ცელულოზის ეთერები კრამიტის წებოში

1 შესავალი

ცემენტზე დაფუძნებული ფილების წებო ამჟამად წარმოადგენს სპეციალური მშრალი ნარევის ფართოდ გამოყენებას, რომელიც შედგება ცემენტისგან, როგორც ძირითადი ცემენტური მასალისგან და ემატება გრადუირებული აგრეგატები, წყლის შემაკავებელი აგენტები, ადრეული სიმტკიცის აგენტები, ლატექსის ფხვნილი და სხვა ორგანული ან არაორგანული დანამატების ნარევი. როგორც წესი, გამოყენებისას მხოლოდ წყალთან შერევაა საჭირო. ჩვეულებრივ ცემენტის ნაღმტყორცნთან შედარებით, მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მოსაპირკეთებელ მასალასა და სუბსტრატს შორის შემაკავშირებელი სიმტკიცე, აქვს კარგი სრიალის წინააღმდეგობა და შესანიშნავი წყალგამძლეობა. იგი ძირითადად გამოიყენება დეკორატიული მასალების დასაწებებლად, როგორიცაა შენობების ინტერიერის და ექსტერიერის კედლის ფილები, იატაკის ფილები და ა.შ. იგი ფართოდ გამოიყენება ინტერიერის და ექსტერიერის კედლებში, იატაკებში, აბაზანებში, სამზარეულოებსა და სხვა შენობების დეკორატიულ ადგილებში. ამჟამად ის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ფილების შემაკავშირებელი მასალაა.

როგორც წესი, როდესაც ფილაზე წებოს მუშაობას ვაფასებთ, ყურადღებას არა მხოლოდ მის ოპერატიულ მახასიათებლებსა და მოცურების საწინააღმდეგო უნარზე ვაქცევთ, არამედ მის მექანიკურ სიმტკიცესა და გახსნის დროსაც. ფილაზე წებოში ცელულოზის ეთერი არა მხოლოდ ფაიფურის წებოს რეოლოგიურ თვისებებზე მოქმედებს, როგორიცაა გლუვი მუშაობა, წებოვანი დანის და ა.შ., არამედ ძლიერ გავლენას ახდენს ფილაზე წებოს მექანიკურ თვისებებზეც.

2. კრამიტის წებოს გახსნის დროზე გავლენა

როდესაც რეზინის ფხვნილი და ცელულოზის ეთერი სველ ნაღმტყორცნებში თანაარსებობენ, ზოგიერთი მონაცემთა მოდელი აჩვენებს, რომ რეზინის ფხვნილს ცემენტის ჰიდრატაციის პროდუქტებთან შესაერთებლად უფრო ძლიერი კინეტიკური ენერგია აქვს, ხოლო ცელულოზის ეთერი უფრო მეტად არის შუალედურ სითხეში, რაც უფრო მეტ გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნის სიბლანტესა და გამაგრების დროზე. ცელულოზის ეთერის ზედაპირული დაჭიმულობა უფრო მაღალია, ვიდრე რეზინის ფხვნილისა და ნაღმტყორცნის საზღვარზე ცელულოზის ეთერით მეტი გამდიდრება სასარგებლო იქნება ფუძის ზედაპირსა და ცელულოზის ეთერს შორის წყალბადური ბმების წარმოქმნისთვის.

სველ ნაღმტყორცნში ნაღმტყორცნის წყალი აორთქლდება, ზედაპირზე ცელულოზის ეთერი მდიდრდება და 5 წუთში ნაღმტყორცნის ზედაპირზე აპკი წარმოიქმნება, რაც შეამცირებს შემდგომ აორთქლების სიჩქარეს, რადგან უფრო სქელი ნაღმტყორცნიდან მეტი წყალი მოიხსნება. მისი ნაწილი უფრო თხელ ფენაში გადადის, დასაწყისში წარმოქმნილი აპკი ნაწილობრივ იხსნება და წყლის მიგრაცია ნაღმტყორცნის ზედაპირზე ცელულოზის ეთერით უფრო მეტ გამდიდრებას გამოიწვევს.

ამგვარად, ცელულოზის ეთერის აპკის წარმოქმნა ნაღმტყორცნის ზედაპირზე დიდ გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნის მუშაობაზე. 1) წარმოქმნილი აპკი ძალიან თხელია და ორჯერ გაიხსნება, რაც ვერ შეზღუდავს წყლის აორთქლებას და ვერ შეამცირებს სიმტკიცეს. 2) წარმოქმნილი აპკი ძალიან სქელია, ნაღმტყორცნის შუალედურ სითხეში ცელულოზის ეთერის კონცენტრაცია მაღალია და სიბლანტე მაღალია, ამიტომ ფილების წებოს დროს ზედაპირული აპკის გატეხვა ადვილი არ არის. ჩანს, რომ ცელულოზის ეთერის აპკის წარმოქმნის თვისებები უფრო დიდ გავლენას ახდენს გახსნის დროზე. ცელულოზის ეთერის ტიპი (HPMC, HEMC, MC და ა.შ.) და ეთერიფიკაციის ხარისხი (ჩანაცვლების ხარისხი) პირდაპირ გავლენას ახდენს ცელულოზის ეთერის აპკის წარმოქმნის თვისებებზე, ასევე აპკის სიმტკიცესა და სიმტკიცეზე.

3. გავლენა ხატვის სიძლიერეზე

ნაღმტყორცნისთვის ზემოთ ხსენებული სასარგებლო თვისებების მინიჭების გარდა, ცელულოზის ეთერი ასევე აფერხებს ცემენტის ჰიდრატაციის კინეტიკას. ეს შემაფერხებელი ეფექტი ძირითადად განპირობებულია ცელულოზის ეთერის მოლეკულების ადსორბციით ჰიდრატირებული ცემენტის სისტემის სხვადასხვა მინერალურ ფაზებზე, მაგრამ ზოგადად, კონსენსუსი იმაში მდგომარეობს, რომ ცელულოზის ეთერის მოლეკულები ძირითადად ადსორბირდება წყალზე, როგორიცაა CSH და კალციუმის ჰიდროქსიდი. ქიმიურ პროდუქტებზე ის იშვიათად ადსორბირდება კლინკერის საწყის მინერალურ ფაზაზე. გარდა ამისა, ცელულოზის ეთერი ამცირებს იონების (Ca2+, SO42-, ...) მობილურობას ფორების ხსნარში ფორების ხსნარის გაზრდილი სიბლანტის გამო, რითაც კიდევ უფრო აფერხებს ჰიდრატაციის პროცესს.

სიბლანტე კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია, რომელიც წარმოადგენს ცელულოზის ეთერის ქიმიურ მახასიათებლებს. როგორც ზემოთ აღინიშნა, სიბლანტე ძირითადად გავლენას ახდენს წყლის შეკავების უნარზე და ასევე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ახალი ნაღმტყორცნის დამუშავებადობაზე. თუმცა, ექსპერიმენტულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ცელულოზის ეთერის სიბლანტეს თითქმის არანაირი გავლენა არ აქვს ცემენტის ჰიდრატაციის კინეტიკაზე. მოლეკულურ წონას მცირე გავლენა აქვს ჰიდრატაციაზე და სხვადასხვა მოლეკულურ წონას შორის მაქსიმალური სხვაობა მხოლოდ 10 წუთია. ამიტომ, მოლეკულური წონა არ არის ცემენტის ჰიდრატაციის კონტროლის მთავარი პარამეტრი.

ცელულოზის ეთერის შეფერხება მის ქიმიურ სტრუქტურაზეა დამოკიდებული და ზოგადი ტენდენცია იმ დასკვნამდე მივიდა, რომ MHEC-ის შემთხვევაში, რაც უფრო მაღალია მეთილირების ხარისხი, მით უფრო ნაკლებია ცელულოზის ეთერის შეფერხების ეფექტი. გარდა ამისა, ჰიდროფილური ჩანაცვლების (მაგალითად, HEC-ით ჩანაცვლება) შეფერხების ეფექტი უფრო ძლიერია, ვიდრე ჰიდროფობიური ჩანაცვლების (მაგალითად, MH, MHEC, MHPC-ით ჩანაცვლება). ცელულოზის ეთერის შეფერხების ეფექტზე ძირითადად გავლენას ახდენს ორი პარამეტრი, ჩამნაცვლებელი ჯგუფების ტიპი და რაოდენობა.

ჩვენმა სისტემატურმა ექსპერიმენტებმა ასევე აჩვენა, რომ ჩამნაცვლებლების შემცველობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კრამიტის წებოვანი ნივთიერებების მექანიკურ სიმტკიცეში. ჩვენ შევაფასეთ HPMC-ის მუშაობა კრამიტის წებოვან ნივთიერებებში ჩანაცვლების სხვადასხვა ხარისხით და გამოვცადეთ სხვადასხვა ჯგუფების შემცველი ცელულოზის ეთერების გავლენა კრამიტის წებოვანი ნივთიერებების მექანიკურ თვისებებზე სხვადასხვა გამყარების პირობებში.

ტესტში განვიხილავთ HPMC-ს, რომელიც ნაერთი ეთერია, ამიტომ ორი სურათი ერთად უნდა გავაერთიანოთ. HPMC-ს სჭირდება გარკვეული ხარისხის შთანთქმა, რათა უზრუნველყოფილი იყოს მისი წყალში ხსნადობა და სინათლის გამტარობა. ჩვენ ვიცით ჩამნაცვლებლების შემცველობა. ის ასევე განსაზღვრავს HPMC-ის გელის ტემპერატურას, რაც ასევე განსაზღვრავს HPMC-ის გამოყენების გარემოს. ამ გზით, HPMC-ის ჯგუფის შემცველობა, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება, ასევე დიაპაზონშია მოქცეული. ამ დიაპაზონში, როგორ გავაერთიანოთ მეტოქსი და ჰიდროქსიპროპოქსი საუკეთესო ეფექტის მისაღწევად, ჩვენი კვლევის შინაარსია. სურათი 2 გვიჩვენებს, რომ გარკვეულ დიაპაზონში, მეტოქსილის ჯგუფების შემცველობის ზრდა გამოიწვევს ამოღების სიმტკიცის დაღმავალი ტენდენციას, ხოლო ჰიდროქსიპროპოქსილის ჯგუფების შემცველობის ზრდა გამოიწვევს ამოღების სიმტკიცის ზრდას. მსგავსი ეფექტი შეინიშნება სამუშაო საათებშიც.

ღია დროის პირობებში მექანიკური სიმტკიცის ცვლილების ტენდენცია შეესაბამება ნორმალური ტემპერატურის პირობებში არსებულ ტენდენციას. მაღალი მეტოქსილის (DS) და დაბალი ჰიდროქსიპროპოქსილის (MS) შემცველობის მქონე HPMC-ს აქვს კარგი ფენის სიმტკიცე, მაგრამ პირიქით, ის გავლენას ახდენს სველ ნაღმტყორცნზე. მასალის დასველების თვისებები.