Հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզ

Ընդհանուր տեսք. կոչվում է HPMC, սպիտակ կամ սպիտակավուն մանրաթելային կամ հատիկավոր փոշի։ Կան ցելյուլոզի բազմաթիվ տեսակներ և դրանք լայնորեն կիրառվում են, բայց մենք հիմնականում շփվում ենք չոր փոշու շինանյութերի արդյունաբերության հաճախորդների հետ։ Ամենատարածված ցելյուլոզը հիպրոմելոզն է։

Արտադրական գործընթաց. HPMC-ի հիմնական հումքները՝ մաքրված բամբակ, մեթիլքլորիդ, պրոպիլենօքսիդ, այլ հումքներից են՝ ալկալիի թեփուկները, թթուն, տոլուոլը, իզոպրոպանոլը և այլն: Մաքրված բամբակյա ցելյուլոզը մշակեք ալկալիի լուծույթով 35-40°C ջերմաստիճանում կես ժամ, սեղմեք, մանրացրեք ցելյուլոզը և պատշաճ կերպով հասունացրեք 35°C ջերմաստիճանում, որպեսզի ստացված ալկալիական մանրաթելի պոլիմերացման միջին աստիճանը լինի պահանջվող միջակայքում: Ալկալիական մանրաթելերը դրեք եթերացման կաթսայի մեջ, հերթով ավելացրեք պրոպիլենօքսիդը և մեթիլքլորիդը, և եթերացրեք 50-80°C ջերմաստիճանում 5 ժամ, առավելագույնը մոտ 1.8 ՄՊա ճնշմամբ: Այնուհետև 90°C ջերմաստիճանում տաք ջրին ավելացրեք համապատասխան քանակությամբ աղաթթու և թրթնջուկաթթու՝ նյութը լվանալու և ծավալը մեծացնելու համար: Ջրազրկեք ցենտրիֆուգով: Լվացեք մինչև չեզոք վիճակ, և երբ նյութի խոնավության պարունակությունը 60%-ից պակաս լինի, չորացրեք այն 130°C ջերմաստիճանում տաք օդի հոսքով՝ մինչև 5%-ից պակաս լինի: Գործառույթը՝ ջրի պահպանում, խտացում, թիքսոտրոպ հակակախում, օդը ներծծող մշակելիություն, դանդաղեցնող ամրացում։

Ջրի պահպանում. Ջրի պահպանումը ցելյուլոզային եթերի ամենակարևոր հատկությունն է: Գիպսային շաղախի և այլ նյութերի արտադրության մեջ ցելյուլոզային եթերի կիրառումը կարևոր է: Բարձր ջրի պահպանումը կարող է լիովին փոխազդել ցեմենտի մոխրի և կալցիումական գիպսի միջև (որքան լիարժեք է ռեակցիան, այնքան մեծ է ամրությունը): Նույն պայմաններում, որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, այնքան լավ է ջուրը պահպանում (100,000-ից բարձր մածուցիկության բացը նեղանում է). որքան բարձր է դեղաչափը, այնքան լավ է ջուրը պահպանում, սովորաբար ցելյուլոզային եթերի փոքր քանակը կարող է զգալիորեն բարելավել շաղախի աշխատանքը: Ջրի պահպանման մակարդակը, երբ պարունակությունը հասնում է որոշակի մակարդակի, ջրի պահպանման մակարդակի աճի միտումը դանդաղում է. ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման մակարդակը սովորաբար նվազում է, երբ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը բարձրանում է, բայց որոշ բարձր գելային ցելյուլոզային եթերներ նույնպես ավելի լավ աշխատանք ունեն բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում: Ջրի պահպանում: Ջրի մոլեկուլների և ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլային շղթաների միջև փոխդիֆուզիան թույլ է տալիս ջրի մոլեկուլներին մտնել ցելյուլոզային եթերի մակրոմոլեկուլային շղթաների ներքին մասը և ստանալ ուժեղ կապող ուժ, դրանով իսկ առաջացնելով ազատ ջուր, խճճելով ջուրը և բարելավելով ցեմենտային շաղախի ջուրը պահպանումը:

Հաստացնող, թիքսոտրոպ և հակասահուն. խոնավ շաղախին հաղորդում է գերազանց մածուցիկություն: Այն կարող է զգալիորեն մեծացնել խոնավ շաղախի և հիմքի շերտի միջև կպչունությունը և բարելավել շաղախի հակասահունությունը: Ցելյուլոզային եթերների խտացնող ազդեցությունը նաև մեծացնում է թարմ խառնված նյութերի ցրման դիմադրությունը և միատարրությունը՝ կանխելով նյութի շերտազատումը, տարանջատումը և արյունահոսությունը: Ցելյուլոզային եթերների խտացնող ազդեցությունը ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի վրա պայմանավորված է ցելյուլոզային եթերային լուծույթների մածուցիկությամբ: Նույն պայմաններում, որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, այնքան լավ է մոդիֆիկացված ցեմենտի վրա հիմնված նյութի մածուցիկությունը, բայց եթե մածուցիկությունը չափազանց մեծ է, դա կազդի նյութի հեղուկության և աշխատանքային կարողության վրա (օրինակ՝ կպչուն մալայի և քերիչի դեպքում): աշխատատար): Ինքնահարթեցնող շաղախը և ինքնախտացող բետոնը, որոնք պահանջում են բարձր հեղուկություն, պահանջում են ցելյուլոզային եթերի ցածր մածուցիկություն: Բացի այդ, ցելյուլոզային եթերի խտացնող ազդեցությունը կբարձրացնի ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի ջրի պահանջարկը և կբարձրացնի շաղախի արտադրողականությունը: Բարձր մածուցիկությամբ ցելյուլոզային եթերի ջրային լուծույթն ունի բարձր թիքսոտրոպություն, որը նույնպես ցելյուլոզային եթերի հիմնական բնութագիրն է: Ցելյուլոզի ջրային լուծույթները, որպես կանոն, ունեն կեղծպլաստիկ, ոչ թիքսոտրոպ հոսքի հատկություններ իրենց գելի ջերմաստիճանից ցածր, բայց Նյուտոնյան հոսքի հատկություններ ցածր սղման արագությունների դեպքում: Կեղծպլաստիկությունը մեծանում է ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլային քաշի կամ կոնցենտրացիայի աճին զուգընթաց: Կառուցվածքային գելերը ձևավորվում են ջերմաստիճանի բարձրացման ժամանակ, և տեղի է ունենում բարձր թիքսոտրոպ հոսք: Բարձր կոնցենտրացիաներով և ցածր մածուցիկությամբ ցելյուլոզային եթերները ցուցաբերում են թիքսոտրոպություն նույնիսկ գելի ջերմաստիճանից ցածր: Այս հատկությունը մեծ օգուտ է բերում շինարարական շաղախի կառուցմանը՝ դրա հարթեցումը և կախումը կարգավորելու համար: Այստեղ պետք է նշել, որ որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, այնքան ավելի լավ է ջուրը պահպանվում, բայց որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի հարաբերական մոլեկուլային քաշը և համապատասխանաբար նվազում է դրա լուծելիությունը, ինչը բացասաբար է անդրադառնում շաղախի կոնցենտրացիայի և մշակելիության վրա:

Պատճառ՝ ցելյուլոզային եթերն ունի ակնհայտ օդամղիչ ազդեցություն թարմ ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի վրա: Ցելյուլոզային եթերն ունի և՛ հիդրոֆիլ խումբ (հիդրօքսիլային խումբ, եթերային խումբ), և՛ հիդրոֆոբ խումբ (մեթիլային խումբ, գլյուկոզային օղակ), մակերևութային ակտիվ նյութ է, ունի մակերևութային ակտիվություն և, հետևաբար, ունի օդամղիչ ազդեցություն: Ցելյուլոզային եթերի օդամղիչ ազդեցությունը կառաջացնի «գնդի» էֆեկտ, որը կարող է բարելավել թարմ խառնված նյութի աշխատանքային կատարողականությունը, օրինակ՝ մեծացնելով շաղախի պլաստիկությունը և հարթությունը շահագործման ընթացքում, ինչը օգտակար է շաղախի սալարկման համար. այն նաև կբարձրացնի շաղախի արտադրողականությունը՝ նվազեցնելով շաղախի արտադրության արժեքը. բայց այն կբարձրացնի կարծրացած նյութի ծակոտկենությունը և կնվազեցնի դրա մեխանիկական հատկությունները, ինչպիսիք են ամրությունը և առաձգականության մոդուլը: Որպես մակերևութային ակտիվ նյութ, ցելյուլոզային եթերն ունի նաև թրջող կամ յուղող ազդեցություն ցեմենտի մասնիկների վրա, որն իր օդամղիչ ազդեցության հետ մեկտեղ մեծացնում է ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի հոսունությունը, բայց դրա խտացնող ազդեցությունը կնվազեցնի հոսունությունը: Հոսքի էֆեկտը պլաստիկացնող և խտացնող ազդեցությունների համադրություն է: Երբ ցելյուլոզային եթերի պարունակությունը շատ ցածր է, այն հիմնականում դրսևորվում է որպես պլաստիկացնող կամ ջուրը նվազեցնող ազդեցություն. երբ պարունակությունը բարձր է, ցելյուլոզային եթերի խտացնող ազդեցությունը արագորեն մեծանում է, և դրա օդը կլանող ազդեցությունը հակված է հագեցած լինելու, ուստի արտադրողականությունը մեծանում է: Խտացնող ազդեցություն կամ ջրի պահանջարկի աճ:

Պնդացման դանդաղում. Ցելյուլոզային եթերները կարող են հետաձգել ցեմենտի հիդրատացիայի գործընթացը: Ցելյուլոզային եթերները շաղախին հաղորդում են տարբեր օգտակար հատկություններ, ինչպես նաև նվազեցնում են ցեմենտի վաղ հիդրատացիոն ջերմության արտանետումը և հետաձգում ցեմենտի հիդրատացիոն կինետիկ գործընթացը: Սա անբարենպաստ է շաղախի օգտագործման համար ցուրտ շրջաններում: Այս դանդաղումը պայմանավորված է ցելյուլոզային եթերների մոլեկուլների ադսորբցիայով հիդրատացիոն արգասիքների վրա, ինչպիսիք են CSH-ը և ca(OH)2-ը: Ծակոտիների լուծույթի մածուցիկության բարձրացման պատճառով ցելյուլոզային եթերը նվազեցնում է իոնների շարժունակությունը լուծույթում, դրանով իսկ հետաձգելով հիդրատացիայի գործընթացը: Որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի կոնցենտրացիան հանքային գելային նյութում, այնքան ավելի ցայտուն է հիդրատացիոն հետաձգման ազդեցությունը: Ցելյուլոզային եթերները ոչ միայն դանդաղեցնում են պնդացումը, այլև դանդաղեցնում են ցեմենտային շաղախի համակարգի կարծրացման գործընթացը: Ցելյուլոզային եթերի դանդաղեցման ազդեցությունը կախված է ոչ միայն հանքային գելային համակարգում դրա կոնցենտրացիայից, այլև քիմիական կառուցվածքից: Որքան բարձր է HEMC-ի մեթիլացման աստիճանը, այնքան ավելի լավ է ցելյուլոզային եթերի դանդաղեցման ազդեցությունը: Հետաձգման ազդեցությունն ավելի ուժեղ է: Այնուամենայնիվ, ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը քիչ ազդեցություն ունի ցեմենտի հիդրատացիոն կինետիկայի վրա: Ցելյուլոզային եթերի պարունակության աճին զուգընթաց, շաղախի ամրացման ժամանակը զգալիորեն մեծանում է: Շաղախի սկզբնական ամրացման ժամանակի և ցելյուլոզային եթերի պարունակության միջև կա լավ ոչ գծային կապ, իսկ վերջնական ամրացման ժամանակը լավ գծային կապ ունի ցելյուլոզային եթերի պարունակության հետ: Մենք կարող ենք վերահսկել շաղախի աշխատանքային ժամանակը` փոխելով ցելյուլոզային եթերի պարունակությունը: Արտադրանքի մեջ այն խաղում է ջրի պահպանման, խտացման, ցեմենտի հիդրատացիայի հզորության հետաձգման և շինարարական կատարողականի բարելավման դեր: Ջուրը պահպանելու լավ ունակությունը թույլ է տալիս ցեմենտի գիպս-մոխրային կալցիումին ավելի լիարժեք ռեակցիայի մեջ մտնել, զգալիորեն մեծացնում է խոնավության մածուցիկությունը, բարելավում է շաղախի կպչունության ամրությունը և միևնույն ժամանակ կարող է պատշաճ կերպով բարելավել ձգման և կտրման ամրությունը, զգալիորեն բարելավելով շինարարական էֆեկտը և աշխատանքային արդյունավետությունը: Կարգավորելի ժամանակ: Բարելավում է շաղախի ցողման կամ պոմպային հնարավորությունը, ինչպես նաև կառուցվածքային ամրությունը: Իրական կիրառման գործընթացում անհրաժեշտ է որոշել ցելյուլոզայի տեսակը, մածուցիկությունը և քանակը` ըստ տարբեր արտադրանքի, շինարարական սովորությունների և միջավայրի: