بحث در مورد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر (HPMC) برای ملات پودر خشک

نام چینی HPMC هیدروکسی پروپیل متیل سلولز است. این ماده غیر یونی است و اغلب به عنوان عامل نگهدارنده آب در ملات خشک استفاده می‌شود. این ماده رایج‌ترین ماده نگهدارنده آب در ملات است.

فرآیند تولید HPMC عمدتاً یک محصول اتری مبتنی بر پلی‌ساکارید است که با قلیایی‌سازی و اتری‌سازی الیاف پنبه (داخلی) تولید می‌شود. این ماده خود هیچ باری ندارد، با یون‌های باردار موجود در ماده ژل‌کننده واکنش نمی‌دهد و عملکرد پایداری دارد. قیمت آن نیز از سایر انواع اترهای سلولزی پایین‌تر است، بنابراین به طور گسترده در ملات خشک استفاده می‌شود.

عملکرد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز: می‌تواند ملات تازه مخلوط شده را غلیظ کند تا ویسکوزیته مرطوب خاصی داشته باشد و از جدا شدن ذرات جلوگیری کند. (غلیظ‌سازی) احتباس آب نیز مهمترین ویژگی است که به حفظ مقدار آب آزاد در ملات کمک می‌کند، به طوری که پس از ساخت ملات، ماده سیمانی زمان بیشتری برای هیدراتاسیون دارد. (احتباس آب) دارای خواص حباب‌زایی است که می‌تواند حباب‌های هوای یکنواخت و ریز را برای بهبود ساخت ملات ایجاد کند.

هرچه ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر بالاتر باشد، عملکرد حفظ آب آن بهتر است. ویسکوزیته پارامتر مهمی در عملکرد HPMC است. در حال حاضر، تولیدکنندگان مختلف HPMC از روش‌ها و ابزارهای متفاوتی برای اندازه‌گیری ویسکوزیته HPMC استفاده می‌کنند. روش‌های اصلی عبارتند از HaakeRotovisko، Hoppler، Ubbelohde و Brookfield.

برای یک محصول مشابه، نتایج ویسکوزیته اندازه‌گیری شده با روش‌های مختلف بسیار متفاوت است و برخی حتی اختلاف دو برابری دارند. بنابراین، هنگام مقایسه ویسکوزیته، باید بین روش‌های آزمایش یکسان، از جمله دما، روتور و غیره انجام شود. در مورد اندازه ذرات، هرچه ذرات ریزتر باشند، احتباس آب بهتر است. پس از تماس ذرات بزرگ سلولز اتر با آب، سطح بلافاصله حل می‌شود و ژلی تشکیل می‌دهد که مواد را می‌پوشاند تا از ادامه نفوذ مولکول‌های آب جلوگیری کند. گاهی اوقات حتی پس از هم زدن طولانی مدت، نمی‌توان آن را به طور یکنواخت پراکنده و حل کرد و یک محلول ابری یا کلوخه تشکیل می‌دهد. این امر تا حد زیادی بر احتباس آب سلولز اتر تأثیر می‌گذارد و حلالیت یکی از عوامل انتخاب سلولز اتر است.

نرمی نیز یک شاخص عملکرد مهم متیل سلولز اتر است. MC مورد استفاده برای ملات پودر خشک باید پودری با محتوای آب کم باشد و نرمی نیز نیاز دارد که 20٪ تا 60٪ اندازه ذرات کمتر از 63 میکرومتر باشد. نرمی بر حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر تأثیر می‌گذارد. MC درشت معمولاً دانه‌ای است و به راحتی در آب و بدون تجمع حل می‌شود، اما سرعت انحلال بسیار کند است، بنابراین برای استفاده در ملات پودر خشک مناسب نیست.

در ملات پودر خشک، MC در بین مواد سیمانی مانند سنگدانه، پرکننده ریز و سیمان پراکنده می‌شود و فقط پودر به اندازه کافی ریز می‌تواند از تجمع متیل سلولز اتر هنگام مخلوط شدن با آب جلوگیری کند. هنگامی که MC با آب برای حل کردن آگلومره‌ها اضافه می‌شود، پخش و حل شدن آن بسیار دشوار است. نرمی درشت MC نه تنها هدر می‌رود، بلکه مقاومت موضعی ملات را نیز کاهش می‌دهد. هنگامی که چنین ملات پودر خشکی در یک منطقه بزرگ اعمال می‌شود، سرعت گیرش ملات پودر خشک موضعی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و به دلیل زمان‌های مختلف گیرش، ترک‌هایی ظاهر می‌شوند. برای ملات اسپری شده با ساختار مکانیکی، به دلیل زمان اختلاط کوتاه‌تر، نیاز به نرمی بیشتر است. به طور کلی، هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، اثر حفظ آب بهتر است. با این حال، هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد و وزن مولکولی MC بیشتر باشد، کاهش مربوط به حلالیت آن تأثیر منفی بر مقاومت و عملکرد ساختمانی ملات خواهد داشت.

هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، اثر غلیظ‌کنندگی روی ملات آشکارتر است، اما این اثر تناسب مستقیمی ندارد. هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، ملات مرطوب چسبناک‌تر خواهد بود، یعنی در طول ساخت و ساز، به صورت چسبندگی به خراشنده و چسبندگی بالا به زیرلایه آشکار می‌شود. اما برای افزایش مقاومت ساختاری خود ملات مرطوب مفید نیست. یعنی در طول ساخت و ساز، عملکرد ضد شره کردن آشکار نیست. برعکس، برخی از اترهای متیل سلولز اصلاح‌شده با ویسکوزیته متوسط ​​و پایین، عملکرد بسیار خوبی در بهبود مقاومت ساختاری ملات مرطوب دارند.

میزان حفظ آب HPMC نیز به دمای مورد استفاده مربوط می‌شود و میزان حفظ آب متیل سلولز اتر با افزایش دما کاهش می‌یابد. با این حال، در کاربردهای واقعی مواد، ملات پودر خشک اغلب در بسیاری از محیط‌ها، مانند بتونه‌کاری دیوار خارجی زیر نور خورشید در تابستان، روی سطوح داغ در دماهای بالا (بالاتر از 40 درجه) اعمال می‌شود که اغلب باعث تسریع عمل‌آوری سیمان و سخت شدن ملات پودر خشک می‌شود. کاهش میزان حفظ آب منجر به این احساس آشکار می‌شود که هم کارایی و هم مقاومت در برابر ترک تحت تأثیر قرار می‌گیرند و کاهش تأثیر عوامل دما در این شرایط بسیار مهم است.

در این راستا، افزودنی‌های متیل هیدروکسی اتیل سلولز اتر در حال حاضر در خط مقدم توسعه فناوری قرار دارند. اگرچه مقدار متیل هیدروکسی اتیل سلولز افزایش یافته است (فرمول تابستانی)، اما کارایی و مقاومت در برابر ترک هنوز نمی‌تواند نیازهای استفاده را برآورده کند. از طریق برخی عملیات ویژه روی MC، مانند افزایش درجه اتری شدن و غیره، می‌توان اثر احتباس آب را در دمای بالاتر حفظ کرد تا بتواند عملکرد بهتری را در شرایط سخت ارائه دهد.

دوز HPMC نباید خیلی زیاد باشد، در غیر این صورت نیاز ملات به آب را افزایش می‌دهد، به ماله می‌چسبد و زمان گیرش خیلی طولانی می‌شود که بر قابلیت ساخت تأثیر می‌گذارد. محصولات مختلف ملات از HPMC با ویسکوزیته‌های مختلف استفاده می‌کنند و HPMC با ویسکوزیته بالا را به طور اتفاقی استفاده نمی‌کنند. بنابراین، اگرچه محصولات هیدروکسی پروپیل متیل سلولز خوب هستند، اما وقتی به خوبی استفاده شوند، مورد تحسین قرار می‌گیرند. انتخاب HPMC مناسب، مسئولیت اصلی پرسنل آزمایشگاه سازمانی است. در حال حاضر، بسیاری از فروشندگان بی‌وجدان HPMC را ترکیب می‌کنند و کیفیت آن بسیار پایین است. هنگام انتخاب یک سلولز خاص، آزمایشگاه باید در آزمایش به خوبی عمل کند تا پایداری محصول ملات را تضمین کند و برای ارزان بودن حریص نباشد و باعث ضررهای غیرضروری نشود.