การประยุกต์ใช้วัสดุก่อสร้างจากเซลลูโลสอีเทอร์

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นพอลิเมอร์โมเลกุลสูงกึ่งสังเคราะห์ที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน ละลายได้ทั้งในน้ำและตัวทำละลาย มีคุณสมบัติแตกต่างกันในอุตสาหกรรมต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในวัสดุก่อสร้างทางเคมี มีคุณสมบัติเชิงประกอบดังต่อไปนี้:

①สารกักเก็บน้ำ ②สารเพิ่มความหนืด ③สารปรับระดับ ④สารสร้างฟิล์ม ⑤สารยึดเกาะ

ในอุตสาหกรรมโพลีไวนิลคลอไรด์ เซลลูโลสทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารกระจายตัว ในอุตสาหกรรมยา เซลลูโลสทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะและวัสดุโครงสร้างสำหรับการปลดปล่อยยาแบบช้าและควบคุมได้ เป็นต้น เนื่องจากเซลลูโลสมีคุณสมบัติเชิงประกอบที่หลากหลาย การใช้งานจึงกว้างขวางมาก บทความนี้จะเน้นไปที่การใช้งานและหน้าที่ของเซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุก่อสร้างต่างๆ

(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:

I. การเติมโดยตรงในกระบวนการผลิต: วิธีนี้ควรเลือกใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสชนิดหน่วงเวลา และไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่มีเวลาในการละลายมากกว่า 30 นาที ขั้นตอนการใช้งานมีดังนี้:

①เตรียมน้ำบริสุทธิ์ในปริมาณที่กำหนดในภาชนะที่มีเครื่องกวนแบบแรงเฉือนสูง

②เริ่มคนอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วต่ำ พร้อมกับค่อยๆ เติมไฮดรอกซีเอทิลลงในสารละลายอย่างสม่ำเสมอ

③คนต่อไปจนกว่าส่วนผสมที่เป็นเม็ดทั้งหมดจะซึมเข้าเนื้อส่วนผสม

④ เติมสารปรุงแต่งอื่นๆ และสารปรุงแต่งพื้นฐาน ฯลฯ

⑤ คนจนกว่าหมู่ไฮดรอกซีเอทิลทั้งหมดละลายหมด จากนั้นเติมส่วนประกอบอื่นๆ ตามสูตร และบดจนได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

Ⅱ. เตรียมสารละลายแม่สำหรับใช้ในภายหลัง: วิธีนี้สามารถเลือกใช้เซลลูโลสสำเร็จรูปซึ่งมีคุณสมบัติป้องกันเชื้อราได้ ข้อดีของวิธีนี้คือมีความยืดหยุ่นมากกว่าและสามารถเติมลงในสีลาเท็กซ์ได้โดยตรง วิธีการเตรียมเหมือนกับขั้นตอนที่ ①-④

Ⅲ. เตรียมสารตั้งต้นสำหรับใช้ในภายหลัง: เนื่องจากตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวทำละลายที่ไม่ดี (ไม่ละลาย) สำหรับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส จึงสามารถใช้ตัวทำละลายเหล่านี้ในการเตรียมสารตั้งต้นได้ ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือของเหลวอินทรีย์ในสูตรสีลาเท็กซ์ เช่น เอทิลีนไกลคอล โพรพิลีนไกลคอล และสารสร้างฟิล์ม (เช่น ไดเอทิลีนไกลคอลบิวทิลอะซิเตต) สามารถเติมไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่เป็นสารตั้งต้นลงในสีได้โดยตรง คนต่อไปจนกว่าจะละลายหมด

(2) ในปูนฉาบผนัง:

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

ในปูนฉาบกันน้ำนั้น แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ ปูนฉาบผงแห้งและปูนฉาบแบบข้น ในสองประเภทนี้ ควรเลือกใช้เมทิลเซลลูโลสที่ดัดแปลงแล้วและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส โดยทั่วไปค่าความหนืดจะอยู่ระหว่าง 30,000-60,000 cps หน้าที่หลักของเซลลูโลสในปูนฉาบคือ การกักเก็บน้ำ การยึดเกาะ และการหล่อลื่น เนื่องจากสูตรปูนฉาบของผู้ผลิตแต่ละรายแตกต่างกัน บางชนิดใช้แคลเซียมสีเทา แคลเซียมสีอ่อน ซีเมนต์สีขาว ฯลฯ และบางชนิดใช้ผงยิปซัม แคลเซียมสีเทา แคลเซียมสีอ่อน ฯลฯ ดังนั้น คุณสมบัติ ความหนืด และการแทรกซึมของเซลลูโลสในสองสูตรจึงแตกต่างกันด้วย ปริมาณที่เติมจะอยู่ที่ประมาณ 2‰-3‰ ในการก่อสร้างปูนฉาบผนัง เนื่องจากพื้นผิวฐานของผนังมีการดูดซับน้ำในระดับหนึ่ง (อัตราการดูดซับน้ำของผนังก่ออิฐอยู่ที่ 13% และอัตราการดูดซับน้ำของคอนกรีตอยู่ที่ 3-5%) ประกอบกับการระเหยของน้ำจากภายนอก หากปูนฉาบสูญเสียน้ำเร็วเกินไป จะทำให้เกิดรอยแตกหรือการหลุดร่อนเป็นผง ซึ่งจะทำให้ความแข็งแรงของปูนฉาบลดลง ดังนั้น การเติมเซลลูโลสอีเทอร์จะช่วยแก้ปัญหานี้ได้ แต่คุณภาพของสารเติมเต็ม โดยเฉพาะคุณภาพของแคลเซียมเถ้า ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน

เนื่องจากเซลลูโลสมีความหนืดสูง จึงช่วยเพิ่มความลอยตัวของปูนฉาบ และป้องกันการหย่อนตัวระหว่างการก่อสร้าง อีกทั้งยังสะดวกและประหยัดแรงงานมากขึ้นหลังการขูดผิว การเติมเซลลูโลสอีเทอร์ลงในปูนฉาบผงทำให้การผลิตและการใช้งานสะดวกยิ่งขึ้น สารเติมเต็มและสารเติมแต่งสามารถผสมเข้ากับผงแห้งได้อย่างทั่วถึง

(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) ในการฉาบปูนยิปซัม ยิปซัมยึดติด ยิปซัมอุดรอยรั่ว:

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการก่อสร้าง ความต้องการวัสดุก่อสร้างใหม่ๆ ก็เพิ่มขึ้นทุกวันเช่นกัน เนื่องจากความตระหนักรู้ด้านการรักษาสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นและการพัฒนาประสิทธิภาพการก่อสร้างอย่างต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์ปูนปลาสเตอร์จึงพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ปูนปลาสเตอร์ที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ ปูนปลาสเตอร์ฉาบ ปูนปลาสเตอร์ยึดติด ปูนปลาสเตอร์ฝัง และกาวติดกระเบื้อง ปูนปลาสเตอร์ฉาบเป็นวัสดุฉาบคุณภาพสูงสำหรับผนังและฝ้าเพดานภายในอาคาร ผิวผนังที่ฉาบด้วยปูนปลาสเตอร์นี้จะเรียบเนียน กาวติดแผ่นยิปซัมเป็นวัสดุเหนียวที่ทำจากปูนปลาสเตอร์เป็นวัสดุพื้นฐานและสารเติมแต่งต่างๆ เหมาะสำหรับการยึดติดระหว่างวัสดุก่อสร้างอนินทรีย์ต่างๆ มีคุณสมบัติปลอดสารพิษ ไม่มีกลิ่น แข็งแรงเร็ว แห้งเร็ว ยึดเกาะแน่น และเป็นวัสดุรองรับสำหรับแผ่นและบล็อกก่อสร้าง ส่วนปูนยาแนวปูนปลาสเตอร์ใช้สำหรับอุดช่องว่างระหว่างแผ่นยิปซัมและซ่อมแซมรอยแตกและรอยแยกบนผนัง

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 วิธีการใช้งานนี้คือการผสมกับผงแห้ง หากต้องการเตรียมสารละลาย โปรดดูวิธีการเตรียมสารละลาย

(5) ปูนฉนวนกันความร้อน

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

(6) ตัวแทนอินเทอร์เฟซ

เลือกใช้ HPNC 20000cps สำหรับสารประสาน เลือกใช้ 60000cps ขึ้นไปสำหรับกาวติดกระเบื้อง และเน้นที่สารเพิ่มความหนืดในสารประสาน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงดึงและความต้านทานการหลุดร่อน ใช้เป็นสารกักเก็บน้ำในการยึดติดกระเบื้องเพื่อป้องกันไม่ให้กระเบื้องแห้งเร็วเกินไปและหลุดร่อน