W gotowej zaprawie ilość dodanego składnikaeter celulozyJest on bardzo niski, ale może znacząco poprawić parametry mokrej zaprawy i jest głównym dodatkiem wpływającym na jej właściwości konstrukcyjne. Rozsądny dobór eterów celulozy o różnych odmianach, o różnej lepkości, różnej wielkości cząstek, różnym stopniu lepkości i dodanych ilościach będzie miał pozytywny wpływ na poprawę parametrów suchej zaprawy proszkowej.
Obecnie wiele zapraw murarskich i tynkarskich charakteryzuje się niską retencją wody, a zawiesina wodna ulega rozwarstwieniu po kilku minutach odstania. Retencja wody jest ważną cechą eteru metylocelulozy, na którą zwraca uwagę wielu krajowych producentów zapraw suchych, zwłaszcza w regionach południowych o wysokich temperaturach. Czynniki wpływające na retencję wody w zaprawie suchej to m.in. ilość dodanego MC, jego lepkość, stopień rozdrobnienia cząstek oraz temperatura otoczenia.
1. Koncepcja
Eter celulozowy to syntetyczny polimer wytwarzany z naturalnej celulozy poprzez modyfikację chemiczną. Eter celulozowy jest pochodną naturalnej celulozy. Produkcja eteru celulozowego różni się od produkcji polimerów syntetycznych. Jego podstawowym składnikiem jest celuloza, naturalny związek polimerowy. Ze względu na specyficzną strukturę naturalnej celulozy, sama celuloza nie reaguje z czynnikami eteryfikującymi. Jednak po obróbce czynnikiem spulchniającym silne wiązania wodorowe między łańcuchami cząsteczkowymi i łańcuchami ulegają zniszczeniu, a aktywne uwalnianie grupy hydroksylowej przekształca się w reaktywną alkalicelulozę. Uzyskaj eter celulozowy.
Właściwości eterów celulozy zależą od rodzaju, liczby i rozmieszczenia podstawników. Klasyfikacja eterów celulozy opiera się również na rodzaju podstawników, stopniu eteryfikacji, rozpuszczalności i powiązanych właściwościach aplikacyjnych. Zgodnie z rodzajem podstawników w łańcuchu cząsteczkowym, etery można podzielić na monoetery i etery mieszane. Zwykle używamy MC jako monoeteru, a PMC jako etery mieszane. Eter metylocelulozy MC jest produktem po zastąpieniu grupy hydroksylowej w jednostce glukozy naturalnej celulozy grupą metoksylową. Jest to produkt uzyskany przez zastąpienie części grupy hydroksylowej w jednostce grupą metoksylową, a innej części grupą hydroksypropylową. Wzór strukturalny to [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Eter hydroksyetylometylocelulozy HEMC, są to główne odmiany szeroko stosowane i sprzedawane na rynku.
Pod względem rozpuszczalności można je podzielić na jonowe i niejonowe. Rozpuszczalne w wodzie niejonowe etery celulozy składają się głównie z dwóch serii eterów alkilowych i hydroksyalkilowych. Jonowe CMC są stosowane głównie w detergentach syntetycznych, drukowaniu i barwieniu tekstyliów, przemyśle spożywczym i wydobyciu ropy naftowej. Niejonowe MC, PMC, HEMC itp. są stosowane głównie w materiałach budowlanych, powłokach lateksowych, lekach, chemikaliach codziennego użytku itp. Stosowane są jako zagęszczacz, środek zatrzymujący wodę, stabilizator, dyspergator i środek błonotwórczy.
2. Retencja wody przez eter celulozy
Retencja wody przez eter celulozowy: W produkcji materiałów budowlanych, zwłaszcza zapraw w proszku, eter celulozowy odgrywa niezastąpioną rolę, zwłaszcza w produkcji zapraw specjalnych (modyfikowanych) jest niezbędnym i ważnym składnikiem.
Istotna rola rozpuszczalnego w wodzie eteru celulozy w zaprawie ma trzy główne aspekty: po pierwsze, doskonałą zdolność retencji wody, po drugie, wpływ na konsystencję i tiksotropię zaprawy, a po trzecie, interakcję z cementem. Efekt retencji wody przez eter celulozy zależy od absorpcji wody przez warstwę bazową, składu zaprawy, grubości warstwy zaprawy, zapotrzebowania zaprawy na wodę oraz czasu wiązania materiału wiążącego. Retencja wody przez sam eter celulozy wynika z rozpuszczalności i odwodnienia samego eteru celulozy. Jak wiadomo, chociaż łańcuch cząsteczkowy celulozy zawiera dużą liczbę wysoce uwodnionych grup OH, nie rozpuszcza się on w wodzie, ponieważ struktura celulozy charakteryzuje się wysokim stopniem krystaliczności.
Sama zdolność hydratacyjna grup hydroksylowych nie wystarcza do pokrycia silnych wiązań wodorowych i sił van der Waalsa między cząsteczkami. Dlatego polimer jedynie pęcznieje, ale nie rozpuszcza się w wodzie. Wprowadzenie podstawnika do łańcucha cząsteczkowego powoduje nie tylko zniszczenie łańcucha wodorowego, ale również zniszczenie wiązania wodorowego między łańcuchami z powodu klinowania podstawnika między sąsiednimi łańcuchami. Im większy podstawnik, tym większa odległość między cząsteczkami. Im większy jest efekt niszczenia wiązań wodorowych, tym eter celulozy staje się rozpuszczalny w wodzie po rozszerzeniu sieci celulozowej i wniknięciu roztworu, tworząc roztwór o wysokiej lepkości. Wraz ze wzrostem temperatury hydratacja polimeru słabnie, a woda między łańcuchami jest wypierana. Gdy efekt dehydratacji jest wystarczający, cząsteczki zaczynają agregować, tworząc trójwymiarową strukturę sieciową, która ulega żelowaniu i rozkładaniu. Czynniki wpływające na retencję wody w zaprawie obejmują lepkość eteru celulozowego, jego dodaną ilość, grubość cząstek i temperaturę stosowania.
Im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody. Lepkość jest ważnym parametrem wydajności MC. Obecnie różni producenci MC stosują różne metody i instrumenty do pomiaru lepkości MC. Głównymi metodami są Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde i Brookfield. Dla tego samego produktu wyniki pomiaru lepkości mierzone różnymi metodami są bardzo różne, a niektóre nawet dwukrotnie odbiegają od siebie. Dlatego porównując lepkość, należy przeprowadzać pomiary przy użyciu tych samych metod, w tym temperatury, wirnika itp.
Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa lepkość, tym lepszy efekt retencji wody. Jednak im wyższa lepkość i wyższa masa cząsteczkowa MC, tym odpowiadający temu spadek jego rozpuszczalności będzie miał negatywny wpływ na wytrzymałość i właściwości konstrukcyjne zaprawy. Im wyższa lepkość, tym bardziej widoczny jest efekt zagęszczania zaprawy, ale nie jest on wprost proporcjonalny. Im wyższa lepkość, tym bardziej lepka będzie mokra zaprawa, co oznacza, że podczas budowy objawia się to przywieraniem do skrobaka i wysoką przyczepnością do podłoża. Jednak zwiększenie wytrzymałości strukturalnej samej mokrej zaprawy nie jest pomocne. Podczas budowy działanie przeciwspływowe nie jest oczywiste. Wręcz przeciwnie, niektóre etery metylocelulozy o średniej i niskiej lepkości, ale modyfikowane metylocelulozy mają doskonałe właściwości poprawiające wytrzymałość strukturalną mokrej zaprawy.
Im większa ilość eteru celulozowego dodana do zaprawy, tym lepsze właściwości retencji wody, a im wyższa lepkość, tym lepsze właściwości retencji wody.
Jeśli chodzi o wielkość cząstek, im drobniejsza cząsteczka, tym lepsza retencja wody. Po zetknięciu się dużych cząstek eteru celulozy z wodą, powierzchnia natychmiast rozpuszcza się i tworzy żel, który otacza materiał, zapobiegając dalszej infiltracji cząsteczek wody. Czasami nie można go równomiernie rozproszyć i rozpuścić nawet po długotrwałym mieszaniu, tworząc mętny, kłaczkowaty roztwór lub aglomerację. Ma to znaczący wpływ na retencję wody przez eter celulozy, a rozpuszczalność jest jednym z czynników decydujących o wyborze eteru celulozy.
Drobność jest również ważnym wskaźnikiem wydajności eteru metylocelulozy. MC używany do suchej zaprawy proszkowej musi być proszkiem o niskiej zawartości wody, a drobność wymaga również, aby 20%–60% wielkości cząstek było mniejsze niż 63 μm. Drobność wpływa na rozpuszczalność eteru metylocelulozy. Gruboziarnisty MC jest zazwyczaj ziarnisty i łatwo rozpuszcza się w wodzie bez tworzenia aglomeratów, ale szybkość rozpuszczania jest bardzo powolna, dlatego nie nadaje się do stosowania w suchej zaprawie proszkowej. W suchej zaprawie MC jest rozproszony pomiędzy materiałami wiążącymi, takimi jak kruszywo, drobny wypełniacz i cement, i tylko wystarczająco drobny proszek może zapobiec aglomeracji eteru metylocelulozy podczas mieszania z wodą. Po dodaniu MC do wody w celu rozpuszczenia aglomeratów, bardzo trudno jest go rozproszyć i rozpuścić.
Zbyt duże rozdrobnienie MC nie tylko powoduje straty, ale także obniża lokalną wytrzymałość zaprawy. W przypadku zastosowania takiej suchej zaprawy proszkowej na dużej powierzchni, szybkość jej utwardzania ulegnie znacznemu zmniejszeniu, a z powodu różnic w czasie utwardzania pojawią się pęknięcia. W przypadku zaprawy natryskowej o konstrukcji mechanicznej wymagania dotyczące rozdrobnienia są wyższe ze względu na krótszy czas mieszania. Rozdrobnienie MC ma również pewien wpływ na retencję wody. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku eterów metylocelulozy o tej samej lepkości, ale różnym rozdrobnieniu, przy tej samej ilości dodanej, im drobniejsze, tym lepszy efekt retencji wody.
Retencja wody w MC jest również związana z zastosowaną temperaturą, a retencja wody w eterze metylocelulozy maleje wraz ze wzrostem temperatury. Jednak w rzeczywistych zastosowaniach materiałowych, sucha zaprawa proszkowa jest często nakładana na gorące podłoża w wysokich temperaturach (powyżej 40 stopni Celsjusza) w wielu środowiskach, takich jak tynkowanie zewnętrznych ścian szpachlowych w słońcu latem, co często przyspiesza utwardzanie cementu i twardnienie suchej zaprawy proszkowej. Spadek retencji wody prowadzi do oczywistego wniosku, że zarówno urabialność, jak i odporność na pękanie ulegają pogorszeniu, a szczególnie istotne jest ograniczenie wpływu czynników temperaturowych w tych warunkach.
Chociażeter metylohydroksyetylocelulozyDodatki są obecnie uważane za jeden z najnowocześniejszych środków w rozwoju technologicznym, jednak ich zależność od temperatury nadal będzie prowadzić do osłabienia właściwości zaprawy proszkowej. Pomimo zwiększenia ilości metylohydroksyetylocelulozy (formuła letnia), urabialność i odporność na pękanie nadal nie spełniają wymagań użytkowych. Dzięki specjalnej obróbce MC, takiej jak zwiększenie stopnia eteryfikacji itp., efekt retencji wody można utrzymać w wyższej temperaturze, co zapewnia lepszą wydajność w trudnych warunkach.
Czas publikacji: 28-04-2024