सेल्युलोज इथरच्या गुणवत्तेवर मोर्टारची गुणवत्ता अवलंबून असते.

तयार मोर्टारमध्ये, जोडण्याचे प्रमाणसेल्युलोज इथरयाचे प्रमाण खूप कमी आहे, परंतु ते ओल्या मोर्टारची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते आणि मोर्टारच्या बांधकाम कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारा हा एक मुख्य पदार्थ आहे. विविध प्रकारच्या, वेगवेगळ्या स्निग्धता असलेल्या, वेगवेगळ्या कणांच्या आकाराच्या, स्निग्धतेच्या वेगवेगळ्या पातळ्या असलेल्या आणि वेगवेगळ्या प्रमाणात टाकलेल्या सेल्युलोज इथर्सची योग्य निवड केल्यास कोरड्या पावडर मोर्टारची कार्यक्षमता सुधारण्यावर सकारात्मक परिणाम होईल.

सध्या, अनेक बांधकाम आणि प्लास्टरिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या मोर्टारमध्ये पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी असते आणि काही मिनिटे स्थिर राहिल्यानंतर पाण्याची स्लरी वेगळी होते. पाणी धरून ठेवणे हा मिथाइल सेल्युलोज इथरचा एक महत्त्वाचा गुणधर्म आहे आणि अनेक देशांतर्गत ड्राय-मिक्स मोर्टार उत्पादक, विशेषतः जास्त तापमान असलेल्या दक्षिण भागातील 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.

१. संकल्पना

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.

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. आण्विक साखळीवरील प्रतिस्थापकांच्या प्रकारानुसार, त्याचे मोनोइथर आणि मिश्र इथरमध्ये विभाजन केले जाऊ शकते. आपण सामान्यतः मोनोइथर म्हणून MC आणि मिश्र इथर म्हणून PMC वापरतो. मिथाइल सेल्युलोज इथर (MC) हे नैसर्गिक सेल्युलोजच्या ग्लुकोज युनिटवरील हायड्रॉक्सिल गटाच्या जागी मिथोक्सी गट प्रतिस्थापित केल्यावर मिळणारे उत्पादन आहे. हे एक असे उत्पादन आहे जे युनिटवरील हायड्रॉक्सिल गटाच्या एका भागाला मिथोक्सी गटाने आणि दुसऱ्या भागाला हायड्रॉक्सीप्रोपाइल गटाने प्रतिस्थापित करून मिळवले जाते. याचे संरचनात्मक सूत्र [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x आहे. हायड्रॉक्सीइथाइल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HEMC) 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, पीएमसी, 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.

२. सेल्युलोज इथरची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता

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: एक म्हणजे उत्कृष्ट पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता, दुसरे म्हणजे मोर्टारच्या सुसंगततेवर आणि थिक्सोट्रॉपीवर होणारा प्रभाव, आणि तिसरे म्हणजे सिमेंटसोबतची आंतरक्रिया. सेल्युलोज इथरचा पाणी धरून ठेवण्याचा परिणाम हा बेस लेयरच्या पाणी शोषणावर, मोर्टारच्या रचनेवर, मोर्टारच्या थराच्या जाडीवर, मोर्टारच्या पाण्याच्या गरजेवर आणि सेटिंग मटेरियलच्या सेटिंग वेळेवर अवलंबून असतो. सेल्युलोज इथरची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता ही त्याच्या स्वतःच्या विद्राव्यतेतून आणि निर्जलीकरणातून येते. आपल्या सर्वांना माहीत आहे की, जरी सेल्युलोजच्या रेणू साखळीत मोठ्या संख्येने उच्च हायड्रेटेबल OH गट असले तरी, ते पाण्यात विरघळत नाही, कारण सेल्युलोजच्या संरचनेत उच्च प्रमाणात स्फटिकता असते.

केवळ हायड्रॉक्सिल गटांची जलयोजन क्षमता रेणूंमधील मजबूत हायड्रोजन बंध आणि व्हॅन डर वाल्स बलांना भेदण्यासाठी पुरेशी नसते. त्यामुळे, ते फक्त फुगते पण पाण्यात विरघळत नाही. जेव्हा रेणूंच्या 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 विस्तारल्यावर आणि द्रावण आत शिरल्यावर सेल्युलोज इथर पाण्यात विरघळणारे बनते आणि उच्च-स्निग्धतेचे द्रावण तयार होते. जेव्हा तापमान वाढते, तेव्हा पॉलिमरचे जलयोजन कमकुवत होते आणि साखळ्यांमधील पाणी बाहेर ढकलले जाते. जेव्हा निर्जलीकरणाचा परिणाम पुरेसा होतो, तेव्हा रेणू एकत्र येऊ लागतात, ज्यामुळे एक त्रिमितीय जाळीदार रचना असलेला जेल तयार होतो आणि तो पसरतो. मोर्टारच्या पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेवर परिणाम करणाऱ्या घटकांमध्ये सेल्युलोज इथरची स्निग्धता, टाकलेले प्रमाण, कणांचा बारीकपणा आणि वापराचे तापमान यांचा समावेश होतो.

सेल्युलोज इथरची स्निग्धता जितकी जास्त असते, तितकी त्याची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता चांगली असते. स्निग्धता हा MC च्या कार्यक्षमतेचा एक महत्त्वाचा मापदंड आहे. सध्या, वेगवेगळे MC उत्पादक MC ची स्निग्धता मोजण्यासाठी वेगवेगळ्या पद्धती आणि उपकरणे वापरतात. हाके रोटोविस्को, हॉपलर, उबेलोहडे आणि ब्रुकफील्ड या प्रमुख पद्धती आहेत. एकाच उत्पादनासाठी, वेगवेगळ्या पद्धतींनी मोजलेले स्निग्धतेचे निकाल खूप भिन्न असतात आणि काहींमध्ये तर दुप्पट फरक असतो. म्हणून, स्निग्धतेची तुलना करताना, तापमान, रोटर इत्यादींचा समावेश असलेल्या समान चाचणी पद्धतींमध्येच ती केली पाहिजे.

सर्वसाधारणपणे, स्निग्धता जितकी जास्त असते, तितका पाणी धरून ठेवण्याचा प्रभाव चांगला असतो. तथापि, स्निग्धता जितकी जास्त असते आणि MC चे आण्विक वजन जितके जास्त असते, तितकीच त्याच्या विद्राव्यतेमध्ये होणारी घट मोर्टारच्या मजबुतीवर आणि बांधकाम कामगिरीवर नकारात्मक परिणाम करते. स्निग्धता जितकी जास्त असते, तितका मोर्टारवर घट्ट होण्याचा प्रभाव अधिक स्पष्ट दिसतो, परंतु हे थेट प्रमाणात नसते. स्निग्धता जितकी जास्त असते, तितका ओला मोर्टार अधिक चिकट होतो, म्हणजेच, बांधकामादरम्यान, तो स्क्रॅपरला चिकटतो आणि मूळ पृष्ठभागाला अधिक घट्ट चिकटून राहतो. परंतु यामुळे ओल्या मोर्टारची स्वतःची संरचनात्मक मजबुती वाढण्यास मदत होत नाही. बांधकामादरम्यान, तो खाली न झुकण्याची कामगिरी स्पष्ट दिसत नाही. याउलट, काही मध्यम आणि कमी स्निग्धता असलेले सुधारित मिथाइल सेल्युलोज इथर्स ओल्या मोर्टारची संरचनात्मक मजबुती सुधारण्यात उत्कृष्ट कामगिरी करतात.

मोर्टारमध्ये मिसळलेल्या सेल्युलोज इथरचे प्रमाण जितके जास्त असेल, तितकी पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता चांगली असते आणि त्याची चिकटपणा जितकी जास्त असेल, तितकी पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता चांगली असते.

कणांच्या आकाराबद्दल बोलायचे झाल्यास, कण जेवढे बारीक असतील, तेवढी पाण्याची धारणाशक्ती चांगली असते. सेल्युलोज इथरचे मोठे कण पाण्याच्या संपर्कात आल्यावर, त्यांचा पृष्ठभाग त्वरित विरघळतो आणि एक जेल तयार करतो, जे त्या पदार्थाला वेढून टाकते आणि पाण्याच्या रेणूंना आत शिरण्यापासून रोखते. कधीकधी, बराच वेळ ढवळूनही ते एकसमानपणे विखुरले आणि विरघळले जात नाही, ज्यामुळे एक गढूळ, गुठळ्यायुक्त द्रावण किंवा गुठळ्या तयार होतात. याचा सेल्युलोज इथरच्या पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेवर मोठा परिणाम होतो आणि विद्राव्यता हा सेल्युलोज इथर निवडण्यामागील एक महत्त्वाचा घटक आहे.

मिथाइल सेल्युलोज इथरसाठी सूक्ष्मता हा देखील एक महत्त्वाचा कार्यप्रदर्शन निर्देशांक आहे. कोरड्या पावडर मोर्टारसाठी वापरण्यात येणारी एमसी (MC) पावडर स्वरूपात असणे आवश्यक आहे, ज्यात पाण्याचे प्रमाण कमी असते, आणि सूक्ष्मतेच्या बाबतीतही २०% ते ६०% कणांचा आकार ६३ मायक्रॉनपेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. सूक्ष्मतेचा परिणाम मिथाइल सेल्युलोज इथरच्या विद्राव्यतेवर होतो. जाडसर एमसी सामान्यतः दाणेदार असते आणि ती गुठळ्या न होता पाण्यात सहज विरघळते, परंतु विरघळण्याचा दर खूप मंद असतो, त्यामुळे ती कोरड्या पावडर मोर्टारमध्ये वापरण्यासाठी योग्य नाही. कोरड्या पावडर मोर्टारमध्ये, एमसी ही खडी, बारीक फिलर आणि सिमेंट यांसारख्या सिमेंटिंग सामग्रीमध्ये विखुरलेली असते, आणि केवळ पुरेशी बारीक पावडरच पाण्यात मिसळताना मिथाइल सेल्युलोज इथरच्या गुठळ्या होणे टाळू शकते. जेव्हा गुठळ्या विरघळवण्यासाठी एमसी पाण्यात मिसळली जाते, तेव्हा ती विखुरणे आणि विरघळणे खूप कठीण होते.

एमसीची (MC) जाडसर बारीकपणा केवळ अपव्ययच करत नाही, तर मोर्टारची स्थानिक ताकदही कमी करतो. जेव्हा असा कोरडा पावडर मोर्टार मोठ्या क्षेत्रावर वापरला जातो, तेव्हा स्थानिक कोरड्या पावडर मोर्टारचा क्युरिंगचा वेग लक्षणीयरीत्या कमी होतो आणि क्युरिंग कालावधी भिन्न असल्यामुळे भेगा पडतात. यांत्रिक बांधकामासाठी फवारलेल्या मोर्टारमध्ये, कमी मिश्रण वेळेमुळे बारीकपणाची आवश्यकता जास्त असते. एमसीच्या बारीकपणाचा त्याच्या पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेवरही निश्चित परिणाम होतो. सर्वसाधारणपणे, समान स्निग्धता परंतु भिन्न बारीकपणा असलेल्या मिथाइल सेल्युलोज इथर्ससाठी, समान प्रमाणात मिसळल्यास, जेवढे जास्त बारीक तेवढे पाणी धरून ठेवण्याचा परिणाम चांगला असतो.

MC ची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता वापरलेल्या तापमानाशी देखील संबंधित आहे, आणि तापमान वाढल्याने मिथाइल सेल्युलोज इथरची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी होते. तथापि, प्रत्यक्ष सामग्रीच्या वापरामध्ये, अनेक वातावरणांमध्ये, जसे की उन्हाळ्यात उन्हात बाह्य भिंतींचे पुट्टी प्लास्टरिंग करताना, कोरडा पावडर मोर्टार अनेकदा उच्च तापमानात (४० अंशांपेक्षा जास्त) गरम पृष्ठभागांवर लावला जातो, ज्यामुळे सिमेंटचे क्युरिंग आणि कोरड्या पावडर मोर्टारचे घट्ट होणे अनेकदा वेगवान होते. पाणी धरून ठेवण्याच्या दरातील घटीमुळे कार्यक्षमता आणि तडे जाण्यास होणारा प्रतिकार या दोन्हींवर परिणाम झाल्याचे स्पष्टपणे जाणवते, आणि या परिस्थितीत तापमान घटकांचा प्रभाव कमी करणे विशेषतः महत्त्वाचे ठरते.

जरीमिथाइल हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज इथरसध्या ॲडिटिव्ह्ज (additives) हे तांत्रिक विकासात आघाडीवर मानले जात असले तरी, तापमानावर अवलंबून असल्यामुळे कोरड्या पावडर मोर्टारची कार्यक्षमता कमी होते. मिथाइल हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोजचे प्रमाण वाढवले ​​तरी (समर फॉर्म्युला), त्याची कार्यक्षमता आणि तडे-प्रतिरोधकता वापराच्या गरजा पूर्ण करू शकत नाही. MC वर काही विशेष प्रक्रिया करून, जसे की इथरिफिकेशनची पातळी वाढवणे इत्यादी, उच्च तापमानातही पाणी धरून ठेवण्याचा परिणाम टिकवून ठेवता येतो, जेणेकरून ते कठीण परिस्थितीत उत्तम कार्यक्षमता देऊ शकेल.