ცელულოზის ეთერის ხარისხი განსაზღვრავს ნაღმტყორცნის ხარისხს

მზა ნაღმტყორცნებში, დამატებითი რაოდენობაცელულოზის ეთერიძალიან დაბალია, მაგრამ მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნის მახასიათებლები და ის არის მთავარი დანამატი, რომელიც გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნის სამშენებლო მახასიათებლებზე. სხვადასხვა სახეობის, სხვადასხვა სიბლანტის, სხვადასხვა ნაწილაკების ზომის, სიბლანტის სხვადასხვა ხარისხის და დამატებული რაოდენობით ცელულოზის ეთერების გონივრული შერჩევა დადებით გავლენას მოახდენს მშრალი ფხვნილისებრი ნაღმტყორცნის მახასიათებლების გაუმჯობესებაზე.

ამჟამად, ბევრ ქვის და თაბაშირის ნაღმტყორცნს აქვს წყლის შეკავების დაბალი მაჩვენებელი და წყლის სუსპენზია რამდენიმე წუთიანი გაჩერების შემდეგ გამოიყოფა. წყლის შეკავება მეთილცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია და ამ მახასიათებელს ყურადღებას აქცევენ მრავალი ადგილობრივი მშრალი ნარევის ნაღმტყორცნების მწარმოებელი, განსაკუთრებით სამხრეთ რეგიონებში მაღალი ტემპერატურის მქონე მწარმოებელი კომპანიები. მშრალი ნარევის წყლის შეკავების ეფექტზე მოქმედი ფაქტორებია დამატებული MC-ის რაოდენობა, MC-ის სიბლანტე, ნაწილაკების სიწვრე და გამოყენების გარემოს ტემპერატურა.

1. კონცეფცია

ცელულოზის ეთერი არის სინთეზური პოლიმერი, რომელიც მიიღება ბუნებრივი ცელულოზისგან ქიმიური მოდიფიკაციის გზით. ცელულოზის ეთერი არის ბუნებრივი ცელულოზის წარმოებული. ცელულოზის ეთერის წარმოება განსხვავდება სინთეზური პოლიმერებისგან. მისი ყველაზე ძირითადი მასალაა ცელულოზა, ბუნებრივი პოლიმერული ნაერთი. ბუნებრივი ცელულოზის სტრუქტურის თავისებურების გამო, ცელულოზას თავად არ აქვს ეთერიფიკაციის აგენტებთან რეაქციის უნარი. თუმცა, შეშუპების აგენტის დამუშავების შემდეგ, მოლეკულურ ჯაჭვებსა და ჯაჭვებს შორის ძლიერი წყალბადური ბმები იშლება და ჰიდროქსილის ჯგუფის აქტიური გამოთავისუფლება გარდაიქმნება რეაქტიულ ტუტე ცელულოზად. მიიღეთ ცელულოზის ეთერი.

ცელულოზის ეთერების თვისებები დამოკიდებულია ჩამნაცვლებლების ტიპზე, რაოდენობასა და განაწილებაზე. ცელულოზის ეთერების კლასიფიკაცია ასევე ეფუძნება ჩამნაცვლებლების ტიპს, ეთერიფიკაციის ხარისხს, ხსნადობას და მასთან დაკავშირებულ გამოყენების თვისებებს. მოლეკულურ ჯაჭვში ჩამნაცვლებლების ტიპის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს მონოეთერად და შერეულ ეთერად. ჩვეულებრივ, მონოეთერად ვიყენებთ MC-ს, ხოლო შერეულ ეთერად - PMC-ს. მეთილცელულოზის ეთერი MC არის პროდუქტი, რომელიც მიიღება ბუნებრივი ცელულოზის გლუკოზის ერთეულზე ჰიდროქსილის ჯგუფის მეტოქსი ჯგუფით ჩანაცვლების შემდეგ. ეს არის პროდუქტი, რომელიც მიიღება ერთეულზე ჰიდროქსილის ჯგუფის ნაწილის მეტოქსი ჯგუფით, ხოლო მეორე ნაწილის ჰიდროქსიპროპილ ჯგუფით ჩანაცვლებით. სტრუქტურული ფორმულაა [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერი HEMC, ეს არის ძირითადი სახეობები, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება და იყიდება ბაზარზე.

ხსნადობის თვალსაზრისით, ის შეიძლება დაიყოს იონურ და არაიონურ. წყალში ხსნადი არაიონური ცელულოზის ეთერები ძირითადად შედგება ალკილის ეთერების და ჰიდროქსიალკილის ეთერების ორი სერიისგან. იონური CMC ძირითადად გამოიყენება სინთეზურ სარეცხი საშუალებებში, ტექსტილის ბეჭდვასა და შეღებვაში, საკვებისა და ნავთობის მოპოვებაში. არაიონური MC, PMC, HEMC და ა.შ. ძირითადად გამოიყენება სამშენებლო მასალებში, ლატექსის საფარებში, მედიცინაში, ყოველდღიურ ქიმიკატებში და ა.შ. გამოიყენება როგორც გასქელება, წყლის შემაკავებელი აგენტი, სტაბილიზატორი, დისპერსანტი და აპკის წარმომქმნელი აგენტი.

2. ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება

ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება: სამშენებლო მასალების, განსაკუთრებით მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნების წარმოებაში, ცელულოზის ეთერი შეუცვლელ როლს ასრულებს, განსაკუთრებით სპეციალური ნაღმტყორცნების (მოდიფიცირებული ნაღმტყორცნების) წარმოებაში, ის შეუცვლელი და მნიშვნელოვანი კომპონენტია.

წყალში ხსნადი ცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვან როლს ნაღმტყორცნებში ძირითადად სამი ასპექტი აქვს: ერთი არის წყლის შეკავების შესანიშნავი უნარი, მეორე არის გავლენა ნაღმტყორცნის კონსისტენციასა და თიქსოტროპიაზე და მესამე არის ცემენტთან ურთიერთქმედება. ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავების ეფექტი დამოკიდებულია ძირითადი ფენის წყლის შთანთქმაზე, ნაღმტყორცნის შემადგენლობაზე, ნაღმტყორცნის ფენის სისქეზე, ნაღმტყორცნის წყლის მოთხოვნილებაზე და გამკვრივების მასალის გამაგრების დროზე. თავად ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება განპირობებულია თავად ცელულოზის ეთერის ხსნადობითა და დეჰიდრატაციით. როგორც ყველამ ვიცით, მიუხედავად იმისა, რომ ცელულოზის მოლეკულური ჯაჭვი შეიცავს დიდი რაოდენობით მაღალჰიდრატირებულ OH ჯგუფებს, ის წყალში არ იხსნება, რადგან ცელულოზის სტრუქტურას აქვს მაღალი კრისტალურობის ხარისხი.

მხოლოდ ჰიდროქსილის ჯგუფების ჰიდრატაციის უნარი არ არის საკმარისი მოლეკულებს შორის ძლიერი წყალბადური ბმებისა და ვან-დერ-ვაალის ძალების დასაფარად. ამიტომ, ის მხოლოდ იშუპება, მაგრამ წყალში არ იხსნება. როდესაც ჩამნაცვლებელი შეჰყავთ მოლეკულურ ჯაჭვში, არა მხოლოდ ჩამნაცვლებელი ანადგურებს წყალბადის ჯაჭვს, არამედ ჯაჭვებს შორის წყალბადური ბმაც იშლება ჩამნაცვლებლის მიმდებარე ჯაჭვებს შორის ჩაჭედვის გამო. რაც უფრო დიდია ჩამნაცვლებელი, მით უფრო დიდია მანძილი მოლეკულებს შორის. რაც უფრო დიდია მანძილი. რაც უფრო დიდია წყალბადური ბმების განადგურების ეფექტი, ცელულოზის ეთერი წყალში ხსნადი ხდება მას შემდეგ, რაც ცელულოზის ბადე გაფართოვდება და ხსნარი შედის, რაც მაღალი სიბლანტის ხსნარს წარმოქმნის. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, პოლიმერის ჰიდრატაცია სუსტდება და ჯაჭვებს შორის წყალი გამოიდევნება. როდესაც დეჰიდრატაციის ეფექტი საკმარისია, მოლეკულები იწყებენ აგრეგაციას, ქმნიან სამგანზომილებიან ქსელურ სტრუქტურას და იკეცებიან. ნაღმტყორცნის წყლის შეკავებაზე მოქმედ ფაქტორებს შორისაა ცელულოზის ეთერის სიბლანტე, დამატებული რაოდენობა, ნაწილაკების სიწვრე და გამოყენების ტემპერატურა.

რაც უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავების მაჩვენებელი. სიბლანტე ცელულოზის ეთერის მაჩვენებლების მნიშვნელოვანი პარამეტრია. ამჟამად, ცელულოზის ეთერის სხვადასხვა მწარმოებელი ცელულოზის ეთერის სიბლანტის გასაზომად სხვადასხვა მეთოდსა და ინსტრუმენტს იყენებს. ძირითადი მეთოდებია Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde და Brookfield. ერთი და იგივე პროდუქტისთვის, სხვადასხვა მეთოდით გაზომილი სიბლანტის შედეგები ძალიან განსხვავებულია და ზოგიერთ მათგანს ორმაგი სხვაობაც კი აქვს. 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 და რაც უფრო მაღალია MC-ის მოლეკულური წონა, 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, ანუ მშენებლობის დროს ეს გამოიხატება საფხეკზე მიკვრით და სუბსტრატთან მაღალი ადჰეზიით. თუმცა, თავად სველი ნაღმტყორცნის სტრუქტურული სიმტკიცის გაზრდა არ არის სასარგებლო. მშენებლობის დროს ჩამოხრჩობის საწინააღმდეგო მოქმედება აშკარა არ არის. პირიქით, ზოგიერთ საშუალო და დაბალი სიბლანტის, მაგრამ მოდიფიცირებულ მეთილცელულოზის ეთერს აქვს შესანიშნავი შესრულება სველი ნაღმტყორცნის სტრუქტურული სიმტკიცის გაუმჯობესებაში.

რაც უფრო მეტი რაოდენობით ემატება ცელულოზის ეთერი ნაღმტყორცნს, მით უკეთესია წყლის შეკავების მაჩვენებელი და რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავების მაჩვენებელი.

ნაწილაკების ზომასთან დაკავშირებით, რაც უფრო წვრილია ნაწილაკი, მით უკეთ ინარჩუნებს წყალს. ცელულოზის ეთერის დიდი ნაწილაკების წყალთან შეხების შემდეგ, ზედაპირი მაშინვე იხსნება და წარმოქმნის გელს, რომელიც ახვევს მასალას, რათა თავიდან აიცილოს წყლის მოლეკულების შემდგომი ინფილტრაცია. ზოგჯერ ის ვერ იშლება და იხსნება ერთგვაროვნად ხანგრძლივი მორევის შემდეგაც კი, რაც წარმოქმნის მღვრიე ფლოკულენტურ ხსნარს ან აგლომერაციას. ეს მნიშვნელოვნად მოქმედებს ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავებაზე და ხსნადობა ცელულოზის ეთერის არჩევის ერთ-ერთი ფაქტორია.

სიწმინდე ასევე მეთილცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია. მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნებისთვის გამოყენებული MC უნდა იყოს ფხვნილისებრი, წყლის დაბალი შემცველობით, ხოლო სიწმინდისთვის ასევე საჭიროა ნაწილაკების ზომის 20%-60% იყოს 63 მიკრონზე ნაკლები. სიწმინდე გავლენას ახდენს მეთილცელულოზის ეთერის ხსნადობაზე. უხეშად დაფქული MC, როგორც წესი, მარცვლოვანია და ადვილად იხსნება წყალში აგლომერაციის გარეშე, მაგრამ გახსნის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ამიტომ ის არ არის შესაფერისი მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნში გამოსაყენებლად. მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნში MC იშლება ცემენტის მასალებში, როგორიცაა აგრეგატი, წვრილი შემავსებელი და ცემენტი, და მხოლოდ საკმარისად წვრილი ფხვნილით შეიძლება თავიდან იქნას აცილებული მეთილცელულოზის ეთერის აგლომერაცია წყალთან შერევისას. როდესაც MC ემატება წყალს აგლომერატების გასახსნელად, მისი გაფანტვა და გახსნა ძალიან რთულია.

MC-ის უხეშად დაფქული სიწმინდე არა მხოლოდ ფუჭად ხარჯვადია, არამედ ამცირებს ნაღმტყორცნის ადგილობრივ სიმტკიცეს. როდესაც ასეთი მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნი გამოიყენება დიდ ფართობზე, ადგილობრივი მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნის გამყარების სიჩქარე მნიშვნელოვნად შემცირდება და სხვადასხვა გამყარების დროის გამო გაჩნდება ბზარები. მექანიკური კონსტრუქციის მქონე შესხურებული ნაღმტყორცნებისთვის, სიწმინდის მოთხოვნა უფრო მაღალია შერევის უფრო მოკლე დროის გამო. MC-ის სიწმინდეს ასევე გარკვეული გავლენა აქვს მის წყლის შეკავებაზე. ზოგადად, მეთილცელულოზის ეთერებისთვის, რომლებსაც აქვთ იგივე სიბლანტე, მაგრამ განსხვავებული სიწმინდე, ერთი და იგივე დამატების რაოდენობით, რაც უფრო წვრილია, მით უფრო წვრილია, მით უკეთესია წყლის შეკავების ეფექტი.

MC-ის წყლის შეკავება ასევე დაკავშირებულია გამოყენებულ ტემპერატურასთან და მეთილცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. თუმცა, ფაქტობრივი მასალების გამოყენებისას, მშრალი ფხვნილისებრი ნაღმტყორცნები ხშირად გამოიყენება ცხელ სუბსტრატებზე მაღალ ტემპერატურაზე (40 გრადუსზე მაღალი) მრავალ გარემოში, მაგალითად, ზაფხულში მზეზე გარე კედლის შპაკლის შელესვისას, რაც ხშირად აჩქარებს ცემენტის გამკვრივებას და მშრალი ფხვნილისებრი ნაღმტყორცნის გამკვრივებას. წყლის შეკავების სიჩქარის შემცირება იწვევს აშკარა შეგრძნებას, რომ როგორც დამუშავებადობა, ასევე ბზარებისადმი მდგრადობა გავლენას ახდენს და განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ტემპერატურის ფაქტორების გავლენის შემცირება ამ პირობებში.

მიუხედავად იმისა, რომმეთილჰიდროქსიეთილცელულოზის ეთერიდანამატები ამჟამად ტექნოლოგიური განვითარების წინა პლანზეა მიჩნეული, თუმცა მათი ტემპერატურაზე დამოკიდებულება მაინც გამოიწვევს მშრალი ფხვნილისებრი ნაღმტყორცნის მუშაობის შესუსტებას. მიუხედავად იმისა, რომ მეთილჰიდროქსიეთილცელულოზის რაოდენობა იზრდება (ზაფხულის ფორმულა), მისი დამუშავებადობა და ბზარებისადმი მდგრადობა მაინც ვერ აკმაყოფილებს გამოყენების საჭიროებებს. MC-ზე გარკვეული სპეციალური დამუშავების გზით, როგორიცაა ეთერიფიკაციის ხარისხის გაზრდა და ა.შ., წყლის შეკავების ეფექტის შენარჩუნება შესაძლებელია მაღალ ტემპერატურაზეც, რათა მან უზრუნველყოს უკეთესი მუშაობა მკაცრ პირობებში.