Hidroksipropilmetilceluloza

Pregled: naziva se HPMC, bijeli ili prljavobijeli vlaknasti ili granularni prah. Postoje mnoge vrste celuloze i široko se koriste, ali uglavnom kontaktiramo s kupcima u industriji suhog građevinskog materijala u prahu. Najčešća celuloza je hipromeloza.

Proizvodni proces: Glavne sirovine HPMC-a: rafinirani pamuk, metil klorid, propilen oksid, ostale sirovine uključuju pahuljastu lužinu, kiselinu, toluen, izopropanol itd. Rafiniranu pamučnu celulozu tretirati lužnatom otopinom na 35-40 ℃ pola sata, prešati, usitniti celulozu i pravilno odležati na 35 ℃, tako da prosječni stupanj polimerizacije dobivenih alkalnih vlakana bude unutar potrebnog raspona. Alkalna vlakna staviti u kotao za eterifikaciju, redom dodati propilen oksid i metil klorid te eterificirati na 50-80 °C tijekom 5 sati, s maksimalnim tlakom od oko 1,8 MPa. Zatim dodati odgovarajuću količinu klorovodične kiseline i oksalne kiseline u vruću vodu na 90 °C kako bi se materijal isprao i povećao volumen. Dehidrirati centrifugom. Periti do neutralnog stanja, a kada je sadržaj vlage u materijalu manji od 60%, osušiti ga protokom vrućeg zraka na 130 °C do manje od 5%. Funkcija: zadržavanje vode, zgušnjavanje, tiksotropno djelovanje protiv slijeganja, obradivost zbog uvlačenja zraka, usporavanje vezanja.

Zadržavanje vode: Zadržavanje vode je najvažnije svojstvo celuloznog etera! U proizvodnji morta od gipsa i drugih materijala, primjena celuloznog etera je bitna. Visoko zadržavanje vode može u potpunosti reagirati cementni pepeo i kalcijev gips (što je reakcija potpunija, to je čvrstoća veća). Pod istim uvjetima, što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolje zadržavanje vode (razlika viskoznosti iznad 100 000 se sužava); što je veća doza, to je bolje zadržavanje vode, obično mala količina celuloznog etera može uvelike poboljšati performanse morta. Brzina zadržavanja vode, kada sadržaj dosegne određenu razinu, trend povećanja brzine zadržavanja vode postaje sporiji; brzina zadržavanja vode celuloznog etera obično se smanjuje s porastom temperature okoline, ali neki visokogelirani celulozni eteri također imaju bolje performanse pod uvjetima visoke temperature. Zadržavanje vode. Međudifuzija između molekula vode i molekularnih lanaca celuloznog etera omogućuje molekulama vode da uđu u unutrašnjost makromolekularnih lanaca celuloznog etera i prime snažnu silu vezivanja, čime se stvara slobodna voda, veže voda i poboljšava zadržavanje vode u cementnoj kaši.

Zgušnjavanje, tiksotropnost i otpornost na slijeganje: daje izvrsnu viskoznost mokrom mortu! Može značajno povećati prianjanje između mokrog morta i osnovnog sloja te poboljšati svojstva morta protiv slijeganja. Učinak zgušnjavanja celuloznih etera također povećava otpornost na disperziju i homogenost svježe miješanih materijala, sprječavajući delaminaciju, segregaciju i krvarenje materijala. Učinak zgušnjavanja celuloznih etera na materijale na bazi cementa dolazi od viskoznosti otopina celuloznih etera. Pod istim uvjetima, što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolja viskoznost modificiranog materijala na bazi cementa, ali ako je viskoznost prevelika, to će utjecati na fluidnost i operabilnost materijala (npr. ljepljiva lopatica i strugalica za miješanje). Samoizravnavajući mort i samozbijajući beton koji zahtijevaju visoku fluidnost zahtijevaju nisku viskoznost celuloznog etera. Osim toga, učinak zgušnjavanja celuloznog etera povećat će potrebu za vodom materijala na bazi cementa i povećati prinos morta. Vodena otopina celuloznog etera visoke viskoznosti ima visoku tiksotropiju, što je također glavna karakteristika celuloznog etera. Vodene otopine celuloze općenito imaju pseudoplastična, netiksotropna svojstva tečenja ispod temperature gela, ali Newtonova svojstva tečenja pri niskim brzinama smicanja. Pseudoplastičnost se povećava s povećanjem molekularne težine ili koncentracije celuloznog etera. Strukturni gelovi nastaju kada se temperatura poveća, a dolazi do visokog tiksotropnog tečenja. Celulozni eteri s visokim koncentracijama i niskom viskoznošću pokazuju tiksotropiju čak i ispod temperature gela. Ovo svojstvo je od velike koristi za izgradnju građevinskog morta za podešavanje njegovog izravnavanja i slijeganja. Ovdje treba napomenuti da što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolje zadržavanje vode, ali što je veća viskoznost, to je veća relativna molekularna težina celuloznog etera i odgovarajuće smanjenje njegove topljivosti, što negativno utječe na koncentraciju i obradivost morta.

Uzrok: Celulozni eter ima očiti učinak uvlačenja zraka na svježe materijale na bazi cementa. Celulozni eter ima i hidrofilnu skupinu (hidroksilnu skupinu, eterska skupina) i hidrofobnu skupinu (metilnu skupinu, glukozni prsten), surfaktant je, ima površinsku aktivnost i stoga ima učinak uvlačenja zraka. Učinak uvlačenja zraka celuloznog etera stvorit će efekt "kuglice", što može poboljšati radne performanse svježe miješanog materijala, poput povećanja plastičnosti i glatkoće morta tijekom rada, što je korisno za popločavanje morta; također će povećati prinos morta, smanjujući troškove proizvodnje morta; ali će povećati poroznost očvrslog materijala i smanjiti njegova mehanička svojstva poput čvrstoće i modula elastičnosti. Kao surfaktant, celulozni eter također ima učinak vlaženja ili podmazivanja na čestice cementa, što zajedno s učinkom uvlačenja zraka povećava fluidnost materijala na bazi cementa, ali njegov učinak zgušnjavanja smanjit će fluidnost. Učinak tečenja je kombinacija učinaka plastificiranja i zgušnjavanja. Kada je sadržaj celuloznog etera vrlo nizak, to se uglavnom manifestira kao plastificirajući ili učinak smanjenja vode; kada je sadržaj visok, učinak zgušnjavanja celuloznog etera brzo se povećava, a njegov učinak uvlačenja zraka obično je zasićen, pa se performanse povećavaju. Učinak zgušnjavanja ili povećana potreba za vodom.

Usporavanje vezivanja: Celulozni eter može odgoditi proces hidratacije cementa. Celulozni eteri daju mortu razna korisna svojstva, a također smanjuju rano oslobađanje topline hidratacije cementa i odgađaju kinetički proces hidratacije cementa. To je nepovoljno za upotrebu morta u hladnim regijama. Ovo usporavanje uzrokovano je adsorpcijom molekula celuloznog etera na produkte hidratacije kao što su CSH i Ca(OH)2. Zbog povećanja viskoznosti otopine pora, celulozni eter smanjuje pokretljivost iona u otopini, čime se odgađa proces hidratacije. Što je veća koncentracija celuloznog etera u mineralnom gel materijalu, to je izraženiji učinak usporavanja hidratacije. Celulozni eteri ne samo da usporavaju vezivanje, već i usporavaju proces stvrdnjavanja sustava cementnog morta. Učinak usporavanja celuloznog etera ne ovisi samo o njegovoj koncentraciji u sustavu mineralnog gela, već i o kemijskoj strukturi. Što je veći stupanj metilacije HEMC-a, to je bolji učinak usporavanja celuloznog etera. Učinak usporavanja je jači. Međutim, viskoznost celuloznog etera ima mali utjecaj na kinetiku hidratacije cementa. S povećanjem udjela celuloznog etera, vrijeme vezanja morta značajno se povećava. Postoji dobra nelinearna korelacija između početnog vremena vezanja morta i udjela celuloznog etera, a konačno vrijeme vezanja ima dobru linearnu korelaciju s udjelom celuloznog etera. Vrijeme rada morta možemo kontrolirati promjenom udjela celuloznog etera. U proizvodu igra ulogu zadržavanja vode, zgušnjavanja, odgađanja hidratacije cementa i poboljšanja građevinskih performansi. Dobra sposobnost zadržavanja vode omogućuje da kalcijev pepeo cementa i gipsa reagira potpunije, značajno povećava mokru viskoznost, poboljšava čvrstoću veze morta i istovremeno može pravilno poboljšati vlačnu i smičnu čvrstoću, uvelike poboljšavajući građevinski učinak i učinkovitost rada. Podesivo vrijeme. Poboljšava raspršivanje ili pumpanje morta, kao i konstrukcijsku čvrstoću. U stvarnom procesu nanošenja potrebno je odrediti vrstu, viskoznost i količinu celuloze prema različitim proizvodima, građevinskim navikama i okolišu.