ცელულოზის ეთერები მზა ნაღმტყორცნების დანამატებში

1. ცელულოზის ეთერის ძირითადი ფუნქცია

მზა ნაღმტყორცნებში ცელულოზის ეთერი მთავარი დანამატია, რომელიც ძალიან მცირე რაოდენობით ემატება, მაგრამ შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნის მახასიათებლები და გავლენა მოახდინოს ნაღმტყორცნის სამშენებლო მახასიათებლებზე.

2. ცელულოზის ეთერების სახეები

ცელულოზის ეთერის წარმოება ძირითადად ხდება ბუნებრივი ბოჭკოებისგან ტუტეში გახსნის, მყნობის რეაქციის (ეთერიფიკაციის), რეცხვის, გაშრობის, დაფქვის და სხვა პროცესების გზით.

ძირითადი ნედლეულის მიხედვით, ბუნებრივი ბოჭკოები შეიძლება დაიყოს: ბამბის ბოჭკო, კედრის ბოჭკო, წიფლის ბოჭკო და ა.შ. მათი პოლიმერიზაციის ხარისხი განსხვავებულია, რაც გავლენას ახდენს მათი პროდუქციის საბოლოო სიბლანტეზე. ამჟამად, ცელულოზის ძირითადი მწარმოებლები ძირითად ნედლეულად იყენებენ ბამბის ბოჭკოს (ნიტროცელულოზის თანმდევი პროდუქტი).

ცელულოზის ეთერები შეიძლება დაიყოს იონურ და არაიონურ ეთერებად. იონური ტიპი ძირითადად მოიცავს კარბოქსიმეთილცელულოზის მარილს, ხოლო არაიონური ტიპი ძირითადად მოიცავს მეთილცელულოზას, მეთილჰიდროქსიეთილ(პროპილ)ცელულოზას, ჰიდროქსიეთილცელულოზას და ა.შ.

ამჟამად, მზა ნაღმტყორცნებში გამოყენებული ცელულოზის ეთერები ძირითადად მეთილცელულოზის ეთერი (MC), მეთილჰიდროქსიეთილცელულოზის ეთერი (MHEC), მეთილჰიდროქსიპროპილცელულოზის ეთერი (MHPG), ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის ეთერი (HPMC). მზა ნაღმტყორცნებში, რადგან იონური ცელულოზა (კარბოქსიმეთილცელულოზის მარილი) არასტაბილურია კალციუმის იონების თანაობისას, ის იშვიათად გამოიყენება მზა პროდუქტებში, რომლებიც იყენებენ ცემენტს, ჩამქრალ კირს და ა.შ., როგორც ცემენტის მასალებს. ჩინეთის ზოგიერთ ადგილას, კარბოქსიმეთილცელულოზის მარილი გამოიყენება გასქელებად ზოგიერთი შიდა პროდუქტისთვის, რომლებიც დამუშავებულია მოდიფიცირებული სახამებლით, როგორც ძირითადი ცემენტის მასალა და შუანგფეის ფხვნილით, როგორც შემავსებელი. ეს პროდუქტი მიდრეკილია ობისკენ და არ არის მდგრადი წყლის მიმართ და ამჟამად თანდათანობით ამოღებულია. ჰიდროქსიეთილცელულოზა ასევე გამოიყენება ზოგიერთ მზა პროდუქტში, მაგრამ მას ძალიან მცირე ბაზრის წილი აქვს.

3. ცელულოზის ეთერის ძირითადი მაჩვენებლები

(1) ხსნადობა

ცელულოზა პოლიჰიდროქსიპოლიმერული ნაერთია, რომელიც არც იხსნება და არც დნება. ეთერიფიკაციის შემდეგ, ცელულოზა ხსნადია წყალში, განზავებულ ტუტე ხსნარსა და ორგანულ გამხსნელში და აქვს თერმოპლასტიურობა. ხსნადობა ძირითადად ოთხ ფაქტორზეა დამოკიდებული: პირველი, ხსნადობა იცვლება სიბლანტის მიხედვით, რაც უფრო დაბალია სიბლანტე, მით უფრო მაღალია ხსნადობა. მეორე, ეთერიფიკაციის პროცესში შეყვანილი ჯგუფების მახასიათებლები, რაც უფრო დიდია შეყვანილი ჯგუფი, მით უფრო დაბალია ხსნადობა; რაც უფრო პოლარულია შეყვანილი ჯგუფი, მით უფრო ადვილია ცელულოზის ეთერის წყალში გახსნა. მესამე, ჩანაცვლების ხარისხი და ეთერიფიცირებული ჯგუფების განაწილება მაკრომოლეკულებში. ცელულოზის ეთერების უმეტესობა წყალში იხსნება მხოლოდ ჩანაცვლების გარკვეული ხარისხის პირობებში. მეოთხე, ცელულოზის ეთერის პოლიმერიზაციის ხარისხი, რაც უფრო მაღალია პოლიმერიზაციის ხარისხი, მით უფრო ნაკლებად ხსნადია; რაც უფრო დაბალია პოლიმერიზაციის ხარისხი, მით უფრო ფართოა ჩანაცვლების ხარისხის დიაპაზონი, რომელიც შეიძლება გაიხსნას წყალში.

(2) წყლის შეკავება

წყლის შეკავება ცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია და ეს არის მახასიათებელი, რომელსაც ბევრი ადგილობრივი მშრალი ფხვნილის მწარმოებელი აქცევს ყურადღებას, განსაკუთრებით სამხრეთ რეგიონებში, სადაც მაღალი ტემპერატურაა. ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების ეფექტზე მოქმედი ფაქტორებია დამატებული ცელულოზის ეთერის რაოდენობა, სიბლანტე, ნაწილაკების სიწვრილე და გამოყენების გარემოს ტემპერატურა. რაც უფრო მეტია დამატებული ცელულოზის ეთერის რაოდენობა, მით უკეთესია წყლის შეკავების ეფექტი; რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავების ეფექტი; რაც უფრო წვრილია ნაწილაკები, მით უკეთესია წყლის შეკავების ეფექტი.

(3) სიბლანტე

სიბლანტე ცელულოზის ეთერის პროდუქტების მნიშვნელოვანი პარამეტრია. ამჟამად, ცელულოზის ეთერის სხვადასხვა მწარმოებელი სიბლანტის გასაზომად სხვადასხვა მეთოდსა და ინსტრუმენტს იყენებს. ერთი და იგივე პროდუქტისთვის, სხვადასხვა მეთოდით გაზომილი სიბლანტის შედეგები ძალიან განსხვავებულია და ზოგიერთ შემთხვევაში ორმაგი სხვაობაც კია. ამიტომ, სიბლანტის შედარებისას, ის უნდა ჩატარდეს ერთი და იგივე ტესტირების მეთოდებს შორის, მათ შორის ტემპერატურის, როტორის და ა.შ.

ზოგადად, რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავების ეფექტი. თუმცა, რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის მოლეკულური წონა და მისი ხსნადობის შესაბამისი შემცირება უარყოფითად აისახება ნაღმტყორცნის სიმტკიცესა და კონსტრუქციულ მახასიათებლებზე. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო აშკარაა ნაღმტყორცნის გასქელების ეფექტი, მაგრამ ეს პირდაპირპროპორციული არ არის. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო ბლანტი იქნება სველი ნაღმტყორცნი. მშენებლობის დროს ეს გამოიხატება საფხეკზე მიკვრით და სუბსტრატთან მაღალი ადჰეზიით. თუმცა, ეს არ უწყობს ხელს თავად სველი ნაღმტყორცნის სტრუქტურული სიმტკიცის გაზრდას. მშენებლობის დროს ჩამოკიდების საწინააღმდეგო მოქმედება აშკარა არ არის. პირიქით, ზოგიერთ საშუალო და დაბალი სიბლანტის, მაგრამ მოდიფიცირებულ მეთილცელულოზის ეთერს აქვს შესანიშნავი მახასიათებლები სველი ნაღმტყორცნის სტრუქტურული სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად.

(4) ნაწილაკების სიწვრილე:

მზა ნაღმტყორცნებისთვის გამოყენებული ცელულოზის ეთერი უნდა იყოს ფხვნილისებრი, წყლის დაბალი შემცველობით, ხოლო წვრილმარცვლოვნობისთვის ასევე საჭიროა ნაწილაკების ზომის 20%-დან 60%-მდე 63 მკმ-ზე ნაკლები იყოს. წვრილმარცვლოვნება გავლენას ახდენს ცელულოზის ეთერის ხსნადობაზე. უხეში ცელულოზის ეთერები, როგორც წესი, გრანულების სახითაა, რომლებიც ადვილად იხსნება და იხსნება წყალში აგლომერაციის გარეშე, მაგრამ დაშლის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ამიტომ ისინი არ არის შესაფერისი მზა ნაღმტყორცნში გამოსაყენებლად (ზოგიერთი ადგილობრივი პროდუქტი ფლოკულენტურია, არ იხსნება და ადვილად იხსნება წყალში და მიდრეკილია შეწებებისკენ). მზა ნაღმტყორცნში ცელულოზის ეთერი იფანტება აგრეგატებს, წვრილ შემავსებლებს, ცემენტსა და სხვა ცემენტის მასალებს შორის. მხოლოდ საკმარისად წვრილ ფხვნილს შეუძლია თავიდან აიცილოს ცელულოზის ეთერის აგლომერაცია წყალთან შერევისას. როდესაც ცელულოზის ეთერი ემატება წყალს აგლომერაციის გასახსნელად, მისი გაფანტვა და გახსნა ძალიან რთულია.

(5) ცელულოზის ეთერის მოდიფიკაცია

ცელულოზის ეთერის მოდიფიკაცია მისი მუშაობის გაფართოებას და უმნიშვნელოვანეს ნაწილს წარმოადგენს. ცელულოზის ეთერის თვისებების გაუმჯობესება შესაძლებელია მისი დასველების, დისპერსიულობის, ადჰეზიის, გასქელების, ემულსიფიკაციის, წყლის შეკავებისა და აპკის წარმოქმნის თვისებების, ასევე ზეთისადმი შეუღწევადობის ოპტიმიზაციის მიზნით.

4. გარემოს ტემპერატურის გავლენა ნაღმტყორცნის წყლის შეკავებაზე

ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება. პრაქტიკული მასალების გამოყენებისას, ნაღმტყორცნები ხშირად გამოიყენება ცხელ სუბსტრატებზე მაღალ ტემპერატურაზე (40°C-ზე მაღალი) მრავალ გარემოში. წყლის შეკავების შემცირებამ შესამჩნევი გავლენა მოახდინა დამუშავებადობასა და ბზარებისადმი მდგრადობაზე. ტემპერატურაზე დამოკიდებულება მაინც გამოიწვევს ნაღმტყორცნების თვისებების შესუსტებას და განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ტემპერატურის ფაქტორების გავლენის შემცირება ამ პირობებში. ნაღმტყორცნების რეცეპტები შესაბამისად იქნა კორექტირებული და სეზონურ რეცეპტებში მრავალი მნიშვნელოვანი ცვლილება შევიდა. დოზის გაზრდის მიუხედავად (ზაფხულის ფორმულა), დამუშავებადობა და ბზარებისადმი მდგრადობა მაინც ვერ აკმაყოფილებს გამოყენების საჭიროებებს, რაც მოითხოვს ცელულოზის ეთერის განსაკუთრებულ დამუშავებას, როგორიცაა ეთერიფიკაციის ხარისხის გაზრდა და ა.შ., რათა წყლის შეკავების ეფექტი მიღწეული იქნას შედარებით მაღალ ტემპერატურაზე. ის უკეთეს ეფექტს ინარჩუნებს მაღალ ტემპერატურაზე, რათა უზრუნველყოს უკეთესი შესრულება მკაცრ პირობებში.

5. გამოყენება მზა ნაღმტყორცნებში

მზა ნაღმტყორცნებში ცელულოზის ეთერი ასრულებს წყლის შეკავების, გასქელების და სამშენებლო მახასიათებლების გაუმჯობესების როლს. წყლის შეკავების კარგი მაჩვენებლები უზრუნველყოფს, რომ ნაღმტყორცნები არ გამოიწვევს დაფქვას, ფხვნილის დაშლას და სიმტკიცის შემცირებას წყლის ნაკლებობისა და არასრული ჰიდრატაციის გამო. გასქელების ეფექტი მნიშვნელოვნად ზრდის სველი ნაღმტყორცნის სტრუქტურულ სიმტკიცეს. ცელულოზის ეთერის დამატებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნის სველი სიბლანტე და კარგი სიბლანტე აქვს სხვადასხვა სუბსტრატებისთვის, რითაც აუმჯობესებს სველი ნაღმტყორცნის კედლის მახასიათებლებს და ამცირებს ნარჩენებს. გარდა ამისა, ცელულოზის ეთერის როლი სხვადასხვა პროდუქტშიც განსხვავებულია. მაგალითად, ფილაზე წებოვან ნივთიერებებში ცელულოზის ეთერს შეუძლია გაზარდოს გახსნის დრო და შეცვალოს დრო; მექანიკური შესასხურებელი ნაღმტყორცნების შემთხვევაში მას შეუძლია გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნის სტრუქტურული სიმტკიცე; თვითგასწორებისას მას შეუძლია თავიდან აიცილოს დალექვა, სეგრეგაცია და სტრატიფიკაცია. ამიტომ, როგორც მნიშვნელოვანი დანამატი, ცელულოზის ეთერი ფართოდ გამოიყენება მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნებში.