Hydroxypropylmetylcelulóza

Prehľad: označuje sa ako HPMC, biely alebo sivobiely vláknitý alebo granulovaný prášok. Existuje mnoho druhov celulózy a sú široko používané, ale my sa obraciame najmä na zákazníkov v priemysle suchých práškových stavebných materiálov. Najbežnejšou celulózou je hypromelóza.

Výrobný proces: Hlavné suroviny HPMC: rafinovaná bavlna, metylchlorid, propylénoxid, ďalšie suroviny zahŕňajú vločkové alkálie, kyseliny, toluén, izopropanol atď. Rafinovaná bavlnená celulóza sa ošetrí alkalickým roztokom pri teplote 35 – 40 °C počas pol hodiny, stlačí sa, rozomelie sa a nechá sa správne zrieť pri teplote 35 °C tak, aby priemerný stupeň polymerizácie získaného alkalického vlákna bol v požadovanom rozsahu. Alkalické vlákna sa vložia do éterifikačného kotla, postupne sa pridá propylénoxid a metylchlorid a éterifikujú sa pri teplote 50 – 80 °C počas 5 hodín s maximálnym tlakom približne 1,8 MPa. Potom sa do horúcej vody s teplotou 90 °C pridá príslušné množstvo kyseliny chlorovodíkovej a kyseliny šťaveľovej, aby sa materiál premyl a zväčšil sa jeho objem. Dehydratuje sa centrifugáciou. Premýva sa do neutrálnej reakcie a keď je obsah vlhkosti v materiáli menší ako 60 %, suší sa prúdom horúceho vzduchu pri teplote 130 °C na menej ako 5 %. Funkcia: zadržiavanie vody, zahusťovanie, tixotropná úprava proti stekaniu, prevzdušňovacia spracovateľnosť, spomaľovanie tuhnutia.

Zadržiavanie vody: Zadržiavanie vody je najdôležitejšou vlastnosťou éteru celulózy! Pri výrobe sadrovej malty a iných materiálov je použitie éteru celulózy nevyhnutné. Vysoká zadržiavanie vody umožňuje plne reagovať medzi cementovým popolom a vápenatým sadrom (čím úplnejšie reakcia prebieha, tým väčšia je pevnosť). Za rovnakých podmienok platí, že čím vyššia je viskozita éteru celulózy, tým lepšia je zadržiavanie vody (rozdiel viskozity nad 100 000 sa zužuje); čím vyššie je dávkovanie, tým lepšia je zadržiavanie vody, zvyčajne malé množstvo éteru celulózy môže výrazne zlepšiť výkon malty. Rýchlosť zadržiavania vody: keď obsah dosiahne určitú úroveň, trend zvyšovania rýchlosti zadržiavania vody sa spomaľuje; rýchlosť zadržiavania vody v éteri celulózy sa zvyčajne znižuje so zvyšujúcou sa teplotou okolia, ale niektoré étery celulózy s vysokým obsahom gélu majú tiež lepší výkon pri vysokých teplotách. Zadržiavanie vody. Vzájomná difúzia medzi molekulami vody a molekulárnymi reťazcami éteru celulózy umožňuje molekulám vody vstúpiť do vnútra makromolekulárnych reťazcov éteru celulózy a získať silnú väzbovú silu, čím sa vytvára voľná voda, viaže sa voda a zlepšuje sa zadržiavanie vody v cementovej kaši.

Zahusťovanie, tixotropia a proti stekaniu: dodáva mokrej malte vynikajúcu viskozitu! Môže výrazne zvýšiť priľnavosť medzi mokrou maltou a základnou vrstvou a zlepšiť protistekavosť malty. Zahusťovací účinok éterov celulózy tiež zvyšuje odolnosť voči disperzii a homogenitu čerstvo zmiešaných materiálov, čím zabraňuje delaminácii, segregácii a krvácaniu materiálu. Zahusťovací účinok éterov celulózy na materiály na báze cementu pochádza z viskozity roztokov éterov celulózy. Za rovnakých podmienok platí, že čím vyššia je viskozita éteru celulózy, tým lepšia je viskozita modifikovaného materiálu na báze cementu, ale ak je viskozita príliš vysoká, ovplyvní to tekutosť a spracovateľnosť materiálu (napríklad lepkavá murárska lyžica a škrabka). Samonivelačná malta a samozhutňovací betón, ktoré vyžadujú vysokú tekutosť, vyžadujú nízku viskozitu éteru celulózy. Okrem toho zahusťovací účinok éteru celulózy zvýši spotrebu vody materiálov na báze cementu a zvýši výťažnosť malty. Vodný roztok éteru celulózy s vysokou viskozitou má vysokú tixotropiu, čo je tiež hlavnou charakteristikou éteru celulózy. Vodné roztoky celulózy majú vo všeobecnosti pseudoplastické, netixotropné vlastnosti toku pod teplotou ich gélu, ale Newtonovské vlastnosti toku pri nízkych šmykových rýchlostiach. Pseudoplasticita sa zvyšuje so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou alebo koncentráciou éteru celulózy. Pri zvyšovaní teploty sa tvoria štrukturálne gély a dochádza k vysokému tixotropnému toku. Étery celulózy s vysokou koncentráciou a nízkou viskozitou vykazujú tixotropiu aj pod teplotou gélu. Táto vlastnosť je veľmi prospešná pri konštrukcii stavebnej malty na úpravu jej nivelácie a stekania. Treba tu poznamenať, že čím vyššia je viskozita éteru celulózy, tým lepšia je retencia vody, ale čím vyššia je viskozita, tým vyššia je relatívna molekulová hmotnosť éteru celulózy a zodpovedajúci pokles jeho rozpustnosti, čo má negatívny vplyv na koncentráciu a spracovateľnosť malty.

Príčina: Éter celulózy má zjavný prevzdušňovací účinok na čerstvé materiály na báze cementu. Éter celulózy má hydrofilnú skupinu (hydroxylovú skupinu, éterovú skupinu) aj hydrofóbnu skupinu (metylovú skupinu, glukózový kruh), je povrchovo aktívna látka, má povrchovú aktivitu, a preto má prevzdušňovací účinok. Prevzdušňovací účinok éteru celulózy vyvolá „guľovitý“ efekt, ktorý môže zlepšiť pracovný výkon čerstvo zmiešaného materiálu, napríklad zvýšiť plasticitu a hladkosť malty počas prevádzky, čo je prospešné pre pokládku malty; tiež zvýši výstup malty, čím sa znížia náklady na výrobu malty; ale zvýši pórovitosť vytvrdeného materiálu a zníži jeho mechanické vlastnosti, ako je pevnosť a modul pružnosti. Ako povrchovo aktívna látka má éter celulózy aj zmáčací alebo mazací účinok na častice cementu, čo spolu s prevzdušňovacím účinkom zvyšuje tekutosť materiálov na báze cementu, ale jeho zahusťovací účinok tekutosť znižuje. Účinok tečenia je kombináciou plastifikačných a zahusťovacích účinkov. Keď je obsah éteru celulózy veľmi nízky, prejavuje sa to hlavne ako plastifikačný alebo vodoredukčný účinok; keď je obsah vysoký, zahusťovací účinok éteru celulózy sa rýchlo zvyšuje a jeho prevzdušňovací účinok má tendenciu byť nasýtený, takže sa zvyšuje výkon. Zahusťovací účinok alebo zvýšená potreba vody.

Spomalenie tuhnutia: Éter celulózy môže spomaliť proces hydratácie cementu. Étery celulózy dodávajú malte rôzne prospešné vlastnosti a tiež znižujú uvoľňovanie tepla z cementu pri skoršej hydratácii a spomaľujú kinetický proces hydratácie cementu. To je nepriaznivé pre použitie malty v chladných oblastiach. Toto spomalenie je spôsobené adsorpciou molekúl éteru celulózy na hydratačné produkty, ako sú CSH a Ca(OH)2. V dôsledku zvýšenej viskozity roztoku v póroch éter celulózy znižuje mobilitu iónov v roztoku, čím sa spomaľuje proces hydratácie. Čím vyššia je koncentrácia éteru celulózy v minerálnom gélovom materiáli, tým výraznejší je účinok spomalenia hydratácie. Étery celulózy nielen spomaľujú tuhnutie, ale aj spomaľujú proces tvrdnutia cementovej malty. Spomalovací účinok éteru celulózy závisí nielen od jeho koncentrácie v minerálnom gélovom systéme, ale aj od chemickej štruktúry. Čím vyšší je stupeň metylácie HEMC, tým lepší je retardačný účinok éteru celulózy. Spomalovací účinok je silnejší. Viskozita éteru celulózy má však malý vplyv na kinetiku hydratácie cementu. So zvyšujúcim sa obsahom éteru celulózy sa výrazne zvyšuje čas tuhnutia malty. Medzi počiatočným časom tuhnutia malty a obsahom éteru celulózy existuje dobrá nelineárna korelácia a konečný čas tuhnutia má dobrú lineárnu koreláciu s obsahom éteru celulózy. Zmenou obsahu éteru celulózy môžeme regulovať čas tuhnutia malty. V produkte zohráva úlohu zadržiavania vody, zahusťovania, oneskorenia hydratačnej schopnosti cementu a zlepšenia stavebných vlastností. Dobrá schopnosť zadržiavania vody umožňuje komplexnejšiu reakciu cementu, sadry a vápnika, výrazne zvyšuje viskozitu za mokra, zlepšuje pevnosť spoja malty a zároveň môže vhodne zlepšiť pevnosť v ťahu a šmyku, čím výrazne zlepšuje stavebný efekt a efektivitu práce. Nastaviteľný čas. Zlepšuje striekaciu alebo čerpateľnú maltu, ako aj štrukturálnu pevnosť. V samotnom procese aplikácie je potrebné určiť typ, viskozitu a množstvo celulózy podľa rôznych produktov, stavebných zvyklostí a prostredia.