मोर्टारमध्ये सेल्युलोज इथरचे कार्य

सेल्युलोज इथर हे नैसर्गिक सेल्युलोजपासून रासायनिक बदलाद्वारे बनवलेले एक कृत्रिम पॉलिमर आहे. सेल्युलोज इथर हे नैसर्गिक सेल्युलोजचे एक व्युत्पन्न आहे. सेल्युलोज इथरचे उत्पादन कृत्रिम पॉलिमरपेक्षा वेगळे असते. त्याचा सर्वात मूलभूत घटक सेल्युलोज आहे, जे एक नैसर्गिक पॉलिमर संयुग आहे. नैसर्गिक सेल्युलोजच्या संरचनेच्या विशिष्टतेमुळे, सेल्युलोजमध्ये स्वतः इथरीफिकेशन एजंट्ससोबत अभिक्रिया करण्याची क्षमता नसते. तथापि, सूज आणणाऱ्या एजंटच्या प्रक्रियेनंतर, रेणूंच्या साखळ्यांमधील आणि शृंखलेमधील मजबूत हायड्रोजन बंध नष्ट होतात आणि हायड्रॉक्सिल गटाच्या सक्रिय मुक्ततेमुळे एक प्रतिक्रियाशील अल्कली सेल्युलोज तयार होतो, ज्यामुळे सेल्युलोज इथर प्राप्त होतो.

रेडी मिक्स मोर्टारमध्ये सेल्युलोज इथरचे प्रमाण खूप कमी असते, परंतु ते ओल्या मोर्टारची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते आणि मोर्टारच्या बांधकाम कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारा हा एक मुख्य घटक आहे. विविध प्रकारच्या, वेगवेगळ्या स्निग्धता असलेल्या, वेगवेगळ्या कणांच्या आकाराच्या आणि वेगवेगळ्या प्रमाणात वापरल्या जाणाऱ्या सेल्युलोज इथरची योग्य निवड केल्यास कोरड्या पावडर मोर्टारची कार्यक्षमता सुधारण्यावर सकारात्मक परिणाम होईल. सध्या, अनेक बांधकाम आणि प्लास्टरिंग मोर्टारमध्ये पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी असते आणि काही मिनिटे तसेच ठेवल्यावर पाण्याची स्लरी वेगळी होते.

पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता हा मिथाइल सेल्युलोज इथरचा एक महत्त्वाचा गुणधर्म आहे, आणि अनेक देशांतर्गत ड्राय-मिक्स मोर्टार उत्पादक, विशेषतः उच्च तापमान असलेल्या दक्षिणेकडील प्रदेशांतील उत्पादक, या गुणधर्माकडे लक्ष देतात. ड्राय-मिक्स मोर्टारच्या पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेवर परिणाम करणाऱ्या घटकांमध्ये मिसळलेल्या MC चे प्रमाण, MC ची चिकटपणा, कणांचा बारीकपणा आणि वापराच्या वातावरणाचे तापमान यांचा समावेश होतो.

सेल्युलोज इथरचे गुणधर्म प्रतिस्थापकांच्या प्रकार, संख्या आणि वितरणावर अवलंबून असतात. सेल्युलोज इथरचे वर्गीकरण प्रतिस्थापकांचे प्रकार, इथरीफिकेशनची पातळी, विद्राव्यता आणि संबंधित उपयोजन गुणधर्मांवर देखील आधारित आहे. रेणू साखळीवरील प्रतिस्थापकांच्या प्रकारानुसार, त्याचे मोनोइथर आणि मिश्र इथरमध्ये विभाजन केले जाऊ शकते. आपण सामान्यतः वापरत असलेला MC हा मोनोइथर आहे, आणि HPMC हा मिश्र इथर आहे. नैसर्गिक सेल्युलोजच्या ग्लुकोज एककावरील हायड्रॉक्सिल गटाच्या जागी मिथोक्सी गट प्रतिस्थापित केल्यावर मिथाईल सेल्युलोज इथर (MC) हे उत्पादन मिळते. त्याचे संरचनात्मक सूत्र [COH7O2(OH)3-h(OCH3)h ]x आहे. युनिटवरील हायड्रॉक्सिल गटाच्या एका भागाची जागा मेथॉक्सी गटाने आणि दुसऱ्या भागाची जागा हायड्रॉक्सीप्रोपिल गटाने घेतली जाते, संरचनात्मक सूत्र [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x इथिल मेथिल सेल्युलोज इथर (HEMC) आहे, हे बाजारात मोठ्या प्रमाणावर वापरले आणि विकले जाणारे मुख्य प्रकार आहेत.

विद्राव्यतेनुसार, त्याचे आयनिक आणि नॉन-आयनिक असे वर्गीकरण करता येते. पाण्यात विरघळणारे नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर्स प्रामुख्याने अल्काइल इथर्स आणि हायड्रॉक्सिअल्काइल इथर्स या दोन श्रेणींनी बनलेले असतात. आयनिक सीएमसीचा वापर प्रामुख्याने संश्लेषित डिटर्जंट्स, कापड छपाई आणि रंगाई, अन्न आणि तेल उत्खननामध्ये होतो. नॉन-आयनिक एमसी, एचपीएमसी, एचईएमसी इत्यादींचा वापर प्रामुख्याने बांधकाम साहित्य, लेटेक्स कोटिंग्ज, औषध, दैनंदिन रसायने इत्यादींमध्ये घट्टपणा आणणारे, पाणी धरून ठेवणारे, स्थिरीकारक, विखुरणारे आणि फिल्म तयार करणारे घटक म्हणून केला जातो.

सेल्युलोज इथरची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता: बांधकाम साहित्याच्या उत्पादनात, विशेषतः कोरड्या पावडर मोर्टारमध्ये, सेल्युलोज इथर एक अपरिहार्य भूमिका बजावते, विशेषतः विशेष मोर्टारच्या (सुधारित मोर्टार) उत्पादनात, तो एक अपरिहार्य आणि महत्त्वाचा घटक आहे. मोर्टारमधील पाण्यात विरघळणाऱ्या सेल्युलोज इथरच्या महत्त्वाच्या भूमिकेचे मुख्यत्वे तीन पैलू आहेत:

१. उत्कृष्ट पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता
२. मोर्टारच्या सुसंगततेवर आणि थिक्सोट्रॉपीवर होणारा परिणाम
३. सिमेंटसोबतची आंतरक्रिया.

सेल्युलोज इथरचा पाणी धरून ठेवण्याचा प्रभाव हा बेस लेयरच्या पाणी शोषणावर, मोर्टारच्या रचनेवर, मोर्टारच्या थराच्या जाडीवर, मोर्टारच्या पाण्याच्या गरजेवर आणि सेटिंग मटेरियलच्या सेट होण्याच्या वेळेवर अवलंबून असतो. सेल्युलोज इथरचा पाणी धरून ठेवण्याचा गुणधर्म हा त्याच्या स्वतःच्या विद्राव्यतेतून आणि निर्जलीकरणातून येतो. आपल्या सर्वांना माहीत आहे की, जरी सेल्युलोजच्या रेणू साखळीत मोठ्या संख्येने अत्यंत जलयुक्त होणारे OH गट असले तरी, ते पाण्यात विरघळत नाही, कारण सेल्युलोजच्या संरचनेत स्फटिकमयतेचे प्रमाण जास्त असते. केवळ हायड्रॉक्सिल गटांची जलयुक्त होण्याची क्षमता रेणूंमधील मजबूत हायड्रोजन बंध आणि व्हॅन डर वाल्स बलांना झाकण्यासाठी पुरेशी नसते. त्यामुळे, ते फक्त फुगते पण पाण्यात विरघळत नाही. जेव्हा रेणू साखळीत एक प्रतिस्थापक (substituent) समाविष्ट केला जातो, तेव्हा तो प्रतिस्थापक केवळ हायड्रोजन साखळीच नष्ट करत नाही, तर लगतच्या साखळ्यांमध्ये त्याच्या घुसण्यामुळे आंतरसाखळी हायड्रोजन बंध देखील नष्ट होतात. प्रतिस्थापक जितका मोठा असतो, तितके रेणूंमधील अंतर जास्त असते. हायड्रोजन बंध नष्ट करण्याचा परिणाम जितका जास्त असतो, तितकेच सेल्युलोज जाळी विस्तारते आणि द्रावण आत शिरते, ज्यामुळे सेल्युलोज इथर पाण्यात विरघळते आणि उच्च-स्निग्धतेचे द्रावण तयार होते. तापमान वाढल्यावर, पॉलिमरचे जलयोजन कमकुवत होते आणि साखळ्यांमधील पाणी बाहेर ढकलले जाते. जेव्हा निर्जलीकरणाचा परिणाम पुरेसा होतो, तेव्हा रेणू एकत्र येऊ लागतात, ज्यामुळे त्रिमितीय जाळीदार संरचनेचा जेल तयार होतो आणि तो पसरतो.