អេធើរសែលុយឡូសនៅក្នុងសារធាតុស្អិតក្បឿង

១ សេចក្តីផ្តើម

កាវបិទក្បឿងដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីម៉ង់ត៍បច្ចុប្បន្នគឺជាការប្រើប្រាស់ដ៏ធំបំផុតនៃបាយអលាយស្ងួតពិសេស ដែលផ្សំឡើងពីស៊ីម៉ង់ត៍ជាសម្ភារៈស៊ីម៉ង់ត៍សំខាន់ និងបំពេញបន្ថែមដោយសារធាតុផ្សំដែលមានកម្រិត សារធាតុរក្សាទឹក សារធាតុកម្លាំងដំបូង ម្សៅឡាតិច និងល្បាយសារធាតុបន្ថែមសរីរាង្គ ឬអសរីរាង្គផ្សេងទៀត។ ជាទូទៅ វាគ្រាន់តែត្រូវលាយជាមួយទឹកនៅពេលប្រើ។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងបាយអស៊ីម៉ង់ត៍ធម្មតា វាអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវកម្លាំងភ្ជាប់រវាងសម្ភារៈប្រឈមមុខ និងស្រទាប់ខាងក្រោមយ៉ាងខ្លាំង ហើយមានភាពធន់នឹងការរអិលល្អ និងធន់នឹងទឹក និងទឹកបានយ៉ាងល្អ។ វាត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់បិទភ្ជាប់សម្ភារៈតុបតែងដូចជាក្បឿងជញ្ជាំងខាងក្នុង និងខាងក្រៅអគារ ក្បឿងជាន់ជាដើម។ វាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងជញ្ជាំងខាងក្នុង និងខាងក្រៅ កម្រាលឥដ្ឋ បន្ទប់ទឹក ផ្ទះបាយ និងកន្លែងតុបតែងអគារផ្សេងទៀត។ វាគឺជាសម្ភារៈភ្ជាប់ក្បឿងដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុត។

ជាធម្មតា នៅពេលដែលយើងវិនិច្ឆ័យពីប្រសិទ្ធភាពនៃសារធាតុស្អិតក្បឿង យើងមិនត្រឹមតែយកចិត្តទុកដាក់ចំពោះប្រសិទ្ធភាពប្រតិបត្តិការ និងសមត្ថភាពប្រឆាំងនឹងការរអិលរបស់វាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងយកចិត្តទុកដាក់ចំពោះកម្លាំងមេកានិច និងពេលវេលាបើករបស់វាផងដែរ។ អេធើរសែលុយឡូសនៅក្នុងសារធាតុស្អិតក្បឿងមិនត្រឹមតែប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិ rheological នៃសារធាតុស្អិតប៉សឺឡែន ដូចជាប្រតិបត្តិការរលូន កាំបិតស្អិតជាដើម ប៉ុន្តែវាក៏មានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសារធាតុស្អិតក្បឿងផងដែរ។

2. ផលប៉ះពាល់លើពេលវេលាបើកនៃកាវបិទក្បឿង

នៅពេលដែលម្សៅកៅស៊ូ និងអេធើរសែលុយឡូសមានរួមគ្នានៅក្នុងបាយអសើម គំរូទិន្នន័យមួយចំនួនបង្ហាញថា ម្សៅកៅស៊ូមានថាមពលចលនាខ្លាំងជាងដើម្បីភ្ជាប់ទៅនឹងផលិតផលផ្តល់សំណើមដល់ស៊ីម៉ង់ត៍ ហើយអេធើរសែលុយឡូសមានច្រើននៅក្នុងសារធាតុរាវអន្តរកាល ដែលប៉ះពាល់ដល់ភាពស្អិតនៃបាយអ និងពេលវេលាកក។ ភាពតានតឹងផ្ទៃនៃអេធើរសែលុយឡូសគឺខ្ពស់ជាងម្សៅកៅស៊ូ ហើយការបង្កើនអេធើរសែលុយឡូសកាន់តែច្រើននៅលើចំណុចប្រទាក់បាយអនឹងមានប្រយោជន៍ដល់ការបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងផ្ទៃមូលដ្ឋាន និងអេធើរសែលុយឡូស។

នៅក្នុងបាយអសើម ទឹកនៅក្នុងបាយអនឹងហួត ហើយអេធើរសែលុយឡូសត្រូវបានបង្កើននៅលើផ្ទៃ ហើយខ្សែភាពយន្តមួយនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃនៃបាយអក្នុងរយៈពេល 5 នាទី ដែលនឹងកាត់បន្ថយអត្រាហួតជាបន្តបន្ទាប់ ដោយសារទឹកកាន់តែច្រើនត្រូវបានយកចេញពីបាយអក្រាស់។ ផ្នែកមួយនៃវាផ្លាស់ទីទៅស្រទាប់បាយអស្តើងជាង ហើយខ្សែភាពយន្តដែលបង្កើតឡើងនៅដើមដំបូងត្រូវបានរំលាយដោយផ្នែក ហើយការធ្វើចំណាកស្រុកនៃទឹកនឹងនាំមកនូវការបង្កើនអេធើរសែលុយឡូសកាន់តែច្រើននៅលើផ្ទៃបាយអ។

ដូច្នេះ ការបង្កើតខ្សែភាពយន្តនៃអេធើរសែលុយឡូសនៅលើផ្ទៃបាយអមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើដំណើរការនៃបាយអ។ ១) ខ្សែភាពយន្តដែលបានបង្កើតគឺស្តើងពេក ហើយនឹងត្រូវរលាយពីរដង ដែលមិនអាចកំណត់ការហួតទឹក និងកាត់បន្ថយកម្លាំង។ ២) ខ្សែភាពយន្តដែលបានបង្កើតគឺក្រាស់ពេក កំហាប់នៃអេធើរសែលុយឡូសនៅក្នុងសារធាតុរាវនៃបាយអគឺខ្ពស់ ហើយ viscosity គឺខ្ពស់ ដូច្នេះវាមិនងាយស្រួលក្នុងការបំបែកខ្សែភាពយន្តផ្ទៃនៅពេលដែលក្រឡាក្បឿងត្រូវបានបិទភ្ជាប់។ យើងអាចមើលឃើញថា លក្ខណៈសម្បត្តិបង្កើតខ្សែភាពយន្តនៃអេធើរសែលុយឡូសមានឥទ្ធិពលកាន់តែខ្លាំងទៅលើពេលវេលាបើកចំហ។ ប្រភេទនៃអេធើរសែលុយឡូស (HPMC, HEMC, MC ជាដើម) និងកម្រិតនៃអេធើររីហ្វាយនីក (កម្រិតជំនួស) ប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិបង្កើតខ្សែភាពយន្តនៃអេធើរសែលុយឡូស និងភាពរឹង និងភាពរឹងមាំនៃខ្សែភាពយន្ត។

៣. ឥទ្ធិពលលើកម្លាំងទាញ

បន្ថែមពីលើការផ្តល់លក្ខណៈសម្បត្តិដែលមានប្រយោជន៍ខាងលើដល់បាយអ អេធើរសែលុយឡូសក៏ពន្យារពេលចលនវិទ្យានៃជាតិទឹកនៃស៊ីម៉ងត៍ផងដែរ។ ឥទ្ធិពលពន្យារពេលនេះភាគច្រើនដោយសារតែការស្រូបយកម៉ូលេគុលអេធើរសែលុយឡូសនៅលើដំណាក់កាលរ៉ែផ្សេងៗនៅក្នុងប្រព័ន្ធស៊ីម៉ងត៍ដែលត្រូវបានផ្តល់ជាតិទឹក ប៉ុន្តែជាទូទៅ ការឯកភាពគ្នាគឺថាម៉ូលេគុលអេធើរសែលុយឡូសភាគច្រើនត្រូវបានស្រូបយកនៅលើទឹកដូចជា CSH និងកាល់ស្យូមអ៊ីដ្រូស៊ីត។ នៅលើផលិតផលគីមី វាកម្រត្រូវបានស្រូបយកនៅលើដំណាក់កាលរ៉ែដើមនៃក្លាំងកឺរ។ លើសពីនេះ អេធើរសែលុយឡូសកាត់បន្ថយចលនារបស់អ៊ីយ៉ុង (Ca2+, SO42-, …) នៅក្នុងដំណោះស្រាយរន្ធញើសដោយសារតែភាពស្អិតកើនឡើងនៃដំណោះស្រាយរន្ធញើស ដោយហេតុនេះពន្យារពេលដំណើរការផ្តល់ជាតិទឹកបន្ថែមទៀត។

ភាពស្អិត (Viscosity) គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់មួយទៀត ដែលតំណាងឱ្យលក្ខណៈគីមីនៃអេធើរសែលុយឡូស។ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ភាពស្អិតភាគច្រើនប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពរក្សាទឹក ហើយក៏មានឥទ្ធិពលគួរឱ្យកត់សម្គាល់លើសមត្ថភាពដំណើរការនៃបាយអស្រស់ផងដែរ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសិក្សាពិសោធន៍បានរកឃើញថា ភាពស្អិតនៃអេធើរសែលុយឡូសស្ទើរតែមិនមានឥទ្ធិពលលើចលនវិទ្យានៃជាតិទឹកស៊ីម៉ង់ត៍។ ទម្ងន់ម៉ូលេគុលមានឥទ្ធិពលតិចតួចលើជាតិទឹក ហើយភាពខុសគ្នាអតិបរមារវាងទម្ងន់ម៉ូលេគុលផ្សេងៗគ្នាគឺត្រឹមតែ 10 នាទីប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះ ទម្ងន់ម៉ូលេគុលមិនមែនជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ដើម្បីគ្រប់គ្រងជាតិទឹកស៊ីម៉ង់ត៍នោះទេ។

ការពន្យាពេលនៃអេធើរសែលុយឡូសអាស្រ័យលើរចនាសម្ព័ន្ធគីមីរបស់វា ហើយនិន្នាការទូទៅបានសន្និដ្ឋានថា សម្រាប់ MHEC កម្រិតនៃមេទីលកាន់តែខ្ពស់ ឥទ្ធិពលពន្យាពេលនៃអេធើរសែលុយឡូសកាន់តែតិច។ លើសពីនេះ ឥទ្ធិពលពន្យាពេលនៃការជំនួសអ៊ីដ្រូហ្វីលីក (ដូចជាការជំនួសទៅ HEC) គឺខ្លាំងជាងការជំនួសអ៊ីដ្រូហ្វូប៊ីក (ដូចជាការជំនួសទៅ MH, MHEC, MHPC)។ ឥទ្ធិពលពន្យាពេលនៃអេធើរសែលុយឡូសត្រូវបានប៉ះពាល់ជាចម្បងដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រពីរ គឺប្រភេទ និងបរិមាណនៃក្រុមជំនួស។

ការពិសោធន៍ជាប្រព័ន្ធរបស់យើងក៏បានរកឃើញផងដែរថា មាតិកានៃសារធាតុជំនួសដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងកម្លាំងមេកានិចនៃសារធាតុស្អិតក្បឿង។ យើងបានវាយតម្លៃដំណើរការរបស់ HPMC ជាមួយនឹងកម្រិតផ្សេងៗគ្នានៃការជំនួសនៅក្នុងសារធាតុស្អិតក្បឿង ហើយបានសាកល្បងឥទ្ធិពលនៃអេធើរសែលុយឡូសដែលមានក្រុមផ្សេងៗគ្នាក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការរឹងផ្សេងៗគ្នាលើផលប៉ះពាល់លើលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសារធាតុស្អិតក្បឿង។

នៅក្នុងការធ្វើតេស្តនេះ យើងពិចារណា HPMC ដែលជាអេធើរសមាសធាតុ ដូច្នេះយើងត្រូវដាក់រូបភាពទាំងពីរជាមួយគ្នា។ ចំពោះ HPMC វាត្រូវការកម្រិតជាក់លាក់នៃការស្រូបយកដើម្បីធានាបាននូវភាពរលាយក្នុងទឹក និងការបញ្ជូនពន្លឺរបស់វា។ យើងដឹងពីខ្លឹមសារនៃសារធាតុជំនួស។ វាក៏កំណត់សីតុណ្ហភាពជែលរបស់ HPMC ដែលក៏កំណត់បរិយាកាសប្រើប្រាស់របស់ HPMC ផងដែរ។ តាមរបៀបនេះ ខ្លឹមសារក្រុមរបស់ HPMC ដែលអាចអនុវត្តបានជាធម្មតាក៏ត្រូវបានកំណត់ក្នុងជួរផងដែរ។ នៅក្នុងជួរនេះ របៀបផ្សំមេតូស៊ី និងអ៊ីដ្រូស៊ីប្រូផូស៊ី ដើម្បីសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពល្អបំផុតគឺជាខ្លឹមសារនៃការស្រាវជ្រាវរបស់យើង។ រូបភាពទី 2 បង្ហាញថានៅក្នុងជួរជាក់លាក់មួយ ការកើនឡើងនៃខ្លឹមសារនៃក្រុមមេតូស៊ីលនឹងនាំឱ្យមាននិន្នាការធ្លាក់ចុះនៃកម្លាំងទាញចេញ ខណៈពេលដែលការកើនឡើងនៃខ្លឹមសារនៃក្រុមអ៊ីដ្រូស៊ីប្រូផូស៊ីលនឹងនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃកម្លាំងទាញចេញ។ មានឥទ្ធិពលស្រដៀងគ្នាសម្រាប់ម៉ោងបើក។

និន្នាការផ្លាស់ប្តូរកម្លាំងមេកានិចក្រោមលក្ខខណ្ឌពេលវេលាបើកចំហគឺស្របនឹងលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពធម្មតា។ HPMC ដែលមានមាតិកាមេតូស៊ីលខ្ពស់ (DS) និងមាតិកាអ៊ីដ្រូស៊ីប្រូផូស៊ីល (MS) ទាបមានភាពរឹងមាំល្អនៃខ្សែភាពយន្ត ប៉ុន្តែវានឹងប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិសើមនៃសម្ភារៈ។