పొడి మిశ్రమ మోర్టార్‌లో సెల్యులోజ్ ఈథర్ పాత్ర ఏమిటి?

సెల్యులోజ్ ఈథర్ అనేది సహజ సెల్యులోజ్‌ను ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించి రసాయన మార్పుల ద్వారా తయారు చేయబడిన ఒక కృత్రిమ పాలిమర్. సెల్యులోజ్ ఈథర్ సహజ సెల్యులోజ్ యొక్క ఉత్పన్నం, సెల్యులోజ్ ఈథర్ ఉత్పత్తి మరియు కృత్రిమ పాలిమర్ తయారీకి తేడా ఉంటుంది, దీని అత్యంత ప్రాథమిక పదార్థం సెల్యులోజ్ మరియు సహజ పాలిమర్ సమ్మేళనాలు. సహజ సెల్యులోజ్ నిర్మాణం యొక్క ప్రత్యేకత కారణంగా, సెల్యులోజ్‌కు స్వయంగా ఈథరిఫైయింగ్ ఏజెంట్‌తో చర్య జరిపే సామర్థ్యం ఉండదు. కానీ స్వెల్లింగ్ ఏజెంట్‌తో చర్య జరిపిన తర్వాత, అణు శృంఖలాలు మరియు గొలుసుల మధ్య ఉన్న బలమైన హైడ్రోజన్ బంధాలు నాశనమవుతాయి, మరియు హైడ్రాక్సిల్ సమూహం యొక్క క్రియాశీలత చర్య జరిపే సామర్థ్యం గల క్షార సెల్యులోజ్‌లోకి విడుదలవుతుంది, మరియు ఈథరిఫైయింగ్ ఏజెంట్ యొక్క —OH సమూహం —OR సమూహంగా చర్య జరపడం ద్వారా సెల్యులోజ్ ఈథర్ లభిస్తుంది.

సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ల ధర్మాలు ప్రతిక్షేపకాల రకం, సంఖ్య మరియు పంపిణీపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ప్రతిక్షేపకాల రకం, ఈథరీకరణ స్థాయి, ద్రావణీయత మరియు సంబంధిత అనువర్తనం ఆధారంగా కూడా సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ను వర్గీకరించవచ్చు. అణు శృంఖలంపై ఉన్న ప్రతిక్షేపకాల రకాన్ని బట్టి, దీనిని ఏక ఈథర్ మరియు మిశ్రమ ఈథర్‌గా విభజించవచ్చు. MCని సాధారణంగా ఏక ఈథర్‌గా ఉపయోగిస్తారు, అయితే HPmc ఒక మిశ్రమ ఈథర్. మిథైల్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ MC అనేది సహజ సెల్యులోజ్‌లోని గ్లూకోజ్ యూనిట్‌లో హైడ్రాక్సిల్ స్థానంలో మెథాక్సైడ్‌ను ప్రతిక్షేపించడం ద్వారా ఏర్పడే ఉత్పత్తి, దీని నిర్మాణ ఫార్ములా [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X. హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ HPmc అనేది ఒక యూనిట్‌లోని హైడ్రాక్సిల్‌లో కొంత భాగాన్ని మెథాక్సైడ్‌తో, మరో భాగాన్ని హైడ్రాక్సీప్రొపైల్‌తో ప్రతిక్షేపించడం ద్వారా ఏర్పడే ఉత్పత్తి, దీని నిర్మాణ ఫార్ములా [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X. మరియు హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ HEmc, ఇది మార్కెట్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు విక్రయించబడుతుంది.

ద్రావణీయతను బట్టి వీటిని అయానిక రకం మరియు అయానిక-రహిత రకంగా విభజించవచ్చు. నీటిలో కరిగే అయానిక-రహిత సెల్యులోజ్ ఈథర్ ప్రధానంగా ఆల్కైల్ ఈథర్ మరియు హైడ్రాక్సిల్ ఆల్కైల్ ఈథర్ అనే రెండు శ్రేణుల రకాలను కలిగి ఉంటుంది. అయానిక Cmc ప్రధానంగా సింథటిక్ డిటర్జెంట్, వస్త్ర, ముద్రణ, ఆహార మరియు పెట్రోలియం వెలికితీత రంగాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. అయానిక-రహిత MC, HPmc, HEmc మరియు ఇతరాలు ప్రధానంగా నిర్మాణ సామగ్రి, లేటెక్స్ పూతలు, వైద్యం, రోజువారీ రసాయన శాస్త్రం మరియు ఇతర అంశాలలో ఉపయోగించబడతాయి. వీటిని చిక్కదనాన్ని పెంచే కారకంగా, నీటిని నిలుపుకునే కారకంగా, స్థిరీకరణ కారకంగా, విక్షేపణ కారకంగా, పొరను ఏర్పరిచే కారకంగా వాడతారు.

సెల్యులోజ్ ఈథర్ నీటి నిలుపుదల

భవన నిర్మాణ సామగ్రి ఉత్పత్తిలో, ముఖ్యంగా పొడి మిశ్రమ మోర్టార్ తయారీలో, సెల్యులోజ్ ఈథర్ ఒక అనివార్యమైన పాత్రను పోషిస్తుంది, ప్రత్యేకించి ప్రత్యేక మోర్టార్ (మాడిఫైడ్ మోర్టార్) ఉత్పత్తిలో ఇది ఒక తప్పనిసరి భాగం.

మోర్టార్‌లో నీటిలో కరిగే సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క ముఖ్యమైన పాత్రకు ప్రధానంగా మూడు అంశాలు ఉన్నాయి, ఒకటి అద్భుతమైన నీటి నిలుపుదల సామర్థ్యం, ​​రెండవది మోర్టార్ యొక్క చిక్కదనం మరియు థిక్సోట్రోపీపై దాని ప్రభావం, మరియు మూడవది సిమెంట్‌తో దాని పరస్పర చర్య.

సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క జల నిలుపుదల సామర్థ్యం, ​​దాని జలశోషణ ఆధారం, మోర్టార్ కూర్పు, మోర్టార్ పొర మందం, మోర్టార్ నీటి అవసరం, మరియు ఘనీభవన పదార్థం యొక్క ఘనీభవన సమయం వంటి అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క జల నిలుపుదల సామర్థ్యం, ​​దాని ద్రావణీయత మరియు నిర్జలీకరణం నుండి వస్తుంది. సెల్యులోజ్ అణు గొలుసులలో అధిక సంఖ్యలో అధికంగా జలీకరణం చెందిన OH సమూహాలు ఉన్నప్పటికీ, వాటి అత్యంత స్ఫటికాకార నిర్మాణం కారణంగా అవి నీటిలో కరగవని అందరికీ తెలిసిన విషయమే. బలమైన అంతర అణు హైడ్రోజన్ బంధాలు మరియు వాన్ డెర్ వాల్స్ బలాలను భర్తీ చేయడానికి కేవలం హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల జలీకరణ సామర్థ్యం మాత్రమే సరిపోదు. అణు గొలుసులోకి ప్రతిక్షేపకాలను ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, ఆ ప్రతిక్షేపకాలు హైడ్రోజన్ గొలుసును నాశనం చేయడమే కాకుండా, ప్రక్క ప్రక్క గొలుసుల మధ్య ప్రతిక్షేపకాలు ఇరుక్కుపోవడం వలన అంతర గొలుసు హైడ్రోజన్ బంధాలు కూడా విచ్ఛిన్నమవుతాయి. ప్రతిక్షేపకాలు ఎంత పెద్దవిగా ఉంటే, అణువుల మధ్య దూరం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. హైడ్రోజన్ బంధ ప్రభావం ఎంత ఎక్కువగా విచ్ఛిన్నమైతే, సెల్యులోజ్ లాటిస్ అంత విస్తరిస్తుంది, సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లోని ద్రావణం నీటిలో కరుగుతుంది, అధిక స్నిగ్ధత గల ద్రావణం ఏర్పడుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ, పాలిమర్ యొక్క జలీకరణం తగ్గి, గొలుసుల మధ్య ఉన్న నీరు బయటకు వెళ్ళిపోతుంది. నిర్జలీకరణ ప్రభావం తగినంతగా ఉన్నప్పుడు, అణువులు ఒకచోట చేరడం ప్రారంభించి, జెల్ త్రిమితీయ వలయంగా విచ్చుకుంటుంది. మోర్టార్ యొక్క నీటి నిలుపుదల సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలలో సెల్యులోజ్ ఈథర్ స్నిగ్ధత, మోతాదు, కణాల సూక్ష్మత మరియు వినియోగ ఉష్ణోగ్రత ఉన్నాయి.

సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క స్నిగ్ధత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, పాలిమర్ ద్రావణం యొక్క జల నిలుపుదల పనితీరు అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. పాలిమర్ యొక్క అణుభారం (పాలిమరైజేషన్ స్థాయి) కూడా దాని గొలుసు యొక్క అణు నిర్మాణ పొడవు మరియు స్వరూపం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, మరియు ప్రతిక్షేపకాల సంఖ్య యొక్క పంపిణీ స్నిగ్ధత పరిధిని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. [ఈటా] = Km ఆల్ఫా

పాలిమర్ ద్రావణాల అంతర్గత స్నిగ్ధత

M పాలిమర్ అణుభారం

α పాలిమర్ లక్షణ స్థిరాంకం

K స్నిగ్ధత ద్రావణ గుణకం

పాలిమర్ ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత పాలిమర్ యొక్క అణుభారంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సెల్యులోజ్ ఈథర్ ద్రావణాల స్నిగ్ధత మరియు గాఢత వివిధ అనువర్తనాలకు సంబంధించినవి. అందువల్ల, ప్రతి సెల్యులోజ్ ఈథర్‌కు అనేక విభిన్న స్నిగ్ధత నిర్దేశాలు ఉంటాయి, స్నిగ్ధత నియంత్రణ కూడా ప్రధానంగా క్షార సెల్యులోజ్ యొక్క క్షీణత ద్వారా, అంటే సెల్యులోజ్ అణు గొలుసును విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా సాధించబడుతుంది.

కణ పరిమాణం విషయానికి వస్తే, కణం ఎంత సూక్ష్మంగా ఉంటే, నీటిని నిలుపుకునే సామర్థ్యం అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క పెద్ద కణాలు నీటితో సంపర్కంలోకి వచ్చినప్పుడు, వాటి ఉపరితలం వెంటనే కరిగిపోయి, నీటి అణువులు లోపలికి చొచ్చుకుపోకుండా నిరోధించడానికి పదార్థాన్ని చుట్టేసే ఒక జెల్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. కొన్నిసార్లు ఎక్కువసేపు కలిపినా అది సమానంగా కరగదు, ఫలితంగా బురదలాంటి మెత్తటి ద్రావణం లేదా ముద్దలాంటిది ఏర్పడుతుంది. సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ను ఎంచుకోవడానికి దాని ద్రావణీయత ఒక ముఖ్యమైన అంశం.

సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క చిక్కబడటం మరియు థిక్సోట్రోపీ

సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క రెండవ ప్రభావం - చిక్కబడటం అనేది సెల్యులోజ్ ఈథర్ పాలిమరైజేషన్ స్థాయి, ద్రావణ గాఢత, షియర్ రేటు, ఉష్ణోగ్రత మరియు ఇతర పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ద్రావణం యొక్క జెలేషన్ లక్షణం ఆల్కైల్ సెల్యులోజ్ మరియు దాని సవరించిన ఉత్పన్నాలకు ప్రత్యేకమైనది. జెలేషన్ లక్షణాలు ప్రతిక్షేపణ స్థాయి, ద్రావణ గాఢత మరియు సంకలితాలకు సంబంధించినవి. హైడ్రాక్సిల్ ఆల్కైల్ సవరించిన ఉత్పన్నాల విషయంలో, జెల్ లక్షణాలు హైడ్రాక్సిల్ ఆల్కైల్ సవరణ స్థాయికి కూడా సంబంధించినవి. తక్కువ స్నిగ్ధత గల MC మరియు HPmc ద్రావణాలను 10%-15% గాఢతతో, మధ్యస్థ స్నిగ్ధత గల MC మరియు HPmc ద్రావణాలను 5%-10% గాఢతతో మరియు అధిక స్నిగ్ధత గల MC మరియు HPmc ద్రావణాలను కేవలం 2%-3% గాఢతతో మాత్రమే తయారు చేయవచ్చు. సాధారణంగా, సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క స్నిగ్ధత కూడా 1%-2% ద్రావణంగా శ్రేణీకరించబడి ఉంటుంది. అధిక అణుభారం గల సెల్యులోజ్ ఈథర్ చిక్కదనాన్ని పెంచే పదార్థం యొక్క సామర్థ్యం, ​​ఒకే ద్రావణ గాఢత వద్ద, వేర్వేరు అణుభారం గల పాలిమర్‌లు వేర్వేరు స్నిగ్ధతను కలిగి ఉంటాయి, స్నిగ్ధత మరియు అణుభారాన్ని ఈ క్రింది విధంగా వ్యక్తీకరించవచ్చు, [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, ఇక్కడ DPn అనేది అధిక సగటు పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ. లక్షిత స్నిగ్ధతను సాధించడానికి తక్కువ అణుభారం గల సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ను ఎక్కువగా కలపాలి. దీని స్నిగ్ధత షియర్ రేటుపై తక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది, లక్షిత స్నిగ్ధతను సాధించడానికి, తక్కువ పరిమాణంలో కలపవలసి ఉంటుంది, స్నిగ్ధత చిక్కదనాన్ని పెంచే సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఒక నిర్దిష్ట చిక్కదనాన్ని సాధించడానికి, ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణంలో సెల్యులోజ్ ఈథర్ (ద్రావణ గాఢత) మరియు ద్రావణ స్నిగ్ధత ఉండేలా చూసుకోవాలి. ద్రావణ గాఢత పెరిగే కొద్దీ ద్రావణం యొక్క జెలేషన్ ఉష్ణోగ్రత సరళంగా తగ్గుతుంది, మరియు ఒక నిర్దిష్ట గాఢతకు చేరుకున్న తర్వాత గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద జెలేషన్ జరుగుతుంది. HPmc గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద అధిక జెలేషన్ గాఢతను కలిగి ఉంటుంది.

కణ పరిమాణాన్ని మరియు వివిధ స్థాయిలలో మార్పులు చేసిన సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లను ఎంచుకోవడం ద్వారా కూడా స్థిరత్వాన్ని సర్దుబాటు చేయవచ్చు. ఈ మార్పు అనగా MC యొక్క అస్థిపంజర నిర్మాణంలో ఒక నిర్దిష్ట స్థాయి ప్రతిక్షేపణలో హైడ్రాక్సిల్ ఆల్కైల్ సమూహాన్ని ప్రవేశపెట్టడం. రెండు ప్రతిక్షేపకాల సాపేక్ష ప్రతిక్షేపణ విలువలను, అనగా మెథాక్సీ మరియు హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల యొక్క DS మరియు MS సాపేక్ష ప్రతిక్షేపణ విలువలను మార్చడం ద్వారా ఇది జరుగుతుంది. రెండు రకాల ప్రతిక్షేపకాల సాపేక్ష ప్రతిక్షేపణ విలువలను మార్చడం ద్వారా సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క వివిధ ధర్మాలు అవసరమవుతాయి.

స్థిరత్వానికి మరియు మార్పుకు మధ్య ఉన్న సంబంధం. పటం 5లో, సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ను కలపడం వల్ల మోర్టార్ యొక్క నీటి వినియోగం ప్రభావితమవుతుంది మరియు నీరు, సిమెంట్ యొక్క నీరు-బైండర్ నిష్పత్తి మారుతుంది, దీనినే చిక్కబరిచే ప్రభావం అంటారు. మోతాదు పెరిగే కొద్దీ, నీటి వినియోగం కూడా పెరుగుతుంది.

పొడి రూపంలో ఉండే నిర్మాణ సామగ్రిలో ఉపయోగించే సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లు చల్లటి నీటిలో త్వరగా కరిగి, ఆ వ్యవస్థకు సరైన స్థిరత్వాన్ని అందించాలి. ఒకవేళ నిర్దిష్ట షియర్ రేట్ వద్ద కూడా అది మెత్తగా ఉండలుగా మరియు జిగురుగా ఉంటే, అది నాసిరకం లేదా తక్కువ నాణ్యత గల ఉత్పత్తి.

సిమెంట్ స్లర్రీ చిక్కదనానికి మరియు సెల్యులోజ్ ఈథర్ మోతాదుకు మధ్య ఒక మంచి సరళ సంబంధం కూడా ఉంది, సెల్యులోజ్ ఈథర్ మోర్టార్ యొక్క చిక్కదనాన్ని బాగా పెంచుతుంది, మోతాదు ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ప్రభావం అంత స్పష్టంగా ఉంటుంది.

అధిక స్నిగ్ధత కలిగిన సెల్యులోజ్ ఈథర్ జల ద్రావణానికి అధిక థిక్సోట్రోపీ ఉంటుంది, ఇది సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క లక్షణాలలో ఒకటి. Mc రకం పాలిమర్ల జల ద్రావణాలు సాధారణంగా వాటి జెల్ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సూడోప్లాస్టిక్, నాన్-థిక్సోట్రోపిక్ ద్రవత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కానీ తక్కువ షియర్ రేట్ల వద్ద న్యూటోనియన్ ప్రవాహ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క అణుభారం లేదా గాఢత పెరిగే కొద్దీ సూడోప్లాస్టిసిటీ పెరుగుతుంది మరియు ఇది ప్రత్యామ్నాయ రకం మరియు స్థాయిపై ఆధారపడి ఉండదు. అందువల్ల, గాఢత మరియు ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉన్నంత వరకు, MC, HPmc లేదా HEmc వంటి ఒకే స్నిగ్ధత గ్రేడ్ గల సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లు ఎల్లప్పుడూ ఒకే రకమైన రియోలాజికల్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయి. ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, స్ట్రక్చరల్ జెల్ ఏర్పడి అధిక థిక్సోట్రోపిక్ ప్రవాహం సంభవిస్తుంది. అధిక గాఢత మరియు తక్కువ స్నిగ్ధత కలిగిన సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లు జెల్ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా థిక్సోట్రోపీని ప్రదర్శిస్తాయి. భవన నిర్మాణ మోర్టార్ యొక్క ప్రవాహాన్ని మరియు ప్రవాహ-అంటుకునే లక్షణాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి ఈ లక్షణం చాలా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. ఇక్కడ వివరించాల్సిన విషయం ఏమిటంటే, సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క స్నిగ్ధత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, నీటిని నిలుపుకునే సామర్థ్యం అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. కానీ, స్నిగ్ధత పెరిగేకొద్దీ, సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క సాపేక్ష అణుభారం కూడా పెరుగుతుంది, దీనివల్ల దాని ద్రావణీయత తగ్గుతుంది. ఇది మోర్టార్ యొక్క గాఢత మరియు నిర్మాణ పనితీరుపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. స్నిగ్ధత పెరిగేకొద్దీ, మోర్టార్ యొక్క చిక్కబరిచే ప్రభావం అంత స్పష్టంగా ఉంటుంది, కానీ ఇది పూర్తిగా అనుపాత సంబంధం కాదు. కొన్ని తక్కువ స్నిగ్ధత గల, కానీ మార్పు చేయబడిన సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లు తడి మోర్టార్ యొక్క నిర్మాణ బలాన్ని మెరుగుపరచడంలో మరింత అద్భుతమైన పనితీరును కనబరుస్తాయి; స్నిగ్ధత పెరిగేకొద్దీ, సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క నీటి నిలుపుదల సామర్థ్యం మెరుగుపడుతుంది.