Дайын қоспа ерітіндісінде целлюлоза эфирінің қосылу мөлшері өте төмен, бірақ ол ылғалды ерітіндінің өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады және ерітіндінің құрылыс өнімділігіне әсер ететін негізгі қоспа болып табылады. Әр түрлі сорттағы, әртүрлі тұтқырлықтағы, әртүрлі бөлшектердің өлшеміндегі, әртүрлі тұтқырлық дәрежесіндегі және қосылған мөлшердегі целлюлоза эфирлерін ақылға қонымды таңдау құрғақ ұнтақ ерітіндісінің өнімділігін жақсартуға оң әсер етеді. Қазіргі уақытта көптеген қалау және сылақ ерітінділерінің суды ұстау өнімділігі нашар, ал су суспензиясы бірнеше минут тұрғаннан кейін бөлінеді. Суды ұстау метилцеллюлоза эфирінің маңызды өнімділігі болып табылады және бұл көптеген отандық құрғақ қоспа ерітіндісін өндірушілер, әсіресе температурасы жоғары оңтүстік аймақтардағы өндірушілер назар аударатын өнімділік. Құрғақ қоспа ерітіндісінің суды ұстау әсеріне әсер ететін факторларға қосылған MC мөлшері, MC тұтқырлығы, бөлшектердің ұсақтығы және пайдалану ортасының температурасы жатады.
1. Тұжырымдама
Целлюлоза эфирі - табиғи целлюлозадан химиялық модификация арқылы жасалған синтетикалық полимер. Целлюлоза эфирі - табиғи целлюлозаның туындысы. Целлюлоза эфирін өндіру синтетикалық полимерлерден ерекшеленеді. Оның ең негізгі материалы - табиғи полимер қосылысы целлюлоза. Табиғи целлюлоза құрылымының ерекшелігіне байланысты целлюлозаның өзі эфирлеу агенттерімен әрекеттесу қабілетіне ие емес. Дегенмен, ісіну агентімен өңделгеннен кейін молекулалық тізбектер мен тізбектер арасындағы күшті сутектік байланыстар бұзылады, ал гидроксил тобының белсенді бөлінуі реактивті сілтілік целлюлозаға айналады. Целлюлоза эфирін алыңыз.
Целлюлоза эфирлерінің қасиеттері орынбасарлардың түріне, санына және таралуына байланысты. Целлюлоза эфирлерінің жіктелуі орынбасарлардың түріне, эфирлену дәрежесіне, ерігіштігіне және онымен байланысты қолдану қасиеттеріне де негізделген. Молекулалық тізбектегі орынбасарлардың түріне сәйкес оны моноэфир және аралас эфир деп бөлуге болады. Біз әдетте қолданатын MC - моноэфир, ал HPMC - аралас эфир. Метилцеллюлоза эфирі MC - табиғи целлюлозаның глюкоза бірлігіндегі гидроксил тобы метоксимен алмастырылғаннан кейінгі өнім. Бұл бірліктегі гидроксил тобының бір бөлігін метокси тобымен, ал екінші бөлігін гидроксипропил тобымен алмастыру арқылы алынған өнім. Құрылымдық формуласы [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Гидроксиэтилметилцеллюлоза эфирі HEMC, бұл нарықта кеңінен қолданылатын және сатылатын негізгі түрлері.
Ерігіштігі жағынан оны иондық және иондық емес деп бөлуге болады. Суда еритін иондық емес целлюлоза эфирлері негізінен екі сериялы алкил эфирлерінен және гидроксиалкил эфирлерінен тұрады. Иондық CMC негізінен синтетикалық жуғыш заттарда, тоқыма басып шығару және бояуда, тамақ және мұнай барлауда қолданылады. Иондық емес MC, HPMC, HEMC және т.б. негізінен құрылыс материалдарында, латекс жабындарында, медицинада, күнделікті химиялық заттарда және т.б. қолданылады. Қоюлатқыш, суды ұстайтын агент, тұрақтандырғыш, диспергатор және пленка түзетін агент ретінде қолданылады.
Екіншіден, целлюлоза эфирінің суды ұстап қалуы
Целлюлоза эфирінің суды ұстап тұруы: Құрылыс материалдарын, әсіресе құрғақ ұнтақ ерітіндісін өндіруде целлюлоза эфирі алмастырылмайтын рөл атқарады, әсіресе арнайы ерітінді (модификацияланған ерітінді) өндірісінде ол алмастырылмайтын және маңызды компонент болып табылады.
Суда еритін целлюлоза эфирінің ерітіндідегі маңызды рөлі негізінен үш аспектіден тұрады: бірі - суды жақсы ұстау қабілеті, екіншісі - ерітіндінің консистенциясы мен тиксотропиясына әсері, ал үшіншісі - цементпен әрекеттесуі. Целлюлоза эфирінің суды ұстау әсері негізгі қабаттың суды сіңіруіне, ерітіндінің құрамына, ерітінді қабатының қалыңдығына, ерітіндінің суға деген қажеттілігіне және қату материалының қату уақытына байланысты. Целлюлоза эфирінің суды ұстауы целлюлоза эфирінің ерігіштігі мен сусыздануынан туындайды. Барлығымызға белгілі, целлюлоза молекулалық тізбегінде жоғары ылғалданатын OH топтары көп болғанымен, ол суда ерімейді, себебі целлюлоза құрылымы жоғары кристалдылық дәрежесіне ие.
Гидроксил топтарының гидратация қабілеті молекулалар арасындағы күшті сутектік байланыстар мен ван-дер-Ваальс күштерін жабу үшін жеткіліксіз. Сондықтан ол тек ісінеді, бірақ суда ерімейді. Молекулалық тізбекке орынбасар енгізілгенде, орынбасар тек сутектік тізбекті ғана емес, сонымен қатар орынбасардың көршілес тізбектер арасындағы сыналануына байланысты тізбекаралық сутектік байланыс та бұзылады. Орынбасар неғұрлым үлкен болса, молекулалар арасындағы қашықтық соғұрлым үлкен болады. Қашықтық соғұрлым үлкен болады. Сутектік байланыстарды бұзу әсері неғұрлым үлкен болса, целлюлоза эфирі целлюлоза торы кеңейіп, ерітінді енгеннен кейін суда еритін болады, бұл жоғары тұтқырлықтағы ерітіндіні құрайды. Температура көтерілгенде полимердің гидратациясы әлсірейді және тізбектер арасындағы су сыртқа шығарылады. Гидратация әсері жеткілікті болған кезде молекулалар агрегациялана бастайды, үш өлшемді желілік құрылымды гел түзеді және бүктеледі.
Ерітіндінің суды ұстап тұруына әсер ететін факторларға целлюлоза эфирінің тұтқырлығы, қосу мөлшері, бөлшектердің ұсақтығы және пайдалану температурасы жатады:
Целлюлоза эфирінің тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, суды ұстап тұру көрсеткіші соғұрлым жақсы болады. Тұтқырлық - MC өнімділігінің маңызды параметрі. Қазіргі уақытта әртүрлі MC өндірушілері MC тұтқырлығын өлшеу үшін әртүрлі әдістер мен құралдарды пайдаланады. Негізгі әдістер - Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde және Brookfield. Бірдей өнім үшін әртүрлі әдістермен өлшенген тұтқырлық нәтижелері өте әртүрлі, ал кейбіреулерінде тіпті екі есе айырмашылықтар бар. Сондықтан, тұтқырлықты салыстырған кезде, оны температура, ротор және т.б. сияқты бірдей сынақ әдістері арасында жүргізу керек.
Жалпы алғанда, тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, суды ұстап тұру әсері соғұрлым жақсы болады. Дегенмен, MC тұтқырлығы және молекулалық салмағы неғұрлым жоғары болса, оның ерігіштігінің сәйкесінше төмендеуі ерітіндінің беріктігі мен құрылыс өнімділігіне теріс әсер етеді. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ерітіндіге қоюлану әсері соғұрлым айқын болады, бірақ ол тікелей пропорционалды емес. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ылғалды ерітінді соғұрлым тұтқыр болады, яғни құрылыс кезінде ол қырғышқа жабысып, негізге жоғары адгезия ретінде көрінеді. Бірақ ылғалды ерітіндінің өзінің құрылымдық беріктігін арттыру пайдалы емес. Құрылыс кезінде майысуға қарсы өнімділік айқын емес. Керісінше, кейбір орташа және төмен тұтқырлықтағы, бірақ модификацияланған метилцеллюлоза эфирлері ылғалды ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуда тамаша көрсеткіштерге ие.
Құрамына целлюлоза эфирі неғұрлым көп қосылса, суды ұстау қабілеті соғұрлым жақсы болады, ал тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, суды ұстау қабілеті соғұрлым жақсы болады.
Бөлшектердің өлшеміне келетін болсақ, бөлшек неғұрлым ұсақ болса, суды соғұрлым жақсы ұстайды. Целлюлоза эфирінің үлкен бөлшектері сумен жанасқаннан кейін, беті бірден еріп, су молекулаларының енуіне жол бермеу үшін материалды орау үшін гель түзеді. Кейде ұзақ уақыт араластырғаннан кейін де оны біркелкі тарату және еріту мүмкін емес, бұлтты флокулентті ерітінді немесе агломерация түзіледі. Бұл целлюлоза эфирінің суды ұстауына қатты әсер етеді, ал ерігіштігі целлюлоза эфирін таңдау факторларының бірі болып табылады.
Метилцеллюлоза эфирінің ұсақтығы да маңызды көрсеткіш болып табылады. Құрғақ ұнтақ ерітіндісі үшін қолданылатын MC ұнтақ болуы керек, су мөлшері аз болуы керек, ал ұсақтық үшін бөлшектер мөлшерінің 20% ~ 60% -ы 63 мкм-нан аз болуы керек. Ұсақтық метилцеллюлоза эфирінің ерігіштігіне әсер етеді. Ірі MC әдетте түйіршікті болады және оны суда агломерациясыз оңай ериді, бірақ еру жылдамдығы өте баяу, сондықтан оны құрғақ ұнтақ ерітіндісінде қолдануға жарамсыз. Құрғақ ұнтақ ерітіндісінде MC агрегат, ұсақ толтырғыш және цемент сияқты цементтеу материалдарының арасында таралады, және тек жеткілікті ұсақ ұнтақ сумен араластырғанда метилцеллюлоза эфирінің агломерациясынан аулақ бола алады. Агломераттарды еріту үшін MC сумен қосылған кезде, оны тарату және еріту өте қиын.
МК-ның ірі ұсақтығы тек шығынды ғана емес, сонымен қатар ерітіндінің жергілікті беріктігін де төмендетеді. Мұндай құрғақ ұнтақ ерітіндісі үлкен аумаққа қолданылған кезде, жергілікті құрғақ ұнтақ ерітіндісінің қатаю жылдамдығы айтарлықтай төмендейді және әртүрлі қатаю уақыттарына байланысты жарықтар пайда болады. Механикалық конструкциясы бар шашыратылған ерітінді үшін араластыру уақыты қысқа болғандықтан, ұсақтыққа қойылатын талап жоғарырақ.
MC-нің ұсақтығы оның суды ұстауына да белгілі бір әсер етеді. Жалпы алғанда, тұтқырлығы бірдей, бірақ ұсақтығы әртүрлі метилцеллюлоза эфирлері үшін бірдей қосу мөлшерімен неғұрлым ұсақ болса, суды ұстау әсері соғұрлым жақсы болады.
МК-ның суды ұстап тұруы пайдаланылатын температурамен де байланысты, ал метилцеллюлоза эфирінің суды ұстап тұруы температураның жоғарылауымен төмендейді. Дегенмен, нақты материалды қолдануда құрғақ ұнтақ ерітіндісі көптеген орталарда, мысалы, жазда күн астында сыртқы қабырға шпатлевкасын сылау сияқты жоғары температурада (40 градустан жоғары) ыстық негіздеріне жиі қолданылады, бұл көбінесе цементтің қатаюын және құрғақ ұнтақ ерітіндісінің қатаюын тездетеді. Суды ұстап тұру жылдамдығының төмендеуі жұмысқа қабілеттілік пен жарықшақтарға төзімділіктің әсер ететіні айқын сезімге әкеледі және бұл жағдайда температура факторларының әсерін азайту өте маңызды.
Метилгидроксиэтилцеллюлоза эфир қоспалары қазіргі уақытта технологиялық дамудың алдыңғы қатарында болып саналғанымен, олардың температураға тәуелділігі құрғақ ұнтақ ерітіндісінің өнімділігінің әлсіреуіне әкеледі. Метилгидроксиэтилцеллюлоза мөлшері артқанымен (жазғы формула), жұмысқа қабілеттілік пен жарықшақтарға төзімділік әлі де пайдалану қажеттіліктерін қанағаттандыра алмайды. Эфирификация дәрежесін арттыру сияқты MC-ге арнайы өңдеу арқылы суды ұстап тұру әсерін жоғары температурада сақтауға болады, осылайша ол қатал жағдайларда жақсы өнімділік бере алады.
3. Целлюлоза эфирінің қоюлануы және тиксотропиясы
Целлюлоза эфирінің қоюлануы және тиксотропиясы: Целлюлоза эфирінің екінші функциясы - қоюлануы: целлюлоза эфирінің полимерлену дәрежесіне, ерітінді концентрациясына, ығысу жылдамдығына, температураға және басқа жағдайларға байланысты. Ерітіндінің гель түзу қасиеті алкил целлюлозасына және оның модификацияланған туындыларына ғана тән. Гель түзу қасиеттері алмастыру дәрежесіне, ерітінді концентрациясына және қоспаларға байланысты. Гидроксиалкил модификацияланған туындылары үшін гель қасиеттері гидроксиалкилдің модификация дәрежесіне де байланысты. Төмен тұтқырлықтағы MC және HPMC үшін 10%-15% ерітінді дайындауға болады, орташа тұтқырлықтағы MC және HPMC үшін 5%-10% ерітінді дайындауға болады, ал жоғары тұтқырлықтағы MC және HPMC үшін тек 2%-3% ерітінді дайындауға болады, және әдетте целлюлоза эфирінің тұтқырлық жіктелуі де 1%-2% ерітіндімен бағаланады.
Жоғары молекулалық салмағы бар целлюлоза эфирінің қоюландыру тиімділігі жоғары. Бірдей концентрациялы ерітіндіде әртүрлі молекулалық салмағы бар полимерлердің тұтқырлығы әртүрлі болады. Жоғары дәреже. Мақсатты тұтқырлыққа тек көп мөлшерде төмен молекулалық салмағы бар целлюлоза эфирін қосу арқылы ғана қол жеткізуге болады. Оның тұтқырлығы ығысу жылдамдығына аз тәуелді, ал жоғары тұтқырлық мақсатты тұтқырлыққа жетеді, ал қажетті қосу мөлшері аз, ал тұтқырлық қоюландыру тиімділігіне байланысты. Сондықтан белгілі бір консистенцияға жету үшін белгілі бір мөлшерде целлюлоза эфирі (ерітіндінің концентрациясы) және ерітінді тұтқырлығы кепілдендірілген болуы керек. Ерітіндінің гель температурасы да ерітінді концентрациясының жоғарылауымен сызықтық түрде төмендейді және белгілі бір концентрацияға жеткеннен кейін бөлме температурасында гельденеді. HPMC гельдену концентрациясы бөлме температурасында салыстырмалы түрде жоғары.
Консистенцияны бөлшектердің өлшемін таңдау және әртүрлі модификация дәрежесі бар целлюлоза эфирлерін таңдау арқылы да реттеуге болады. Модификация деп аталатын нәрсе - MC қаңқа құрылымына гидроксиалкил топтарының белгілі бір дәрежеде орын басуын енгізу. Екі орынбасардың салыстырмалы орын басу мәндерін, яғни біз жиі айтатын метокси және гидроксиалкил топтарының DS және ms салыстырмалы орын басу мәндерін өзгерту арқылы. Целлюлоза эфирінің әртүрлі өнімділік талаптарын екі орынбасардың салыстырмалы орын басу мәндерін өзгерту арқылы алуға болады.
Консистенция мен модификация арасындағы байланыс: целлюлоза эфирін қосу ерітіндінің су шығынына әсер етеді, су мен цементтің су-байланыстырғыш қатынасын өзгерту қоюландыру әсерін тудырады, мөлшер неғұрлым жоғары болса, су шығыны соғұрлым көп болады.
Ұнтақталған құрылыс материалдарында қолданылатын целлюлоза эфирлері суық суда тез еріп, жүйеге қолайлы консистенцияны қамтамасыз етуі керек. Белгілі бір ығысу жылдамдығы берілсе де, ол әлі де флокулентті және коллоидты блокқа айналады, бұл стандартты емес немесе сапасыз өнім болып табылады.
Цемент пастасы консистенциясы мен целлюлоза эфирінің дозасы арасында жақсы сызықтық байланыс бар. Целлюлоза эфирі ерітіндінің тұтқырлығын айтарлықтай арттыра алады. Доза неғұрлым көп болса, әсері соғұрлым айқын болады. Жоғары тұтқырлықтағы целлюлоза эфирінің сулы ерітіндісі жоғары тиксотропияға ие, бұл да целлюлоза эфирінің негізгі сипаттамасы болып табылады. MC полимерлерінің сулы ерітінділері әдетте гель температурасынан төмен псевдопластикалық және тиксотроптық емес сұйықтыққа ие, бірақ төмен ығысу жылдамдығында Ньютон ағынының қасиеттеріне ие. Псевдопластиктілік целлюлоза эфирінің молекулалық салмағымен немесе концентрациясымен, орынбасушы түріне және орынбасу дәрежесіне қарамастан, артады. Сондықтан, бірдей тұтқырлық дәрежесіндегі целлюлоза эфирлері, MC, HPMC, HEMC-ге қарамастан, концентрация мен температура тұрақты болған жағдайда әрқашан бірдей реологиялық қасиеттерді көрсетеді.
Құрылымдық гельдер температура көтерілгенде және жоғары тиксотропты ағындар пайда болғанда пайда болады. Жоғары концентрациялы және төмен тұтқырлықтағы целлюлоза эфирлері гель температурасынан төмен болса да тиксотропияны көрсетеді. Бұл қасиет құрылыс ерітіндісін жасауда тегістеу мен майысуды реттеу үшін үлкен пайда әкеледі. Мұнда целлюлоза эфирінің тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, суды жақсы ұстайтынын, бірақ тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, целлюлоза эфирінің салыстырмалы молекулалық салмағы соғұрлым жоғары болатынын және оның ерігіштігінің сәйкесінше төмендейтінін түсіндіру қажет, бұл ерітінді концентрациясы мен құрылыс өнімділігіне теріс әсер етеді. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ерітіндіге қоюлану әсері соғұрлым айқын болады, бірақ ол толығымен пропорционалды емес. Кейбір орташа және төмен тұтқырлық, бірақ модификацияланған целлюлоза эфирі ылғал ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуда жақсы нәтижеге ие. Тұтқырлықтың жоғарылауымен целлюлоза эфирінің суды ұстауы жақсарады. 4. Целлюлоза эфирінің баяулауы
Целлюлоза эфирінің баяулауы: Целлюлоза эфирінің үшінші функциясы - цементтің гидратация процесін кешіктіру. Целлюлоза эфирі ерітіндіге әртүрлі пайдалы қасиеттер береді, сонымен қатар цементтің ерте гидратация жылуын азайтады және цементтің гидратация динамикалық процесін кешіктіреді. Бұл ерітіндіні суық аймақтарда пайдалану үшін қолайсыз. Бұл баяулау әсері целлюлоза эфирі молекулаларының CSH және ca(OH)2 сияқты гидратация өнімдеріне адсорбциялануынан туындайды. Кеуек ерітіндісінің тұтқырлығының артуына байланысты целлюлоза эфирі ерітіндідегі иондардың қозғалғыштығын төмендетеді, осылайша гидратация процесін кешіктіреді.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 4 ақпан