju flokulantni i koloidni blokovi, što je proizvod loše kvalitete ili ispod standarda.
Također postoji dobra linearna veza između konzistencije cementne paste i doze celuloznog etra. Celulozni eter može značajno povećati viskoznost maltera. Što je doza veća, to je efekat očigledniji. Vodeni rastvor celuloznog etra visoke viskoznosti ima visoku tiksotropiju, što je također glavna karakteristika celuloznog etra. Vodeni rastvori MC polimera obično imaju pseudoplastičnu i netiksotropnu fluidnost ispod temperature geliranja, ali Newtonova svojstva tečenja pri niskim brzinama smicanja. Pseudoplastičnost se povećava s molekularnom težinom ili koncentracijom celuloznog etra, bez obzira na vrstu supstituenta i stepen supstitucije. Stoga će celulozni eteri iste klase viskoznosti, bez obzira na MC, HPMC, HEMC, uvijek pokazivati ista reološka svojstva sve dok se koncentracija i temperatura održavaju konstantnim.
Strukturni gelovi se formiraju kada se temperatura povisi, pri čemu dolazi do izrazito tiksotropnih tokova. Celulozni eteri visoke koncentracije i niske viskoznosti pokazuju tiksotropiju čak i ispod temperature gela. Ovo svojstvo je od velike koristi za podešavanje nivelacije i slijeganja u konstrukciji građevinskog maltera. Ovdje je potrebno objasniti da što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolje zadržavanje vode, ali što je veća viskoznost, veća je relativna molekularna težina celuloznog etera i odgovarajuće smanjenje njegove topljivosti, što negativno utječe na koncentraciju maltera i građevinske performanse. Što je veća viskoznost, to je očigledniji učinak zgušnjavanja maltera, ali nije potpuno proporcionalan. Neki malteri srednje i niske viskoznosti, ali modificirani celulozni eter ima bolje performanse u poboljšanju strukturne čvrstoće mokrog maltera. S povećanjem viskoznosti, poboljšava se zadržavanje vode celuloznog etera. 4. Usporavanje celuloznog etera
Usporavanje celuloznog etra: Treća funkcija celuloznog etra je usporavanje procesa hidratacije cementa. Celulozni eter daje malteru razna korisna svojstva, a također smanjuje ranu toplinu hidratacije cementa i usporava dinamički proces hidratacije cementa. Ovo je nepovoljno za upotrebu maltera u hladnim regijama. Ovaj efekat usporavanja uzrokovan je adsorpcijom molekula celuloznog etra na produkte hidratacije kao što su CSH i Ca(OH)2. Zbog povećanja viskoznosti rastvora u porama, celulozni eter smanjuje pokretljivost iona u rastvoru, čime se usporava proces hidratacije.
Vrijeme objave: 04.02.2023.