Nos morteiros premezclados, a cantidade engadida de éter de celulosa é moi baixa, pero pode mellorar significativamente o rendemento do morteiro húmido e é un aditivo principal que afecta o rendemento da construción do morteiro. Unha selección razoable de éteres de celulosa de diferentes variedades, diferentes viscosidades, diferentes tamaños de partícula, diferentes graos de viscosidade e cantidades engadidas terá un impacto positivo na mellora do rendemento do morteiro en po seco. Na actualidade, moitos morteiros de albanelería e xeso teñen un rendemento deficiente de retención de auga e a suspensión de auga separarase despois duns minutos de repouso. A retención de auga é un rendemento importante do éter de metilcelulosa e tamén é un rendemento ao que prestan atención moitos fabricantes nacionais de morteiros de mestura seca, especialmente os das rexións do sur con altas temperaturas. Os factores que afectan o efecto de retención de auga do morteiro de mestura seca inclúen a cantidade de MC engadida, a viscosidade do MC, a finura das partículas e a temperatura do ambiente de uso.
1. Concepto
O éter de celulosa é un polímero sintético fabricado a partir de celulosa natural mediante modificación química. O éter de celulosa é un derivado da celulosa natural. A produción de éter de celulosa é diferente da dos polímeros sintéticos. O seu material máis básico é a celulosa, un composto polimérico natural. Debido á particularidade da estrutura da celulosa natural, a propia celulosa non ten capacidade para reaccionar cos axentes de eterificación. Non obstante, despois do tratamento do axente de inchazo, as fortes pontes de hidróxeno entre as cadeas moleculares e as cadeas destrúense, e a liberación activa do grupo hidroxilo convértese nunha celulosa alcalina reactiva. Obtén éter de celulosa.
As propiedades dos éteres de celulosa dependen do tipo, número e distribución dos substituíntes. A clasificación dos éteres de celulosa tamén se basea no tipo de substituíntes, o grao de eterificación, a solubilidade e as propiedades de aplicación relacionadas. Segundo o tipo de substituíntes na cadea molecular, pódense dividir en monoéter e éter mixto. O MC que usamos habitualmente é o monoéter e o HPMC é o éter mixto. O éter de metilcelulosa MC é o produto despois de que o grupo hidroxilo da unidade de glicosa da celulosa natural sexa substituído por metoxi. É un produto obtido ao substituír unha parte do grupo hidroxilo da unidade por un grupo metoxi e outra parte por un grupo hidroxipropilo. A fórmula estrutural é [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Éter de hidroxietilmetilcelulosa HEMC, estas son as principais variedades amplamente utilizadas e vendidas no mercado.
En termos de solubilidade, pódese dividir en iónico e non iónico. Os éteres de celulosa non iónicos solubles en auga están compostos principalmente por dúas series de éteres alquílicos e éteres hidroxialquílicos. A CMC iónica úsase principalmente en deterxentes sintéticos, impresión e tinguidura téxtil, exploración alimentaria e petrolífera. A MC non iónica, a HPMC, a HEMC, etc. úsanse principalmente en materiais de construción, revestimentos de látex, medicamentos, produtos químicos diarios, etc. Úsanse como espesante, axente de retención de auga, estabilizador, dispersante e axente formador de película.
En segundo lugar, a retención de auga do éter de celulosa
Retención de auga do éter de celulosa: Na produción de materiais de construción, especialmente morteiro en po seco, o éter de celulosa xoga un papel insubstituíble, especialmente na produción de morteiro especial (morteiro modificado), é un compoñente indispensable e importante.
O importante papel do éter de celulosa soluble en auga no morteiro ten principalmente tres aspectos: un é a excelente capacidade de retención de auga, o outro é a influencia na consistencia e tixotropía do morteiro e o terceiro é a interacción co cemento. O efecto de retención de auga do éter de celulosa depende da absorción de auga da capa base, da composición do morteiro, do grosor da capa de morteiro, da demanda de auga do morteiro e do tempo de fraguado do material de fraguado. A retención de auga do propio éter de celulosa provén da solubilidade e deshidratación do propio éter de celulosa. Como todos sabemos, aínda que a cadea molecular da celulosa contén un gran número de grupos OH altamente hidratables, non é soluble en auga, porque a estrutura da celulosa ten un alto grao de cristalinidade.
A capacidade de hidratación dos grupos hidroxilo por si soa non é suficiente para cubrir as fortes pontes de hidróxeno e as forzas de van der Waals entre as moléculas. Polo tanto, só se incha pero non se disolve en auga. Cando se introduce un substituínte na cadea molecular, non só o substituínte destrúe a cadea de hidróxeno, senón que tamén se destrúe a ponte de hidróxeno intercadea debido á cuña do substituínte entre cadeas adxacentes. Canto maior sexa o substituínte, maior será a distancia entre as moléculas. Canto maior sexa o efecto de destrución das pontes de hidróxeno, o éter de celulosa vólvese soluble en auga despois de que a rede de celulosa se expanda e a solución entre, formando unha solución de alta viscosidade. Cando a temperatura aumenta, a hidratación do polímero debílase e a auga entre as cadeas é expulsada. Cando o efecto de deshidratación é suficiente, as moléculas comezan a agregarse, formando un xel de estrutura de rede tridimensional e pregándose.
Os factores que afectan á retención de auga do morteiro inclúen a viscosidade do éter de celulosa, a cantidade engadida, a finura das partículas e a temperatura de uso:
Canto maior sexa a viscosidade do éter de celulosa, mellor será o rendemento de retención de auga. A viscosidade é un parámetro importante do rendemento do MC. Na actualidade, diferentes fabricantes de MC empregan diferentes métodos e instrumentos para medir a viscosidade do MC. Os principais métodos son Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde e Brookfield. Para o mesmo produto, os resultados da viscosidade medidos por diferentes métodos son moi diferentes, e algúns incluso teñen diferenzas dobres. Polo tanto, ao comparar a viscosidade, débese realizar unha proba entre os mesmos métodos, incluíndo a temperatura, o rotor, etc.
En xeral, canto maior sexa a viscosidade, mellor será o efecto de retención de auga. Non obstante, canto maior sexa a viscosidade e o peso molecular do MC, a correspondente diminución da súa solubilidade terá un impacto negativo na resistencia e no rendemento de construción do morteiro. Canto maior sexa a viscosidade, máis evidente será o efecto de espesamento no morteiro, pero non é directamente proporcional. Canto maior sexa a viscosidade, máis viscoso será o morteiro húmido, é dicir, durante a construción, maniféstase como pegado ao raspador e alta adhesión ao substrato. Pero non é útil aumentar a resistencia estrutural do propio morteiro húmido. Durante a construción, o rendemento anti-escalope non é obvio. Pola contra, algúns éteres de metilcelulosa modificados de viscosidade media e baixa teñen un excelente rendemento para mellorar a resistencia estrutural do morteiro húmido.
Canto maior sexa a cantidade de éter de celulosa engadido ao morteiro, mellor será o rendemento de retención de auga, e canto maior sexa a viscosidade, mellor será o rendemento de retención de auga.
En canto ao tamaño das partículas, canto máis finas sexan, mellor será a retención de auga. Despois de que as partículas grandes de éter de celulosa entren en contacto coa auga, a superficie disólvese inmediatamente e forma un xel que envolve o material e evita que as moléculas de auga sigan infiltrándose. Ás veces, non se pode dispersar e disolver uniformemente mesmo despois dunha axitación prolongada, formando unha solución floculenta turbia ou aglomeración. Isto afecta en gran medida á retención de auga do éter de celulosa, e a solubilidade é un dos factores para elixir o éter de celulosa.
A finura tamén é un índice de rendemento importante do éter de metilcelulosa. O MC utilizado para o morteiro en po seco debe ser en po, con baixo contido de auga, e a finura tamén require que o 20%~60% do tamaño das partículas sexa inferior a 63 µm. A finura afecta á solubilidade do éter de metilcelulosa. O MC groso adoita ser granular e é doado de disolver en auga sen aglomeración, pero a velocidade de disolución é moi lenta, polo que non é axeitado para o seu uso en morteiro en po seco. No morteiro en po seco, o MC dispérsase entre materiais cementantes como agregados, recheo fino e cemento, e só un po o suficientemente fino pode evitar a aglomeración do éter de metilcelulosa ao mesturarse con auga. Cando se engade MC con auga para disolver os aglomerados, é moi difícil dispersalo e disolvelo.
A finura grosa do MC non só é un desperdicio, senón que tamén reduce a resistencia local do morteiro. Cando se aplica un morteiro en po seco deste tipo nunha área grande, a velocidade de curado do morteiro en po seco local redúcese significativamente e aparecerán gretas debido aos diferentes tempos de curado. Para o morteiro proxectado con construción mecánica, o requisito de finura é maior debido ao menor tempo de mestura.
A finura do MC tamén ten certo impacto na súa retención de auga. En xeral, para éteres de metilcelulosa coa mesma viscosidade pero diferente finura, coa mesma cantidade de adición, canto máis fino sexa, mellor será o efecto de retención de auga.
A retención de auga do MC tamén está relacionada coa temperatura utilizada, e a retención de auga do éter de metilcelulosa diminúe co aumento da temperatura. Non obstante, nas aplicacións reais de materiais, o morteiro en po seco adoita aplicarse a substratos quentes a altas temperaturas (superiores a 40 graos) en moitos ambientes, como o enlucido de masilla para paredes exteriores baixo o sol no verán, o que a miúdo acelera o curado do cemento e o endurecemento do morteiro en po seco. A diminución da taxa de retención de auga leva á sensación obvia de que tanto a traballabilidade como a resistencia ás gretas se ven afectadas, e é particularmente crítico reducir a influencia dos factores de temperatura nestas condicións.
Aínda que os aditivos de éter de metilhidroxietilcelulosa se consideran actualmente na vangarda do desenvolvemento tecnolóxico, a súa dependencia da temperatura aínda levará a un debilitamento do rendemento do morteiro en po seco. Aínda que se aumenta a cantidade de metilhidroxietilcelulosa (fórmula de verán), a traballabilidade e a resistencia ás fisuras aínda non poden satisfacer as necesidades de uso. Mediante algún tratamento especial no MC, como aumentar o grao de eterificación, etc., o efecto de retención de auga pódese manter a unha temperatura máis alta, de xeito que poida proporcionar un mellor rendemento en condicións adversas.
3. Espesamento e tixotropía do éter de celulosa
Espesamento e tixotropía do éter de celulosa: a segunda función do éter de celulosa (o efecto espesante) depende do grao de polimerización do éter de celulosa, a concentración da solución, a velocidade de cizallamento, a temperatura e outras condicións. A propiedade xelificante da solución é exclusiva da alquilcelulosa e os seus derivados modificados. As propiedades de xelificación están relacionadas co grao de substitución, a concentración da solución e os aditivos. Para os derivados modificados con hidroxialquilo, as propiedades do xel tamén están relacionadas co grao de modificación do hidroxialquilo. Para MC e HPMC de baixa viscosidade, pódese preparar unha solución do 10 % ao 15 %, para MC e HPMC de viscosidade media pódese preparar unha solución do 5 % ao 10 %, mentres que para MC e HPMC de alta viscosidade só se pode preparar unha solución do 2 % ao 3 %. Normalmente, a clasificación de viscosidade do éter de celulosa tamén se clasifica por unha solución do 1 % ao 2 %.
O éter de celulosa de alto peso molecular ten unha alta eficiencia de espesamento. Na mesma solución de concentración, os polímeros con diferentes pesos moleculares teñen diferentes viscosidades. Alto grao. A viscosidade obxectivo só se pode conseguir engadindo unha gran cantidade de éter de celulosa de baixo peso molecular. A súa viscosidade ten pouca dependencia da velocidade de cizallamento, e a alta viscosidade alcanza a viscosidade obxectivo, e a cantidade de adición requirida é pequena, e a viscosidade depende da eficiencia de espesamento. Polo tanto, para conseguir unha certa consistencia, débese garantir unha certa cantidade de éter de celulosa (concentración da solución) e viscosidade da solución. A temperatura de xelificación da solución tamén diminúe linealmente co aumento da concentración da solución e xelifica a temperatura ambiente despois de alcanzar unha certa concentración. A concentración de xelificación de HPMC é relativamente alta a temperatura ambiente.
A consistencia tamén se pode axustar escollendo o tamaño das partículas e escollendo éteres de celulosa con diferentes graos de modificación. A chamada modificación consiste en introducir un certo grao de substitución de grupos hidroxialquilo na estrutura esquelética de MC. Ao cambiar os valores de substitución relativos dos dous substituíntes, é dicir, os valores de substitución relativos DS e ms dos grupos metoxi e hidroxialquilo que adoitamos dicir. Pódense obter varios requisitos de rendemento do éter de celulosa cambiando os valores de substitución relativos dos dous substituíntes.
A relación entre a consistencia e a modificación: a adición de éter de celulosa afecta o consumo de auga do morteiro, cambiando a proporción auga-aglutinante de auga e cemento ten o efecto espesante, canto maior sexa a dosificación, maior será o consumo de auga.
Os éteres de celulosa empregados en materiais de construción en po deben disolverse rapidamente en auga fría e proporcionar unha consistencia axeitada para o sistema. Se se lles aplica unha determinada velocidade de cizallamento, aínda se converten en bloques floculares e coloidais, o que supón un produto de baixa calidade ou deficiente.
Tamén existe unha boa relación lineal entre a consistencia da pasta de cemento e a dosificación do éter de celulosa. O éter de celulosa pode aumentar considerablemente a viscosidade do morteiro. Canto maior sexa a dosificación, máis evidente será o efecto. A solución acuosa de éter de celulosa de alta viscosidade ten unha alta tixotropía, que tamén é unha característica importante do éter de celulosa. As solucións acuosas de polímeros MC adoitan ter unha fluidez pseudoplástica e non tixotrópica por debaixo da súa temperatura de xel, pero propiedades de fluxo newtonianas a baixas taxas de cizallamento. A pseudoplasticidade aumenta co peso molecular ou a concentración do éter de celulosa, independentemente do tipo de substituínte e do grao de substitución. Polo tanto, os éteres de celulosa do mesmo grao de viscosidade, independentemente de MC, HPMC ou HEMC, sempre mostrarán as mesmas propiedades reolóxicas sempre que a concentración e a temperatura se manteñan constantes.
Os xeles estruturais fórmanse cando se eleva a temperatura e prodúcense fluxos altamente tixotrópicos. Os éteres de celulosa de alta concentración e baixa viscosidade mostran tixotropía mesmo por debaixo da temperatura do xel. Esta propiedade é moi beneficiosa para o axuste da nivelación e o afundimento na construción de morteiros de construción. É necesario explicar aquí que canto maior sexa a viscosidade do éter de celulosa, mellor será a retención de auga, pero canto maior sexa a viscosidade, maior será o peso molecular relativo do éter de celulosa e a correspondente diminución da súa solubilidade, o que ten un impacto negativo na concentración do morteiro e no rendemento da construción. Canto maior sexa a viscosidade, máis evidente será o efecto espesante no morteiro, pero non é completamente proporcional. Algunha viscosidade media e baixa, pero o éter de celulosa modificado ten un mellor rendemento para mellorar a resistencia estrutural do morteiro húmido. Co aumento da viscosidade, mellora a retención de auga do éter de celulosa. 4. Retardo do éter de celulosa
Retardo do éter de celulosa: A terceira función do éter de celulosa é atrasar o proceso de hidratación do cemento. O éter de celulosa dota ao morteiro de diversas propiedades beneficiosas e tamén reduce a calor de hidratación inicial do cemento e atrasa o proceso dinámico de hidratación do cemento. Isto é desfavorable para o uso de morteiro en rexións frías. Este efecto de retardo débese á adsorción de moléculas de éter de celulosa en produtos de hidratación como CSH e ca(OH)2. Debido ao aumento da viscosidade da solución de poros, o éter de celulosa reduce a mobilidade dos ións na solución, atrasando así o proceso de hidratación.
Data de publicación: 04-02-2023