Құрғақ аралас ерітіндінің өнімділігін жақсартуда қоспалар маңызды рөл атқарады, бірақ құрғақ аралас ерітіндіні қосу құрғақ аралас ерітінді өнімдерінің материалдық құнын дәстүрлі ерітіндіге қарағанда айтарлықтай жоғары етеді, ол құрғақ аралас ерітіндідегі материал құнының 40%-дан астамын құрайды.
Жоғарыда келтірілген себептерге сүйене отырып, бұл мақалада жиі қолданылатын қоспалардың кейбір негізгі қасиеттері талданады және салыстырылады, және осы негізде қоспаларды қолдана отырып, құрғақ аралас ерітінді өнімдерінің өнімділігі зерттеледі.
1. Суды ұстап тұратын агент
Су ұстағыш агент құрғақ аралас ерітіндінің суды ұстау өнімділігін жақсартудың негізгі қоспасы болып табылады, сонымен қатар құрғақ аралас ерітінді материалдарының құнын анықтайтын негізгі қоспалардың бірі болып табылады.
1.1 Целлюлоза эфирі
Целлюлоза эфирі - белгілі бір жағдайларда сілтілік целлюлоза мен эфирлендіргіш агенттің реакциясы арқылы түзілетін өнімдер сериясының жалпы атауы. Сілтілік целлюлоза әртүрлі эфирлендіргіш агенттермен алмастырылып, әртүрлі целлюлоза эфирлері алынады. Орынбастардың иондану қасиеттеріне сәйкес, целлюлоза эфирлерін екі санатқа бөлуге болады: иондық (мысалы, карбоксиметилцеллюлоза) және иондық емес (мысалы, метилцеллюлоза). Орынбастың түріне сәйкес, целлюлоза эфирін моноэфирге (мысалы, метилцеллюлоза) және аралас эфирге (мысалы, гидроксипропил метилцеллюлоза) бөлуге болады. Әртүрлі ерігіштігіне байланысты оны суда еритін (мысалы, гидроксиэтилцеллюлоза) және органикалық еріткіште еритін (мысалы, этилцеллюлоза) және т.б. бөлуге болады. Құрғақ аралас ерітінді негізінен суда еритін целлюлозадан тұрады, ал суда еритін целлюлоза лезде типті және беттік өңделген кешіктірілген еріту типті болып бөлінеді.
Целлюлоза эфирінің ерітіндідегі әсер ету механизмі келесідей:
(1) Ерітіндідегі целлюлоза эфирі суда ерігеннен кейін, беттік белсенділіктің арқасында жүйеде цементті материалдың тиімді және біркелкі таралуы қамтамасыз етіледі, ал целлюлоза эфирі қорғаныш коллоид ретінде қатты бөлшектерді «орайды» және оның сыртқы бетінде майлағыш пленка қабаты пайда болады, бұл ерітінді жүйесін тұрақты етеді, сонымен қатар араластыру процесінде ерітіндінің сұйықтығын және құрылымның тегістігін жақсартады.
(2) Өзінің молекулалық құрылымына байланысты целлюлоза эфирі ерітіндісі ерітіндідегі судың жоғалуын жеңілдетеді және оны ұзақ уақыт бойы біртіндеп босатады, бұл ерітіндіге суды жақсы ұстау және жұмысқа жарамдылық береді.
1.1.1 Метилцеллюлозаның (MC) молекулалық формуласы [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
Тазартылған мақта сілтімен өңделгеннен кейін, метан хлоридімен этерификация агенті ретінде бірқатар реакциялар арқылы целлюлоза эфирі түзіледі. Әдетте, алмастыру дәрежесі 1,6 ~ 2,0 құрайды, ал ерігіштігі де әртүрлі алмастыру дәрежесімен ерекшеленеді. Ол иондық емес целлюлоза эфиріне жатады.
(1) Метилцеллюлоза суық суда ериді, ыстық суда еруі қиын болады. Оның сулы ерітіндісі рН=3~12 аралығында өте тұрақты. Ол крахмалмен, гуар шайырымен және т.б. және көптеген беттік белсенді заттармен жақсы үйлесімді. Температура гельдену температурасына жеткенде, гельдену жүреді.
(2) Метилцеллюлозаның суды ұстауы оның қосылу мөлшеріне, тұтқырлығына, бөлшектердің ұсақтығына және еру жылдамдығына байланысты. Әдетте, қосу мөлшері көп, ұсақтығы аз, ал тұтқырлығы көп болса, суды ұстау жылдамдығы жоғары болады. Олардың ішінде қосу мөлшері суды ұстау жылдамдығына ең үлкен әсер етеді, ал тұтқырлық деңгейі суды ұстау жылдамдығына тікелей пропорционалды емес. Еру жылдамдығы негізінен целлюлоза бөлшектерінің беткі модификация дәрежесіне және бөлшектердің ұсақтығына байланысты. Жоғарыда аталған целлюлоза эфирлерінің ішінде метилцеллюлоза мен гидроксипропилметилцеллюлозаның суды ұстау жылдамдығы жоғары.
(3) Температураның өзгеруі метилцеллюлозаның суды ұстап тұру жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді. Әдетте, температура неғұрлым жоғары болса, суды ұстап тұру соғұрлым нашар болады. Егер ерітінді температурасы 40°C-тан асса, метилцеллюлозаның суды ұстап тұруы айтарлықтай төмендейді, бұл ерітіндінің құрылымына айтарлықтай әсер етеді.
(4) Метилцеллюлоза ерітіндінің құрылымы мен адгезиясына айтарлықтай әсер етеді. Мұндағы «адгезия» жұмысшының аппликатор құралы мен қабырға негізі арасында сезілетін адгезия күшін, яғни ерітіндінің ығысу кедергісін білдіреді. Адгезия жоғары, ерітіндінің ығысу кедергісі жоғары, жұмысшыларға пайдалану процесінде қажет болатын беріктік те жоғары, ал ерітіндінің құрылымдық өнімділігі нашар. Целлюлоза эфир өнімдерінде метилцеллюлозаның адгезиясы орташа деңгейде болады.
1.1.2 Гидроксипропилметилцеллюлозаның (HPMC) молекулалық формуласы [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Гидроксипропил метилцеллюлозасы - соңғы жылдары өндірісі мен тұтынуы тез өсіп келе жатқан целлюлоза түрі. Бұл тазартылған мақтадан сілтілеуден кейін пропилен оксиді мен метилхлоридті эфирлеу агенті ретінде пайдаланып, бірқатар реакциялар арқылы жасалған иондық емес целлюлоза аралас эфирі. Алмастыру дәрежесі әдетте 1,2 ~ 2,0 құрайды. Оның қасиеттері метоксил мөлшері мен гидроксипропил мөлшерінің әртүрлі қатынасына байланысты әртүрлі.
(1) Гидроксипропил метилцеллюлозасы суық суда оңай ериді және ыстық суда еру кезінде қиындықтарға тап болады. Бірақ оның ыстық судағы гельдену температурасы метилцеллюлозаға қарағанда айтарлықтай жоғары. Суық судағы ерігіштігі метилцеллюлозамен салыстырғанда айтарлықтай жақсарған.
(2) Гидроксипропил метилцеллюлозаның тұтқырлығы оның молекулалық салмағымен байланысты, ал молекулалық салмағы неғұрлым үлкен болса, тұтқырлығы соғұрлым жоғары болады. Температура оның тұтқырлығына да әсер етеді, температура жоғарылаған сайын тұтқырлық төмендейді. Дегенмен, оның жоғары тұтқырлығы метилцеллюлозаға қарағанда төмен температуралық әсерге ие. Оның ерітіндісі бөлме температурасында сақталған кезде тұрақты болады.
(3) Гидроксипропил метилцеллюлозаның суды ұстауы оның қосылу мөлшеріне, тұтқырлығына және т.б. байланысты, ал сол қосылу мөлшеріндегі суды ұстау жылдамдығы метилцеллюлозаға қарағанда жоғары.
(4) Гидроксипропил метилцеллюлоза қышқыл мен сілтіге тұрақты, ал оның сулы ерітіндісі рН=2~12 аралығында өте тұрақты. Каустикалық сода мен әк суы оның жұмысына аз әсер етеді, бірақ сілті оның еруін тездетіп, тұтқырлығын арттыра алады. Гидроксипропил метилцеллюлоза қарапайым тұздарға тұрақты, бірақ тұз ерітіндісінің концентрациясы жоғары болған кезде гидроксипропил метилцеллюлоза ерітіндісінің тұтқырлығы артады.
(5) Гидроксипропил метилцеллюлозасын біркелкі және жоғары тұтқырлықтағы ерітінді жасау үшін суда еритін полимер қосылыстарымен араластыруға болады. Мысалы, поливинил спирті, крахмал эфирі, өсімдік шайыры және т.б.
(6) Гидроксипропил метилцеллюлозасы метилцеллюлозаға қарағанда ферменттерге төзімділігі жоғары, ал оның ерітіндісінің метилцеллюлозаға қарағанда ферменттермен ыдырауы ықтималдығы аз.
(7) Гидроксипропил метилцеллюлозаның ерітінді конструкциясына адгезиясы метилцеллюлозаға қарағанда жоғары.
1.1.3 Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ)
Ол сілтілікпен өңделген тазартылған мақтадан жасалған және ацетонның қатысуымен этилен оксидімен этерификация агенті ретінде әрекеттеседі. Алмастыру дәрежесі әдетте 1,5 ~ 2,0 құрайды. Ол күшті гидрофильділікке ие және ылғалды оңай сіңіреді.
(1) Гидроксиэтилцеллюлоза суық суда ериді, бірақ ыстық суда еруі қиын. Оның ерітіндісі жоғары температурада тұрақты, гель түзбейді. Оны ерітіндіде жоғары температурада ұзақ уақыт пайдалануға болады, бірақ оның суды ұстауы метилцеллюлозаға қарағанда төмен.
(2) Гидроксиэтилцеллюлоза жалпы қышқыл мен сілтіге төзімді. Сілті оның еруін тездетіп, тұтқырлығын аздап арттыра алады. Оның судағы дисперсиясы метилцеллюлоза мен гидроксипропилметилцеллюлозаға қарағанда сәл нашар.
(3) Гидроксиэтилцеллюлоза ерітінді үшін жақсы салбырауға қарсы қасиеттерге ие, бірақ цемент үшін оның баяулау уақыты ұзағырақ.
1.1.4 Карбоксиметилцеллюлоза (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Иондық целлюлоза эфирі сілтімен өңдеуден кейін табиғи талшықтардан (мақта және т.б.) жасалады, натрий монохлорацетат эфирлеу агенті ретінде қолданылады және бірқатар реакциялық өңдеулерден өтеді. Алмастыру дәрежесі әдетте 0,4 ~ 1,4 құрайды, және оның өнімділігі алмастыру дәрежесіне қатты әсер етеді.
(1) Карбоксиметилцеллюлоза гигроскопиялық болып табылады және жалпы жағдайда сақталған кезде оның құрамында су көбірек болады.
(2) Карбоксиметилцеллюлозаның сулы ерітіндісі гель түзбейді, ал тұтқырлық температураның жоғарылауымен төмендейді. Температура 50°C-тан асқанда, тұтқырлық қайтымсыз болады.
(3) Оның тұрақтылығына рН қатты әсер етеді. Әдетте, оны гипс негізіндегі ерітіндіде қолдануға болады, бірақ цемент негізіндегі ерітіндіде қолдануға болмайды. Жоғары сілтілі болған кезде тұтқырлығын жоғалтады.
(4) Оның суды ұстау қабілеті метилцеллюлозаға қарағанда әлдеқайда төмен. Ол гипс негізіндегі ерітіндіге баяулататын әсер етеді және беріктігін төмендетеді. Дегенмен, карбоксиметилцеллюлозаның бағасы метилцеллюлозаға қарағанда айтарлықтай төмен.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 23 наурыз