कोरड्या मिश्रित मोर्टारमध्ये सेल्युलोज इथरची भूमिका काय असते?

सेल्युलोज इथर हे रासायनिक बदल करून कच्च्या मालाच्या रूपात नैसर्गिक सेल्युलोजपासून बनवलेले एक कृत्रिम पॉलिमर आहे. सेल्युलोज इथर हे नैसर्गिक सेल्युलोजचे व्युत्पन्न आहे, सेल्युलोज इथर उत्पादन आणि कृत्रिम पॉलिमर वेगळे आहे, त्याची सर्वात मूलभूत सामग्री सेल्युलोज आहे, नैसर्गिक पॉलिमर संयुगे. नैसर्गिक सेल्युलोज रचनेच्या विशिष्टतेमुळे, सेल्युलोजमध्येच इथरिफायिंग एजंटशी प्रतिक्रिया करण्याची क्षमता नसते. परंतु सूज एजंटच्या उपचारानंतर, आण्विक साखळ्या आणि साखळ्यांमधील मजबूत हायड्रोजन बंध नष्ट झाले आणि हायड्रॉक्सिल गटाची क्रिया प्रतिक्रिया क्षमतेसह अल्कली सेल्युलोजमध्ये सोडली गेली आणि सेल्युलोज इथर इथरिफायिंग एजंट - OH गटाच्या - OR गटात प्रतिक्रियेद्वारे प्राप्त झाले.

सेल्युलोज इथरचे गुणधर्म सबस्टिट्यूएंट्सच्या प्रकार, संख्या आणि वितरणावर अवलंबून असतात. सेल्युलोज इथरचे वर्गीकरण सबस्टिट्यूएंट्सच्या प्रकारावर देखील आधारित असते, इथरिफिकेशनची डिग्री, विद्राव्यता आणि संबंधित अनुप्रयोगाचे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. आण्विक साखळीवरील सबस्टिट्यूएंट्सच्या प्रकारानुसार, ते एकल इथर आणि मिश्र इथरमध्ये विभागले जाऊ शकते. MC सहसा एकल इथर म्हणून वापरले जाते, तर HPmc एक मिश्र इथर आहे. मिथाइल सेल्युलोज इथर एमसी हे हायड्रॉक्सिलवरील एक नैसर्गिक सेल्युलोज ग्लुकोज युनिट आहे जे मेथॉक्साइड आहे जे उत्पादन संरचना सूत्र [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X ने बदलले आहे, हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज इथर HPmc हे हायड्रॉक्सिलवरील एक युनिट आहे जे मेथॉक्साइड बदललेल्या उत्पादनाचा भाग आहे, हायड्रॉक्सीप्रोपाइल बदललेल्या उत्पादनाचा दुसरा भाग आहे, स्ट्रक्चरल फॉर्म्युला [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X आणि हायड्रॉक्सीथिल मिथाइल सेल्युलोज इथर HEMc आहे, जे बाजारात मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते आणि विकले जाते.

विद्राव्यतेनुसार आयनिक प्रकार आणि नॉन-आयनिक प्रकारात विभागता येते. पाण्यात विरघळणारे नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर हे प्रामुख्याने अल्काइल इथर आणि हायड्रॉक्सिल अल्काइल इथर या दोन प्रकारच्या प्रकारांपासून बनलेले असते. आयनिक सीएमसी प्रामुख्याने सिंथेटिक डिटर्जंट, कापड, छपाई, अन्न आणि पेट्रोलियम शोषणात वापरले जाते. नॉन-आयनिक एमसी, एचपीएमसी, एचईएमसी आणि इतर प्रामुख्याने बांधकाम साहित्य, लेटेक्स कोटिंग्ज, औषध, दैनंदिन रसायनशास्त्र आणि इतर पैलूंमध्ये वापरले जाते. जाड करणारे एजंट, पाणी धारणा एजंट, स्टेबलायझर, डिस्पर्संट, फिल्म फॉर्मिंग एजंट म्हणून.

सेल्युलोज इथर पाणी धारणा

बांधकाम साहित्याच्या उत्पादनात, विशेषतः कोरड्या मिश्रित मोर्टारमध्ये, सेल्युलोज इथर एक अपूरणीय भूमिका बजावते, विशेषतः विशेष मोर्टार (सुधारित मोर्टार) च्या उत्पादनात, हा एक अपरिहार्य भाग आहे.

मोर्टारमध्ये पाण्यात विरघळणाऱ्या सेल्युलोज इथरची महत्त्वाची भूमिका प्रामुख्याने तीन पैलूंवर अवलंबून असते, एक म्हणजे उत्कृष्ट पाणी धारणा क्षमता, दुसरे म्हणजे मोर्टार सुसंगतता आणि थिक्सोट्रॉपीचा प्रभाव आणि तिसरे म्हणजे सिमेंटशी संवाद.

सेल्युलोज इथरचे पाणी धारणा, हायड्रोस्कोपिकिटीच्या आधारावर, मोर्टारची रचना, मोर्टार थराची जाडी, मोर्टार पाण्याची मागणी, संक्षेपण सामग्रीचे संक्षेपण वेळ यावर अवलंबून असते. सेल्युलोज इथरचे पाणी धारणा सेल्युलोज इथरच्या विद्राव्यता आणि निर्जलीकरणातून येते. हे सर्वज्ञात आहे की सेल्युलोज आण्विक साखळ्यांमध्ये मोठ्या प्रमाणात हायड्रेटेड OH गट असले तरी, त्यांच्या अत्यंत स्फटिकासारखे रचनेमुळे ते पाण्यात अघुलनशील असतात. केवळ हायड्रॉक्सिल गटांची हायड्रेशन क्षमता मजबूत इंटरमॉलिक्युलर हायड्रोजन बंध आणि व्हॅन डेर वाल्स बलांसाठी पैसे देण्यासाठी पुरेशी नाही. जेव्हा सबस्टिट्यूएंट्स आण्विक साखळीत आणले जातात, तेव्हा सबस्टिट्यूएंट्स केवळ हायड्रोजन साखळी नष्ट करत नाहीत तर लगतच्या साखळ्यांमधील सबस्टिट्यूएंट्सच्या वेजिंगमुळे इंटरचेन हायड्रोजन बंध देखील तुटतात. सबस्टिट्यूएंट्स जितके मोठे असतील तितके रेणूंमधील अंतर जास्त असेल. हायड्रोजन बॉन्ड इफेक्टचा नाश, सेल्युलोज जाळीचा विस्तार, सेल्युलोज इथरमधील द्रावण पाण्यात विरघळते, उच्च स्निग्धता द्रावण तयार होते. तापमान वाढत असताना, पॉलिमरचे हायड्रेशन कमी होते आणि साखळ्यांमधील पाणी बाहेर काढले जाते. जेव्हा डिहायड्रेटिंग प्रभाव पुरेसा असतो, तेव्हा रेणू एकत्र होऊ लागतात आणि जेल त्रिमितीय नेटवर्कमध्ये दुमडले जाते. मोर्टारच्या पाणी धारणावर परिणाम करणारे घटक म्हणजे सेल्युलोज इथरची चिकटपणा, डोस, कणांची सूक्ष्मता आणि सेवा तापमान.

सेल्युलोज इथरची चिकटपणा जितकी जास्त असेल तितकी पाणी धारणा कार्यक्षमता आणि पॉलिमर द्रावणाची चिकटपणा चांगली असेल. पॉलिमरचे आण्विक वजन (पॉलिमरायझेशनची डिग्री) देखील साखळीच्या आण्विक संरचनेच्या लांबी आणि आकारविज्ञानाद्वारे निर्धारित केले जाते आणि घटकांच्या संख्येचे वितरण थेट चिकटपणा श्रेणीवर परिणाम करते. [eta] = किमी अल्फा

पॉलिमर द्रावणांची अंतर्गत चिकटपणा

एम पॉलिमर आण्विक वजन

α पॉलिमर वैशिष्ट्यपूर्ण स्थिरांक

K स्निग्धता द्रावण गुणांक

पॉलिमर द्रावणाची चिकटपणा पॉलिमरच्या आण्विक वजनावर अवलंबून असते. सेल्युलोज इथर द्रावणाची चिकटपणा आणि एकाग्रता विविध अनुप्रयोगांशी संबंधित आहे. म्हणून, प्रत्येक सेल्युलोज इथरमध्ये अनेक भिन्न चिकटपणाची वैशिष्ट्ये असतात, चिकटपणाचे नियमन देखील प्रामुख्याने अल्कली सेल्युलोजच्या ऱ्हासाद्वारे होते, म्हणजेच सेल्युलोज आण्विक साखळीचे फ्रॅक्चर साध्य करण्यासाठी.

कणांच्या आकारासाठी, कण जितका बारीक असेल तितका पाण्याचा साठा चांगला असतो. सेल्युलोज इथरचे मोठे कण पाण्याशी संपर्कात येतात, पृष्ठभाग ताबडतोब विरघळतो आणि पाण्याचे रेणू आत प्रवेश करण्यापासून रोखण्यासाठी पदार्थ गुंडाळण्यासाठी एक जेल तयार करतो, कधीकधी बराच वेळ ढवळल्याने ते समान रीतीने विरघळू शकत नाही, चिखलाचे फ्लोक्युलंट द्रावण किंवा समूह तयार होतो. सेल्युलोज इथर निवडण्यासाठी सेल्युलोज इथरची विद्राव्यता हा एक घटक आहे.

सेल्युलोज इथरचे जाड होणे आणि थिक्सोट्रॉपी

सेल्युलोज इथरचा दुसरा परिणाम - जाड होणे यावर अवलंबून असते: सेल्युलोज इथर पॉलिमरायझेशन डिग्री, द्रावणाची एकाग्रता, कातरणे दर, तापमान आणि इतर परिस्थिती. द्रावणाचा जेलेशन गुणधर्म अल्काइल सेल्युलोज आणि त्याच्या सुधारित डेरिव्हेटिव्ह्जसाठी अद्वितीय आहे. जेलेशन वैशिष्ट्ये प्रतिस्थापनाची डिग्री, द्रावणाची एकाग्रता आणि अॅडिटीव्हजशी संबंधित आहेत. हायड्रॉक्सिल अल्काइल सुधारित डेरिव्हेटिव्ह्जसाठी, जेल गुणधर्म हायड्रॉक्सिल अल्काइल सुधारण्याच्या डिग्रीशी देखील संबंधित आहेत. कमी स्निग्धता MC आणि HPmc च्या द्रावण एकाग्रतेसाठी 10%-15% एकाग्रता द्रावण तयार केले जाऊ शकते, मध्यम स्निग्धता MC आणि HPmc 5%-10% द्रावण तयार केले जाऊ शकते आणि उच्च स्निग्धता MC आणि HPmc फक्त 2%-3% द्रावण तयार केले जाऊ शकते आणि सहसा सेल्युलोज इथरची स्निग्धता देखील 1%-2% द्रावणाने श्रेणीबद्ध केली जाते. उच्च आण्विक वजन सेल्युलोज इथर जाडसर कार्यक्षमता, द्रावणाची समान एकाग्रता, वेगवेगळ्या आण्विक वजनाच्या पॉलिमरमध्ये वेगवेगळी चिकटपणा असते, चिकटपणा आणि आण्विक वजन खालीलप्रमाणे व्यक्त करता येते, [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, DPn ही उच्च सरासरी पॉलिमरायझेशन डिग्री आहे. लक्ष्य चिकटपणा साध्य करण्यासाठी कमी आण्विक वजन सेल्युलोज इथरमध्ये अधिक जोडावे लागते. त्याची चिकटपणा कमी प्रमाणात कातरण्याच्या दरावर अवलंबून असते, लक्ष्य चिकटपणा साध्य करण्यासाठी उच्च चिकटपणा, कमी जोडण्यासाठी आवश्यक असलेली रक्कम, चिकटपणा जाड होण्याच्या कार्यक्षमतेवर अवलंबून असते. म्हणून, एक विशिष्ट सुसंगतता प्राप्त करण्यासाठी, विशिष्ट प्रमाणात सेल्युलोज इथर (द्रावणाची एकाग्रता) आणि द्रावणाची चिकटपणा हमी दिली पाहिजे. द्रावणाच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्याने द्रावणाचे जेलेशन तापमान रेषीयरित्या कमी झाले आणि विशिष्ट एकाग्रतेपर्यंत पोहोचल्यानंतर खोलीच्या तपमानावर जेलेशन झाले. खोलीच्या तपमानावर HPmc मध्ये उच्च जेलेशन एकाग्रता असते.

वेगवेगळ्या प्रमाणात बदल असलेले कण आकार आणि सेल्युलोज इथर निवडून देखील सुसंगतता समायोजित केली जाऊ शकते. तथाकथित बदल म्हणजे MC च्या सांगाड्याच्या रचनेवर विशिष्ट प्रमाणात प्रतिस्थापनामध्ये हायड्रॉक्सिल अल्काइल गटाचा परिचय. दोन पर्यायांच्या सापेक्ष प्रतिस्थापन मूल्यांमध्ये बदल करून, म्हणजेच मेथॉक्सी आणि हायड्रॉक्सिल गटांच्या DS आणि MS सापेक्ष प्रतिस्थापन मूल्यांमध्ये बदल करून. दोन प्रकारच्या पर्यायांच्या सापेक्ष प्रतिस्थापन मूल्यांमध्ये बदल करून सेल्युलोज इथरचे विविध गुणधर्म आवश्यक आहेत.

सुसंगतता आणि बदल यांच्यातील संबंध. आकृती ५ मध्ये, सेल्युलोज इथरची भर पडल्याने मोर्टारच्या पाण्याच्या वापरावर परिणाम होतो आणि पाणी आणि सिमेंटचे पाणी-बाइंडर गुणोत्तर बदलते, जे जाड होण्याचा परिणाम आहे. डोस जितका जास्त असेल तितका जास्त पाण्याचा वापर.

पावडरीच्या बांधकाम साहित्यात वापरले जाणारे सेल्युलोज इथर थंड पाण्यात लवकर विरघळले पाहिजेत आणि सिस्टमला योग्य सुसंगतता प्रदान करतात. जर दिलेला कातरणेचा दर अजूनही फ्लोक्युलंट आणि कोलाइडल असेल तर ते निकृष्ट किंवा निकृष्ट दर्जाचे उत्पादन आहे.

सिमेंट स्लरी सुसंगतता आणि सेल्युलोज इथरच्या डोसमध्ये एक चांगला रेषीय संबंध देखील आहे, सेल्युलोज इथर मोर्टारची चिकटपणा मोठ्या प्रमाणात वाढवू शकतो, डोस जितका जास्त असेल तितका परिणाम अधिक स्पष्ट होईल.

उच्च स्निग्धता असलेल्या सेल्युलोज इथर जलीय द्रावणात उच्च थिक्सोट्रॉपी असते, जी सेल्युलोज इथरच्या वैशिष्ट्यांपैकी एक आहे. एमसी प्रकारच्या पॉलिमरच्या जलीय द्रावणांमध्ये सहसा स्यूडोप्लास्टिक, नॉन-थिक्सोट्रॉपिक फ्लुइडिटी त्यांच्या जेल तापमानापेक्षा कमी असते, परंतु कमी कातरण्याच्या दराने न्यूटोनियन प्रवाह गुणधर्म असतात. सेल्युलोज इथरच्या आण्विक वजनात किंवा एकाग्रतेत वाढ झाल्याने स्यूडोप्लास्टिकिटी वाढते आणि ते सबस्टिट्यूंट प्रकार आणि डिग्रीपासून स्वतंत्र असते. म्हणून, समान स्निग्धता ग्रेडचे सेल्युलोज इथर, मग ते एमसी, एचपीएमसी किंवा एचईएमसी असोत, जोपर्यंत एकाग्रता आणि तापमान स्थिर राहते तोपर्यंत नेहमीच समान रिओलॉजिकल गुणधर्म दर्शवतात. जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा स्ट्रक्चरल जेल तयार होते आणि उच्च थिक्सोट्रॉपिक प्रवाह होतो. उच्च एकाग्रता आणि कमी स्निग्धता असलेले सेल्युलोज इथर जेल तापमानापेक्षाही थिक्सोट्रॉपी प्रदर्शित करतात. हा गुणधर्म बिल्डिंग मोर्टारच्या बांधकामासाठी खूप फायदेशीर आहे जेणेकरून त्याचा प्रवाह आणि प्रवाह लटकणारा गुणधर्म समायोजित करता येईल. येथे हे स्पष्ट करणे आवश्यक आहे की सेल्युलोज इथरची स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितकी पाण्याची धारणा चांगली असेल, परंतु स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितकी सेल्युलोज इथरचे सापेक्ष आण्विक वजन जास्त असेल, त्याच्या विद्राव्यतेत संबंधित घट होईल, ज्याचा मोर्टारच्या एकाग्रतेवर आणि बांधकाम कामगिरीवर नकारात्मक परिणाम होतो. स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितका मोर्टारचा जाड होण्याचा परिणाम अधिक स्पष्ट होईल, परंतु तो पूर्ण प्रमाणात संबंध नाही. ओल्या मोर्टारची संरचनात्मक ताकद सुधारण्यात काही कमी स्निग्धता, परंतु सुधारित सेल्युलोज इथरची कामगिरी अधिक उत्कृष्ट असते, स्निग्धता वाढल्याने, सेल्युलोज इथरचे पाणी धारणा सुधारते.