सेल्यूलोज ईथर की गुणवत्ता ही मोर्टार की गुणवत्ता निर्धारित करती है।

रेडी-मिक्स मोर्टार में, मिलाने की मात्रासेल्युलोज ईथरइसकी मात्रा बहुत कम होती है, लेकिन यह गीले मोर्टार के प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार कर सकता है, और यह मोर्टार के निर्माण प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला एक मुख्य योजक है। विभिन्न किस्मों, विभिन्न श्यानता, विभिन्न कण आकारों, विभिन्न श्यानता स्तरों और मिश्रित मात्राओं वाले सेल्युलोज ईथर का उचित चयन शुष्क पाउडर मोर्टार के प्रदर्शन में सुधार पर सकारात्मक प्रभाव डालेगा।

वर्तमान में, कई चिनाई और प्लास्टरिंग मोर्टार में जल धारण क्षमता कम होती है, और कुछ मिनटों तक रखे रहने के बाद पानी का घोल अलग हो जाता है। जल धारण क्षमता मिथाइल सेलुलोज ईथर का एक महत्वपूर्ण गुण है, और यह एक ऐसा गुण है जिस पर कई घरेलू शुष्क मिश्रण मोर्टार निर्माता, विशेष रूप से उच्च तापमान वाले दक्षिणी क्षेत्रों में स्थित निर्माता, विशेष ध्यान देते हैं। शुष्क मिश्रण मोर्टार की जल धारण क्षमता को प्रभावित करने वाले कारकों में मिलाए गए एमसी की मात्रा, एमसी की चिपचिपाहट, कणों की महीनता और उपयोग के वातावरण का तापमान शामिल हैं।

1. अवधारणा

सेल्युलोज ईथर एक कृत्रिम बहुलक है जो प्राकृतिक सेल्युलोज से रासायनिक संशोधन द्वारा बनाया जाता है। सेल्युलोज ईथर प्राकृतिक सेल्युलोज का व्युत्पन्न है। सेल्युलोज ईथर का उत्पादन अन्य कृत्रिम बहुलकों से भिन्न होता है। इसका मूल घटक सेल्युलोज है, जो एक प्राकृतिक बहुलक यौगिक है। प्राकृतिक सेल्युलोज की संरचना की विशिष्टता के कारण, सेल्युलोज में स्वयं ईथरीकरण एजेंटों के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता नहीं होती है। हालांकि, सूजन पैदा करने वाले एजेंट के उपचार के बाद, आणविक श्रृंखलाओं और उनके बीच के मजबूत हाइड्रोजन बंध टूट जाते हैं, और हाइड्रॉक्सिल समूह के सक्रिय रूप से मुक्त होने से प्रतिक्रियाशील क्षार सेल्युलोज प्राप्त होता है। इस प्रकार सेल्युलोज ईथर बनता है।

सेलुलोज ईथर के गुणधर्म प्रतिस्थापकों के प्रकार, संख्या और वितरण पर निर्भर करते हैं। सेलुलोज ईथर का वर्गीकरण भी प्रतिस्थापकों के प्रकार, ईथरीकरण की डिग्री, घुलनशीलता और संबंधित अनुप्रयोग गुणों के आधार पर किया जाता है। आणविक श्रृंखला पर प्रतिस्थापकों के प्रकार के अनुसार, इसे मोनोईथर और मिश्रित ईथर में विभाजित किया जा सकता है। हम आमतौर पर MC को मोनोईथर और PMC को मिश्रित ईथर के रूप में प्रयोग करते हैं। मेथिल सेलुलोज ईथर (MC) प्राकृतिक सेलुलोज की ग्लूकोज इकाई पर हाइड्रॉक्सिल समूह के स्थान पर मेथोक्सी समूह के प्रतिस्थापन से प्राप्त उत्पाद है। यह इकाई पर हाइड्रॉक्सिल समूह के एक भाग को मेथोक्सी समूह से और दूसरे भाग को हाइड्रॉक्सीप्रोपिल समूह से प्रतिस्थापित करके प्राप्त उत्पाद है। इसका संरचनात्मक सूत्र [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x है। हाइड्रॉक्सीएथिल मेथिल सेलुलोज ईथर (HEMC) मुख्य किस्में हैं जो बाजार में व्यापक रूप से उपयोग और बेची जाती हैं।

घुलनशीलता के आधार पर, इसे आयनिक और गैर-आयनिक में विभाजित किया जा सकता है। जल में घुलनशील गैर-आयनिक सेलुलोज ईथर मुख्य रूप से एल्काइल ईथर और हाइड्रॉक्सीएल्काइल ईथर की दो श्रृंखलाओं से मिलकर बने होते हैं। आयनिक सीएमसी का उपयोग मुख्य रूप से सिंथेटिक डिटर्जेंट, कपड़ा छपाई और रंगाई, खाद्य और तेल अन्वेषण में किया जाता है। गैर-आयनिक एमसी, पीएमसी, एचईएमसी आदि का उपयोग मुख्य रूप से निर्माण सामग्री, लेटेक्स कोटिंग्स, दवा, दैनिक रसायनों आदि में गाढ़ापन लाने वाले पदार्थ, जल धारण करने वाले पदार्थ, स्टेबलाइजर, डिस्पर्सेन्ट और फिल्म बनाने वाले पदार्थ के रूप में किया जाता है।

2. सेलुलोज ईथर की जल धारण क्षमता

सेल्यूलोज ईथर की जल धारण क्षमता: निर्माण सामग्री, विशेष रूप से शुष्क पाउडर मोर्टार के उत्पादन में, सेल्यूलोज ईथर एक अपूरणीय भूमिका निभाता है, विशेष रूप से विशेष मोर्टार (संशोधित मोर्टार) के उत्पादन में, यह एक अनिवार्य और महत्वपूर्ण घटक है।

मोर्टार में जल-घुलनशील सेल्युलोज ईथर की महत्वपूर्ण भूमिका मुख्य रूप से तीन पहलुओं में निहित है: पहला, इसकी उत्कृष्ट जल धारण क्षमता; दूसरा, मोर्टार की स्थिरता और गाढ़ापन पर इसका प्रभाव; और तीसरा, सीमेंट के साथ इसकी परस्पर क्रिया। सेल्युलोज ईथर का जल धारण प्रभाव आधार परत के जल अवशोषण, मोर्टार की संरचना, मोर्टार परत की मोटाई, मोर्टार की जल आवश्यकता और सेटिंग सामग्री के सेटिंग समय पर निर्भर करता है। सेल्युलोज ईथर की जल धारण क्षमता स्वयं इसकी घुलनशीलता और निर्जलीकरण से उत्पन्न होती है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, यद्यपि सेल्युलोज आणविक श्रृंखला में बड़ी संख्या में अत्यधिक जलयोजनीय OH समूह होते हैं, फिर भी यह जल में घुलनशील नहीं होता है, क्योंकि सेल्युलोज संरचना में क्रिस्टलीयता का स्तर उच्च होता है।

अकेले हाइड्रॉक्सिल समूहों की जलयोजन क्षमता अणुओं के बीच मौजूद मजबूत हाइड्रोजन बंधों और वैन डेर वाल्स बलों को पूरी तरह से नष्ट करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, यह केवल फूलता है, पानी में घुलता नहीं है। जब आणविक श्रृंखला में कोई प्रतिस्थापन यौगिक जुड़ता है, तो यह न केवल हाइड्रोजन श्रृंखला को नष्ट करता है, बल्कि आसन्न श्रृंखलाओं के बीच प्रतिस्थापन यौगिक के फंसने के कारण अंतरश्रृंखला हाइड्रोजन बंध भी नष्ट हो जाते हैं। प्रतिस्थापन यौगिक जितना बड़ा होगा, अणुओं के बीच की दूरी उतनी ही अधिक होगी। हाइड्रोजन बंधों को नष्ट करने का प्रभाव जितना अधिक होगा, सेल्युलोज जालक के फैलने और विलयन के प्रवेश करने के बाद सेल्युलोज ईथर जल में घुलनशील हो जाता है, जिससे एक उच्च श्यानता वाला विलयन बनता है। तापमान बढ़ने पर, बहुलक का जलयोजन कमजोर हो जाता है और श्रृंखलाओं के बीच का जल बाहर निकल जाता है। जब निर्जलीकरण का प्रभाव पर्याप्त हो जाता है, तो अणु एकत्रित होने लगते हैं, जिससे एक त्रि-आयामी जालक संरचना वाला जेल बनता है और वह फैल जाता है। मोर्टार की जल धारण क्षमता को प्रभावित करने वाले कारकों में सेल्युलोज ईथर की चिपचिपाहट, मिलाई गई मात्रा, कणों की महीनता और उपयोग का तापमान शामिल हैं।

सेल्यूलोज ईथर की श्यानता जितनी अधिक होगी, जल धारण क्षमता उतनी ही बेहतर होगी। श्यानता एमसी के प्रदर्शन का एक महत्वपूर्ण मापदंड है। वर्तमान में, विभिन्न एमसी निर्माता एमसी की श्यानता मापने के लिए अलग-अलग विधियों और उपकरणों का उपयोग करते हैं। मुख्य विधियाँ हैं हाके रोटोविस्को, होप्लर, उब्बेल्होडे और ब्रुकफील्ड। एक ही उत्पाद के लिए, विभिन्न विधियों द्वारा मापी गई श्यानता के परिणाम बहुत भिन्न होते हैं, और कुछ में तो यह अंतर दोगुना तक होता है। इसलिए, श्यानता की तुलना करते समय, तापमान, रोटर आदि सहित समान परीक्षण विधियों के बीच तुलना करना आवश्यक है।

सामान्य तौर पर, श्यानता जितनी अधिक होगी, जल धारण क्षमता उतनी ही बेहतर होगी। हालांकि, श्यानता जितनी अधिक होगी और एमसी का आणविक भार जितना अधिक होगा, उसकी घुलनशीलता में उतनी ही कमी आएगी, जिसका मोर्टार की मजबूती और निर्माण क्षमता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ेगा। श्यानता जितनी अधिक होगी, मोर्टार पर गाढ़ापन का प्रभाव उतना ही स्पष्ट होगा, लेकिन यह सीधा आनुपातिक नहीं है। श्यानता जितनी अधिक होगी, गीला मोर्टार उतना ही अधिक चिपचिपा होगा, यानी निर्माण के दौरान, यह खुरचनी से चिपकने और सतह से मजबूती से चिपकने के रूप में प्रकट होगा। लेकिन यह गीले मोर्टार की संरचनात्मक मजबूती बढ़ाने में सहायक नहीं है। निर्माण के दौरान, ढलान रोधी क्षमता स्पष्ट नहीं होती है। इसके विपरीत, कुछ मध्यम और कम श्यानता वाले संशोधित मिथाइल सेलुलोज ईथर गीले मोर्टार की संरचनात्मक मजबूती को बेहतर बनाने में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं।

मोर्टार में सेल्यूलोज ईथर की जितनी अधिक मात्रा मिलाई जाएगी, जल धारण क्षमता उतनी ही बेहतर होगी, और श्यानता जितनी अधिक होगी, जल धारण क्षमता उतनी ही बेहतर होगी।

कणों के आकार की बात करें तो, कण जितने छोटे होंगे, जल धारण क्षमता उतनी ही बेहतर होगी। सेल्युलोज ईथर के बड़े कण जब पानी के संपर्क में आते हैं, तो उनकी सतह तुरंत घुल जाती है और एक जेल बना लेती है जो पदार्थ को चारों ओर से घेर लेती है, जिससे पानी के अणु आगे रिसने से रुक जाते हैं। कभी-कभी लंबे समय तक हिलाने के बाद भी यह समान रूप से घुल नहीं पाता, जिससे एक धुंधला, गुच्छेदार घोल या जमाव बन जाता है। यह सेल्युलोज ईथर की जल धारण क्षमता को बहुत प्रभावित करता है, और घुलनशीलता सेल्युलोज ईथर के चयन में एक महत्वपूर्ण कारक है।

मिथाइल सेलुलोज ईथर की महीनता भी एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन सूचकांक है। शुष्क पाउडर मोर्टार के लिए उपयोग किए जाने वाले मिथाइल सेलुलोज ईथर का पाउडर रूप में होना आवश्यक है, जिसमें पानी की मात्रा कम हो, और इसकी महीनता भी ऐसी होनी चाहिए कि 20% से 60% कणों का आकार 63um से कम हो। महीनता मिथाइल सेलुलोज ईथर की घुलनशीलता को प्रभावित करती है। मोटे मिथाइल सेलुलोज ईथर आमतौर पर दानेदार होते हैं और बिना गुच्छे बनाए पानी में आसानी से घुल जाते हैं, लेकिन घुलने की दर बहुत धीमी होती है, इसलिए यह शुष्क पाउडर मोर्टार में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। शुष्क पाउडर मोर्टार में, मिथाइल सेलुलोज ईथर को एग्रीगेट, महीन भराव और सीमेंट जैसे सीमेंटिंग पदार्थों में फैलाया जाता है, और केवल पर्याप्त महीन पाउडर ही पानी के साथ मिलाने पर मिथाइल सेलुलोज ईथर के गुच्छों को रोक सकता है। जब मिथाइल सेलुलोज ईथर को पानी के साथ मिलाकर गुच्छों को घोलने का प्रयास किया जाता है, तो इसे फैलाना और घोलना बहुत मुश्किल हो जाता है।

मिथाइल सेलुलोज ईथर (एमसी) की अधिक महीनता न केवल व्यर्थ है, बल्कि मोर्टार की स्थानीय मजबूती को भी कम करती है। जब इस प्रकार के शुष्क पाउडर मोर्टार को बड़े क्षेत्र में लगाया जाता है, तो स्थानीय शुष्क पाउडर मोर्टार के सूखने की गति काफी कम हो जाती है और सूखने के अलग-अलग समय के कारण दरारें दिखाई देने लगती हैं। यांत्रिक निर्माण वाले स्प्रे मोर्टार के लिए, कम मिश्रण समय के कारण महीनता की आवश्यकता अधिक होती है। एमसी की महीनता उसकी जल धारण क्षमता पर भी कुछ हद तक प्रभाव डालती है। सामान्यतः, समान श्यानता लेकिन भिन्न-भिन्न महीनता वाले मिथाइल सेलुलोज ईथर के लिए, समान मात्रा में मिलाने पर, महीनता जितनी अधिक होगी, जल धारण क्षमता उतनी ही बेहतर होगी।

मिथाइल सेलुलोज ईथर (एमसी) की जल धारण क्षमता तापमान से भी संबंधित है, और तापमान बढ़ने के साथ इसकी जल धारण क्षमता कम हो जाती है। हालांकि, वास्तविक सामग्री अनुप्रयोगों में, शुष्क पाउडर मोर्टार को अक्सर कई वातावरणों में उच्च तापमान (40 डिग्री से अधिक) पर गर्म सतहों पर लगाया जाता है, जैसे कि गर्मियों में धूप में बाहरी दीवारों पर प्लास्टर करना। इससे सीमेंट की क्योरिंग और शुष्क पाउडर मोर्टार की कठोरता में तेजी आती है। जल धारण क्षमता में कमी से यह स्पष्ट होता है कि कार्यक्षमता और दरार प्रतिरोध दोनों प्रभावित होते हैं, और ऐसी स्थिति में तापमान कारकों के प्रभाव को कम करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

हालांकिमिथाइल हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज ईथरवर्तमान में, योजक पदार्थों को तकनीकी विकास में सबसे आगे माना जाता है, लेकिन तापमान पर उनकी निर्भरता शुष्क पाउडर मोर्टार के प्रदर्शन को कमजोर कर सकती है। हालांकि मिथाइल हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज की मात्रा बढ़ा दी जाती है (ग्रीष्मकालीन फार्मूला), फिर भी इसकी कार्यक्षमता और दरार प्रतिरोध क्षमता उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाती। एमसी पर कुछ विशेष उपचार करके, जैसे कि ईथरीकरण की डिग्री बढ़ाना आदि, उच्च तापमान पर भी जल धारण क्षमता को बनाए रखा जा सकता है, जिससे यह कठोर परिस्थितियों में बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।