การประยุกต์ใช้และบทบาทของเซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นพอลิเมอร์กึ่งสังเคราะห์ที่ไม่เป็นไอออน ซึ่งละลายได้ทั้งในน้ำและตัวทำละลาย มีคุณสมบัติแตกต่างกันไปในแต่ละอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น ในวัสดุก่อสร้างทางเคมี มีคุณสมบัติหลายอย่าง ได้แก่ ① สารกักเก็บน้ำ ② สารเพิ่มความหนืด ③ สารปรับระดับ ④ สารสร้างฟิล์ม ⑤ สารยึดเกาะ ในอุตสาหกรรมโพลีไวนิลคลอไรด์ ทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารกระจายตัว ในอุตสาหกรรมยา ทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะและสารบัฟเฟอร์ในวัสดุโครงสร้างที่ปลดปล่อยสารต่างๆ เป็นต้น เนื่องจากเซลลูโลสมีคุณสมบัติหลายอย่าง จึงมีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวางมาก ต่อไปนี้จะเน้นที่การใช้งานและหน้าที่ของเซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

1. ในสีลาเท็กซ์

ในอุตสาหกรรมสีลาเท็กซ์ การเลือกใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส โดยทั่วไปแล้วค่าความหนืดที่เท่ากันจะอยู่ที่ RT30000-50000cps ซึ่งตรงกับข้อกำหนดของ HBR250 และปริมาณการใช้โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 1.5‰-2‰ หน้าที่หลักของไฮดรอกซีเอทิลในสีลาเท็กซ์คือการเพิ่มความหนืด ป้องกันการจับตัวเป็นเจลของเม็ดสี ช่วยในการกระจายตัวของเม็ดสี เพิ่มความเสถียรของลาเท็กซ์ และเพิ่มความหนืดของส่วนประกอบ ซึ่งมีส่วนช่วยในการปรับระดับพื้นผิวของงานก่อสร้าง ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสใช้งานง่าย สามารถละลายได้ทั้งในน้ำเย็นและน้ำร้อน และไม่ได้รับผลกระทบจากค่า pH สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยในช่วงค่า pH ระหว่าง 2 ถึง 12 วิธีการใช้งานมีดังนี้:

(1) เพิ่มโดยตรงในขั้นตอนการผลิต:

สำหรับวิธีนี้ ควรเลือกใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสชนิดละลายช้า โดยใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่มีเวลาละลายมากกว่า 30 นาที ขั้นตอนมีดังนี้: ① ใส่น้ำบริสุทธิ์ปริมาณหนึ่งลงในภาชนะที่มีเครื่องกวนความเร็วสูง ② เริ่มกวนอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วต่ำ พร้อมกับค่อยๆ เติมไฮดรอกซีเอทิลลงในสารละลายอย่างสม่ำเสมอ ③ กวนต่อไปจนกว่าวัสดุที่เป็นเม็ดทั้งหมดจะดูดซับไฮดรอกซีเอทิล ④ เติมสารเติมแต่งอื่นๆ และสารปรับสภาพพื้นฐาน ฯลฯ ⑤ กวนจนกว่าไฮดรอกซีเอทิลทั้งหมดจะละลายหมด จากนั้นเติมส่วนประกอบอื่นๆ ตามสูตรและบดจนได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

(2) มีของเหลวแม่ไว้ใช้ในภายหลัง:

วิธีนี้สามารถเลือกใช้แบบสำเร็จรูปได้ และมีเซลลูโลสที่มีคุณสมบัติป้องกันเชื้อรา ข้อดีของวิธีนี้คือมีความยืดหยุ่นมากกว่า และสามารถเติมลงในสีลาเท็กซ์ได้โดยตรง วิธีการเตรียมเหมือนกับขั้นตอนที่ ①-④

(3) นำไปทำเป็นโจ๊กเพื่อใช้ในภายหลัง:

เนื่องจากตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวทำละลายที่ไม่ดี (ไม่ละลาย) สำหรับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ตัวทำละลายเหล่านี้จึงสามารถนำมาใช้ในการเตรียมส่วนผสมแบบโจ๊กได้ ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือของเหลวอินทรีย์ในสูตรสีลาเท็กซ์ เช่น เอทิลีนไกลคอล โพรพิลีนไกลคอล และสารสร้างฟิล์ม (เช่น ไดเอทิลีนไกลคอลบิวทิลอะซิเตต) สามารถเติมไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสแบบโจ๊กลงในสีได้โดยตรง คนต่อไปจนกว่าจะละลายหมด

2. ในการขูดปูนฉาบผนัง

ปัจจุบัน ในเมืองส่วนใหญ่ของประเทศผม วัสดุอุดรอยรั่วที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม กันน้ำ และทนทานต่อการขัดถู ได้รับความนิยมจากผู้คนเป็นอย่างมาก วัสดุชนิดนี้ผลิตจากปฏิกิริยาอะซีทัลของไวนิลแอลกอฮอล์และฟอร์มาลดีไฮด์ ดังนั้น วัสดุนี้จึงค่อยๆ ถูกเลิกใช้ และมีการใช้ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มเซลลูโลสอีเทอร์มาทดแทน กล่าวคือ สำหรับการพัฒนาวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปัจจุบันเซลลูโลสเป็นวัสดุเพียงชนิดเดียวที่ยังคงได้รับความนิยมอยู่

ในปูนโป๊วกันน้ำนั้น แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ ปูนโป๊วผงแห้งและปูนโป๊วแบบข้น โดยในสองประเภทนี้ ควรเลือกใช้เมทิลเซลลูโลสที่ผ่านการดัดแปลงและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส โดยทั่วไปค่าความหนืดจะอยู่ระหว่าง 30,000-60,000 cps หน้าที่หลักของเซลลูโลสในปูนโป๊วคือ การกักเก็บน้ำ การยึดเกาะ และการหล่อลื่น

เนื่องจากสูตรปูนฉาบของแต่ละผู้ผลิตแตกต่างกัน บางชนิดใช้แคลเซียมสีเทา แคลเซียมสีอ่อน ซีเมนต์สีขาว ฯลฯ และบางชนิดใช้ผงยิปซัม แคลเซียมสีเทา แคลเซียมสีอ่อน ฯลฯ ดังนั้น คุณสมบัติ ความหนืด และการแทรกซึมของเซลลูโลสในสองสูตรจึงแตกต่างกันด้วย โดยปริมาณที่เติมจะอยู่ที่ประมาณ 2‰-3‰

ในการก่อสร้างผนังฉาบปูน เนื่องจากพื้นผิวของผนังมีการดูดซับน้ำในระดับหนึ่ง (อัตราการดูดซับน้ำของผนังก่ออิฐอยู่ที่ 13% และอัตราการดูดซับน้ำของคอนกรีตอยู่ที่ 3-5%) ประกอบกับการระเหยของน้ำจากภายนอก หากปูนฉาบสูญเสียน้ำเร็วเกินไป จะทำให้เกิดรอยแตกหรือการหลุดร่อน ซึ่งจะทำให้ความแข็งแรงของปูนฉาบลดลง ดังนั้น การเติมเซลลูโลสอีเทอร์จะช่วยแก้ปัญหานี้ได้ แต่คุณภาพของสารเติมเต็ม โดยเฉพาะคุณภาพของแคลเซียมเถ้า ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน เนื่องจากความหนืดสูงของเซลลูโลส จึงช่วยเพิ่มการลอยตัวของปูนฉาบ และหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การหย่อนตัวระหว่างการก่อสร้าง อีกทั้งยังทำให้การฉาบปูนสะดวกและประหยัดแรงงานมากขึ้นหลังการฉาบ

การเติมเซลลูโลสอีเทอร์ลงในผงโป๊วมีความสะดวกกว่า กระบวนการผลิตและการใช้งานก็สะดวกกว่า สารตัวเติมและสารเสริมสามารถผสมเข้ากับผงแห้งได้อย่างทั่วถึง

3. ปูนฉาบคอนกรีต

ในปูนฉาบคอนกรีต เพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูงสุด ซีเมนต์ต้องได้รับปฏิกิริยาไฮเดรชั่นอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการก่อสร้างช่วงฤดูร้อน ปูนฉาบคอนกรีตจะสูญเสียน้ำเร็วเกินไป และมาตรการในการไฮเดรชั่นอย่างสมบูรณ์นั้นใช้การบำรุงรักษาและการพรมน้ำ ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองทรัพยากรและไม่สะดวกในการใช้งาน ประเด็นสำคัญคือ น้ำจะอยู่แค่บนผิวหน้าเท่านั้น การไฮเดรชั่นภายในยังไม่สมบูรณ์ ดังนั้นวิธีการแก้ปัญหานี้คือการเติมสารกักเก็บน้ำ 8 ชนิดลงในปูนฉาบคอนกรีต โดยทั่วไปจะเลือกใช้ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลหรือเมทิลเซลลูโลส โดยมีค่าความหนืดอยู่ระหว่าง 20,000-60,000 cps และปริมาณที่เติมคือ 2%-3% อัตราการกักเก็บน้ำสามารถเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 85% วิธีการใช้ในปูนฉาบคอนกรีตคือการผสมผงแห้งให้เข้ากันอย่างสม่ำเสมอแล้วเทลงในน้ำ

4. ในงานฉาบปูนยิปซัม งานยึดเกาะยิปซัม และงานอุดรอยรั่วยิปซัม

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการก่อสร้าง ความต้องการวัสดุก่อสร้างใหม่ๆ ของผู้คนก็เพิ่มขึ้นทุกวันเช่นกัน เนื่องจากความตระหนักรู้ด้านการรักษาสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มมากขึ้นและการพัฒนาประสิทธิภาพการก่อสร้างอย่างต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์ยิปซัมซีเมนต์จึงได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ยิปซัมที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ ยิปซัมฉาบปูน ยิปซัมยึดติด ยิปซัมฝัง และกาวติดกระเบื้อง

ปูนปลาสเตอร์ยิปซัมเป็นวัสดุฉาบผนังและฝ้าเพดานภายในคุณภาพสูง ผิวผนังที่ฉาบด้วยยิปซัมจะเรียบเนียนละเอียด กาวสำหรับแผ่นยิปซัมเป็นวัสดุเหนียวที่ทำจากยิปซัมเป็นวัสดุหลักและสารเติมแต่งต่างๆ เหมาะสำหรับการยึดติดระหว่างวัสดุก่อสร้างอนินทรีย์ต่างๆ มีคุณสมบัติปลอดสารพิษ ไม่มีกลิ่น แข็งแรงเร็ว แห้งเร็ว ยึดเกาะแน่น และเป็นวัสดุรองรับสำหรับแผ่นและบล็อกก่อสร้าง ส่วนปูนยาแนวยิปซัมใช้สำหรับอุดช่องว่างระหว่างแผ่นยิปซัมและซ่อมแซมรอยแตกและรอยแยกบนผนัง

ผลิตภัณฑ์ยิปซัมเหล่านี้มีหน้าที่การทำงานที่แตกต่างกันหลายประการ นอกเหนือจากบทบาทของยิปซัมและสารเติมแต่งที่เกี่ยวข้องแล้ว ประเด็นสำคัญคือสารเติมแต่งเซลลูโลสอีเทอร์ที่เพิ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญ เนื่องจากยิปซัมแบ่งออกเป็นยิปซัมปราศจากน้ำและยิปซัมเฮมิไฮเดรต ยิปซัมแต่ละชนิดจึงมีผลต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์แตกต่างกัน ดังนั้น การเพิ่มความหนืด การกักเก็บน้ำ และการหน่วงการแข็งตัวจึงเป็นตัวกำหนดคุณภาพของวัสดุก่อสร้างยิปซัม ปัญหาทั่วไปของวัสดุเหล่านี้คือการผุกร่อนและการแตกร้าว และความแข็งแรงเริ่มต้นไม่สามารถคงไว้ได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงต้องเลือกชนิดของเซลลูโลสและวิธีการใช้สารหน่วงการแข็งตัวแบบผสม ในเรื่องนี้ โดยทั่วไปจะเลือกใช้เมทิลหรือไฮดรอกซีโพรพิลเมทิล 30000 –60000cps ในปริมาณ 1.5%–2% โดยเซลลูโลสเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการกักเก็บน้ำและหน่วงการแข็งตัว

อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะพึ่งพาสารเซลลูโลสอีเทอร์เป็นสารหน่วงการแข็งตัว และจำเป็นต้องเติมกรดซิตริกเป็นสารหน่วงการแข็งตัวเพิ่มเติมเพื่อผสมและใช้งานโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงเริ่มต้น

โดยทั่วไป การกักเก็บน้ำหมายถึงปริมาณน้ำที่จะสูญเสียไปตามธรรมชาติโดยไม่มีการดูดซับน้ำจากภายนอก หากผนังแห้งเกินไป การดูดซับน้ำและการระเหยตามธรรมชาติบนพื้นผิวจะทำให้วัสดุสูญเสียน้ำเร็วเกินไป และจะเกิดการผุกร่อนและแตกร้าวได้

วิธีการใช้นี้คือผสมกับผงแห้ง หากต้องการเตรียมเป็นสารละลาย โปรดดูวิธีการเตรียมสารละลาย

5. ปูนฉนวนกันความร้อน

ปูนฉนวนกันความร้อนเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนสำหรับผนังภายในชนิดใหม่ในภาคเหนือ เป็นวัสดุที่สังเคราะห์ขึ้นจากวัสดุฉนวนกันความร้อน ปูน และสารยึดเกาะ โดยเซลลูโลสมีบทบาทสำคัญในการยึดเกาะและเพิ่มความแข็งแรง โดยทั่วไปจะเลือกใช้เมทิลเซลลูโลสที่มีความหนืดสูง (ประมาณ 10,000eps) ปริมาณการใช้โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 2‰-3‰ และวิธีการใช้คือการผสมผงแห้ง

6. ตัวแทนอินเทอร์เฟซ

เลือกใช้สารประสาน HPNC 20000cps เลือกใช้กาวติดกระเบื้อง 60000cps ขึ้นไป และให้ความสำคัญกับสารเพิ่มความหนืดในสารประสาน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงดึงและความต้านทานการบิดงอได้