टाइल चिकटवण्यामध्ये सेल्युलोज इथर्स

१ प्रस्तावना

सिमेंट-आधारित टाइल चिकटवणारे द्रव्य (अॅडेसिव्ह) हे सध्या विशेष कोरड्या-मिश्रित मोर्टारचा सर्वात मोठा वापर आहे, जे सिमेंटला मुख्य सिमेंटयुक्त पदार्थ म्हणून वापरून बनवले जाते आणि त्यात वर्गीकृत खडी, पाणी-धारण करणारे घटक, लवकर मजबुती देणारे घटक, लॅटेक्स पावडर आणि इतर सेंद्रिय किंवा असेंद्रिय मिश्रणे मिसळलेली असतात. सामान्यतः, वापरताना ते फक्त पाण्यात मिसळण्याची गरज असते. सामान्य सिमेंट मोर्टारच्या तुलनेत, ते दर्शनी साहित्य आणि आधार यांच्यातील बंधन शक्ती मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते, तसेच त्यात चांगली घर्षण-प्रतिरोधकता आणि उत्कृष्ट पाणी व जल-प्रतिरोधकता असते. याचा उपयोग प्रामुख्याने इमारतीच्या आतील आणि बाहेरील भिंतींच्या टाइल्स, फरशीच्या टाइल्स इत्यादी सजावटीच्या वस्तू चिकटवण्यासाठी केला जातो. याचा वापर इमारतीच्या आतील आणि बाहेरील भिंती, फरशी, स्नानगृहे, स्वयंपाकघरे आणि इतर सजावटीच्या ठिकाणी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. सध्या हे टाइल चिकटवण्यासाठी सर्वाधिक वापरले जाणारे साहित्य आहे.

सामान्यतः जेव्हा आपण टाइल ॲडेसिव्हच्या कामगिरीचे मूल्यांकन करतो, तेव्हा आपण केवळ त्याच्या कार्यात्मक कामगिरी आणि घसरण्यापासून रोखण्याच्या क्षमतेकडेच नव्हे, तर त्याच्या यांत्रिक शक्ती आणि उघडण्याच्या वेळेकडेही लक्ष देतो. टाइल ॲडेसिव्हमधील सेल्युलोज इथर केवळ पोर्सिलेन ॲडेसिव्हच्या सहज हाताळणी, चाकू चिकटणे इत्यादींसारख्या रियोलॉजिकल गुणधर्मांवरच परिणाम करत नाही, तर टाइल ॲडेसिव्हच्या यांत्रिक गुणधर्मांवरही त्याचा मोठा प्रभाव असतो.

२. टाइल चिकटवण्याच्या उघडण्याच्या वेळेवर होणारा परिणाम

जेव्हा ओल्या मोर्टारमध्ये रबर पावडर आणि सेल्युलोज इथर एकत्र असतात, तेव्हा काही डेटा मॉडेल्स असे दर्शवतात की, रबर पावडरमध्ये सिमेंट हायड्रेशन उत्पादनांना जोडण्यासाठी अधिक गतिज ऊर्जा असते, आणि सेल्युलोज इथर आंतर-द्रवात जास्त प्रमाणात असते, ज्यामुळे मोर्टारच्या चिकटपणावर आणि घट्ट होण्याच्या वेळेवर अधिक परिणाम होतो. सेल्युलोज इथरचा पृष्ठताण रबर पावडरपेक्षा जास्त असतो, आणि मोर्टारच्या आंतरपृष्ठावर सेल्युलोज इथरचे अधिक संवर्धन हे मूळ पृष्ठभाग आणि सेल्युलोज इथर यांच्यामध्ये हायड्रोजन बंध तयार होण्यासाठी फायदेशीर ठरते.

ओल्या मोर्टारमध्ये, मोर्टारमधील पाण्याचे बाष्पीभवन होते आणि पृष्ठभागावर सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढते. ५ मिनिटांच्या आत मोर्टारच्या पृष्ठभागावर एक पातळ थर तयार होतो, ज्यामुळे पुढील बाष्पीभवनाचा दर कमी होतो. कारण जाड मोर्टारमधून अधिक पाणी काढून टाकले जाते, त्यातील काही भाग पातळ मोर्टारच्या थराकडे स्थलांतरित होतो आणि सुरुवातीला तयार झालेला थर अंशतः विरघळतो. पाण्याच्या या स्थलांतरामुळे मोर्टारच्या पृष्ठभागावर अधिक सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढते.

म्हणून, मोर्टारच्या पृष्ठभागावर सेल्युलोज इथरचा थर तयार होण्याचा मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर मोठा प्रभाव पडतो. १) तयार झालेला थर खूप पातळ असल्यास तो दोनदा विरघळतो, ज्यामुळे पाण्याचे बाष्पीभवन रोखता येत नाही आणि मजबुती कमी होते. २) तयार झालेला थर खूप जाड असल्यास, मोर्टारमधील आंतरद्रवामध्ये सेल्युलोज इथरचे प्रमाण जास्त असते आणि चिकटपणा जास्त असतो, त्यामुळे फरशा चिकटवताना पृष्ठभागावरील थर सहजासहजी तुटत नाही. यावरून असे दिसून येते की, सेल्युलोज इथरच्या थर तयार करण्याच्या गुणधर्मांचा मोर्टारच्या टिकाऊपणावर मोठा परिणाम होतो. सेल्युलोज इथरचा प्रकार (HPMC, HEMC, MC, इत्यादी) आणि इथरीफिकेशनची पातळी (प्रतिस्थापनाची पातळी) यांचा सेल्युलोज इथरच्या थर तयार करण्याच्या गुणधर्मांवर आणि थराच्या कठीणपणा व कणखरपणावर थेट परिणाम होतो.

३. रेखाटनाच्या सामर्थ्यावरील प्रभाव

मोर्टारला वर नमूद केलेले फायदेशीर गुणधर्म देण्याव्यतिरिक्त, सेल्युलोज इथर सिमेंटच्या हायड्रेशन प्रक्रियेलाही विलंब लावते. हा विलंब करणारा परिणाम मुख्यत्वे हायड्रेशन होत असलेल्या सिमेंट प्रणालीतील विविध खनिज टप्प्यांवर सेल्युलोज इथरच्या रेणूंच्या अधिशोषणामुळे होतो, परंतु सर्वसाधारणपणे असे मानले जाते की सेल्युलोज इथरचे रेणू प्रामुख्याने CSH आणि कॅल्शियम हायड्रॉक्साईडसारख्या पाण्यावर अधिशोषित होतात. रासायनिक उत्पादनांवर, ते क्लिंकरच्या मूळ खनिज टप्प्यावर क्वचितच अधिशोषित होते. याव्यतिरिक्त, सेल्युलोज इथर छिद्र द्रावणाची चिकटपणा वाढवून त्यातील आयनांची (Ca2+, SO42-, …) गतिशीलता कमी करते, ज्यामुळे हायड्रेशन प्रक्रियेला आणखी विलंब होतो.

श्यानता हा आणखी एक महत्त्वाचा मापदंड आहे, जो सेल्युलोज इथरची रासायनिक वैशिष्ट्ये दर्शवतो. वर नमूद केल्याप्रमाणे, श्यानता प्रामुख्याने पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेवर परिणाम करते आणि ताज्या मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवरही तिचा लक्षणीय परिणाम होतो. तथापि, प्रायोगिक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की सेल्युलोज इथरच्या श्यानतेचा सिमेंट हायड्रेशनच्या गतीशास्त्रावर जवळजवळ कोणताही परिणाम होत नाही. रेणवीय वजनाचा हायड्रेशनवर फारच कमी परिणाम होतो आणि वेगवेगळ्या रेणवीय वजनांमधील कमाल फरक केवळ १० मिनिटांचा असतो. त्यामुळे, सिमेंट हायड्रेशन नियंत्रित करण्यासाठी रेणवीय वजन हा एक महत्त्वाचा मापदंड नाही.

सेल्युलोज इथरचा मंदन प्रभाव त्याच्या रासायनिक संरचनेवर अवलंबून असतो, आणि सर्वसाधारण कल असा निष्कर्ष काढतो की, MHEC च्या बाबतीत, मिथायलेशनची पातळी जितकी जास्त असेल, तितका सेल्युलोज इथरचा मंदन प्रभाव कमी असतो. याव्यतिरिक्त, हायड्रोफिलिक प्रतिस्थापनाचा (जसे की HEC चे प्रतिस्थापन) मंदन प्रभाव हा हायड्रोफोबिक प्रतिस्थापनाच्या (जसे की MH, MHEC, MHPC चे प्रतिस्थापन) मंदन प्रभावापेक्षा अधिक तीव्र असतो. सेल्युलोज इथरच्या मंदन प्रभावावर मुख्यत्वे दोन घटकांचा परिणाम होतो: प्रतिस्थापक गटांचा प्रकार आणि प्रमाण.

आमच्या पद्धतशीर प्रयोगांमधून असेही आढळून आले की, टाइल चिकटवण्याच्या पदार्थांच्या यांत्रिक शक्तीमध्ये प्रतिस्थापकांच्या प्रमाणाची महत्त्वाची भूमिका असते. आम्ही टाइल चिकटवण्याच्या पदार्थांमध्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात प्रतिस्थापना असलेल्या HPMC च्या कामगिरीचे मूल्यांकन केले आणि वेगवेगळ्या क्युरिंग परिस्थितींमध्ये विविध गट असलेल्या सेल्युलोज इथर्सचा टाइल चिकटवण्याच्या पदार्थांच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर होणारा परिणाम तपासला.

चाचणीमध्ये, आपण HPMC चा विचार करतो, जे एक संयुक्त इथर आहे, म्हणून आपल्याला दोन्ही चित्रे एकत्र ठेवावी लागतील. HPMC साठी, त्याची पाण्यात विरघळण्याची क्षमता आणि प्रकाश पारगम्यता सुनिश्चित करण्यासाठी विशिष्ट प्रमाणात शोषणाची आवश्यकता असते. आपल्याला माहित आहे की प्रतिस्थापकांचे प्रमाण HPMC चे जेल तापमान देखील ठरवते, जे HPMC चे वापराचे वातावरण देखील ठरवते. अशा प्रकारे, सामान्यतः लागू होणारे HPMC चे गट प्रमाण देखील एका मर्यादेत निश्चित केले जाते. या मर्यादेत, सर्वोत्तम परिणाम साधण्यासाठी मेथॉक्सी आणि हायड्रॉक्सीप्रोपॉक्सीचे संयोजन कसे करावे, हा आमच्या संशोधनाचा विषय आहे. आकृती २ दर्शवते की एका विशिष्ट मर्यादेत, मेथॉक्सिल गटांच्या प्रमाणात वाढ झाल्याने खेचून काढण्याच्या शक्तीमध्ये घट होते, तर हायड्रॉक्सीप्रोपॉक्सील गटांच्या प्रमाणात वाढ झाल्याने खेचून काढण्याच्या शक्तीमध्ये वाढ होते. उघडण्याच्या तासांसाठी देखील असाच परिणाम दिसून येतो.

उघड्या वेळेच्या परिस्थितीत यांत्रिक शक्तीमधील बदलाचा कल हा सामान्य तापमानाच्या परिस्थितीतल्या बदलाच्या कलानुसार सुसंगत असतो. उच्च मेथॉक्सिल (DS) प्रमाण आणि कमी हायड्रॉक्सीप्रोपॉक्सिल (MS) प्रमाण असलेल्या HPMC मध्ये फिल्मची चांगली कणखरता असते, परंतु त्याचा ओल्या मोर्टारच्या पदार्थाच्या ओलावा शोषण्याच्या गुणधर्मांवर उलट परिणाम होतो.