การอภิปรายเกี่ยวกับไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC) สำหรับปูนผงแห้ง

ชื่อภาษาจีนของ HPMC คือ ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส เป็นสารที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน และมักใช้เป็นสารกักเก็บน้ำในปูนผสมแห้ง เป็นสารกักเก็บน้ำที่ใช้กันมากที่สุดในปูน

กระบวนการผลิต HPMC ส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์อีเทอร์ที่ได้จากพอลิแซ็กคาไรด์ โดยผ่านกระบวนการอัลคาไลเซชันและอีเทอร์ริฟิเคชันของเส้นใยฝ้าย (ในประเทศ) ตัวมันเองไม่มีประจุ ไม่ทำปฏิกิริยากับไอออนที่มีประจุในวัสดุที่ทำให้เกิดเจล และมีคุณสมบัติที่เสถียร นอกจากนี้ราคายังต่ำกว่าอีเทอร์เซลลูโลสชนิดอื่น จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปูนผสมแห้ง

หน้าที่ของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส: ช่วยเพิ่มความหนืดให้กับปูนผสมใหม่ และป้องกันการแยกตัว (การเพิ่มความหนืด) คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอีกประการหนึ่งคือการกักเก็บน้ำ ซึ่งช่วยรักษาระดับน้ำอิสระในปูน ทำให้หลังจากก่อสร้างเสร็จแล้ว วัสดุประสานซีเมนต์มีเวลาในการไฮเดรตมากขึ้น (การกักเก็บน้ำ) นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติในการดักอากาศ ซึ่งสามารถนำฟองอากาศขนาดเล็กและสม่ำเสมอเข้ามาเพื่อปรับปรุงการก่อสร้างปูนได้

ยิ่งความหนืดของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์สูงเท่าไร ประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ความหนืดเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของประสิทธิภาพของ HPMC ในปัจจุบัน ผู้ผลิต HPMC แต่ละรายใช้วิธีการและเครื่องมือที่แตกต่างกันในการวัดความหนืดของ HPMC วิธีการหลักๆ ได้แก่ HaakeRotovisko, Hoppler, Ubbelohde และ Brookfield

สำหรับผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกัน ผลการวัดความหนืดด้วยวิธีที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกันมาก บางครั้งอาจแตกต่างกันถึงสองเท่า ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบความหนืด ต้องทำการทดสอบด้วยวิธีเดียวกัน รวมถึงอุณหภูมิ ใบพัด ฯลฯ ส่วนขนาดอนุภาค ยิ่งอนุภาคละเอียดมากเท่าไหร่ การกักเก็บน้ำก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น เมื่ออนุภาคขนาดใหญ่ของเซลลูโลสอีเทอร์สัมผัสกับน้ำ พื้นผิวจะละลายทันทีและก่อตัวเป็นเจลห่อหุ้มวัสดุเพื่อป้องกันไม่ให้โมเลกุลของน้ำซึมเข้าไป บางครั้งอาจไม่สามารถกระจายตัวและละลายได้อย่างสม่ำเสมอแม้หลังจากกวนเป็นเวลานาน ทำให้เกิดสารละลายขุ่นเป็นก้อนหรือจับตัวเป็นก้อน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์ และความสามารถในการละลายเป็นหนึ่งในปัจจัยในการเลือกใช้เซลลูโลสอีเทอร์

ความละเอียดเป็นดัชนีประสิทธิภาพที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ เมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่ใช้สำหรับปูนผงแห้งจำเป็นต้องเป็นผง มีปริมาณน้ำต่ำ และความละเอียดก็จำเป็นต้องมีขนาดอนุภาคต่ำกว่า 63 ไมโครเมตร 20%~60% ความละเอียดส่งผลต่อความสามารถในการละลายของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ เมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความละเอียดต่ำมักจะเป็นเม็ด และละลายในน้ำได้ง่ายโดยไม่จับตัวเป็นก้อน แต่มีอัตราการละลายช้ามาก จึงไม่เหมาะสำหรับใช้ในปูนผงแห้ง

ในปูนผงแห้ง MC จะกระจายตัวอยู่ระหว่างวัสดุประสาน เช่น หินกรวด สารเติมเต็มละเอียด และซีเมนต์ และต้องใช้ผงละเอียดเพียงพอเท่านั้นจึงจะป้องกันการจับตัวเป็นก้อนของเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์เมื่อผสมกับน้ำได้ เมื่อเติม MC ลงในน้ำเพื่อละลายก้อนที่จับตัวเป็นก้อน การกระจายตัวและการละลายจะทำได้ยากมาก ความละเอียดของ MC ที่หยาบเกินไปไม่เพียงแต่สิ้นเปลือง แต่ยังลดความแข็งแรงเฉพาะจุดของปูนอีกด้วย เมื่อใช้ปูนผงแห้งดังกล่าวในพื้นที่ขนาดใหญ่ ความเร็วในการบ่มของปูนผงแห้งเฉพาะจุดจะลดลงอย่างมาก และจะเกิดรอยแตกเนื่องจากเวลาการบ่มที่แตกต่างกัน สำหรับปูนพ่นที่ใช้ในการก่อสร้างเชิงกล ความต้องการความละเอียดจะสูงกว่าเนื่องจากเวลาในการผสมสั้นกว่า โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งความหนืดสูงเท่าไหร่ ประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยิ่งความหนืดสูงและน้ำหนักโมเลกุลของ MC สูงขึ้นเท่าไหร่ ความสามารถในการละลายที่ลดลงก็จะส่งผลเสียต่อความแข็งแรงและประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูนมากขึ้นเท่านั้น

ยิ่งความหนืดสูงเท่าไร ผลของการเพิ่มความหนืดให้กับปูนก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น แต่ก็ไม่ได้เป็นสัดส่วนโดยตรงเสมอไป ความหนืดที่สูงขึ้นจะทำให้ปูนเปียกมีความหนืดมากขึ้น ซึ่งในระหว่างการก่อสร้างจะทำให้ปูนติดกับเกรียงและยึดเกาะกับพื้นผิวได้ดี แต่จะไม่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างของปูนเปียกเอง กล่าวคือ ในระหว่างการก่อสร้าง ประสิทธิภาพในการป้องกันการไหลย้อยจะไม่ชัดเจน ในทางตรงกันข้าม เมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่ดัดแปลงแล้วบางชนิดที่มีความหนืดปานกลางและต่ำ กลับมีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในการเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างของปูนเปียก

การกักเก็บน้ำของ HPMC ยังสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่ใช้ด้วย โดยการกักเก็บน้ำของเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์จะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง ปูนผงแห้งมักถูกนำไปใช้กับพื้นผิวที่ร้อนจัดที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 40 องศาเซลเซียส) ในหลายสภาพแวดล้อม เช่น การฉาบปูนผนังภายนอกกลางแดดในฤดูร้อน ซึ่งมักจะเร่งการแข็งตัวของซีเมนต์และการแข็งตัวของปูนผงแห้ง การลดลงของอัตราการกักเก็บน้ำทำให้รู้สึกได้อย่างชัดเจนว่าทั้งความสามารถในการทำงานและความต้านทานต่อการแตกร้าวได้รับผลกระทบ และการลดอิทธิพลของปัจจัยด้านอุณหภูมิภายใต้สภาวะนี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ในแง่นี้ สารเติมแต่งเมทิลไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเทอร์ถือได้ว่าเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุดในปัจจุบัน แม้ว่าจะเพิ่มปริมาณเมทิลไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (สูตรสำหรับฤดูร้อน) แล้วก็ตาม แต่ความสามารถในการใช้งานและความต้านทานต่อการแตกร้าวก็ยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการใช้งานได้ อย่างไรก็ตาม การปรับปรุง MC ด้วยวิธีพิเศษบางอย่าง เช่น การเพิ่มระดับการเกิดอีเทอร์ เป็นต้น จะช่วยรักษาประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำไว้ได้ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ทำให้สามารถใช้งานได้ดีขึ้นภายใต้สภาวะที่รุนแรง

ปริมาณการใช้ HPMC ไม่ควรสูงเกินไป มิเช่นนั้นจะทำให้ปูนต้องการน้ำมากขึ้น ติดเกรียง และระยะเวลาการแข็งตัวจะนานเกินไป ซึ่งจะส่งผลต่อความสามารถในการก่อสร้าง ผลิตภัณฑ์ปูนแต่ละชนิดใช้ HPMC ที่มีความหนืดต่างกัน และไม่ควรใช้ HPMC ที่มีความหนืดสูงโดยไม่จำเป็น ดังนั้น แม้ว่าผลิตภัณฑ์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสจะดี แต่จะได้รับคำชมเชยเมื่อใช้อย่างถูกวิธี การเลือก HPMC ที่เหมาะสมเป็นความรับผิดชอบหลักของบุคลากรในห้องปฏิบัติการของบริษัท ปัจจุบันมีผู้ค้าที่ไร้จรรยาบรรณจำนวนมากผสม HPMC และคุณภาพค่อนข้างต่ำ เมื่อเลือกเซลลูโลสชนิดใดชนิดหนึ่ง ห้องปฏิบัติการควรทำการทดลองอย่างดีเพื่อให้แน่ใจถึงความเสถียรของผลิตภัณฑ์ปูน และอย่าโลภในราคาถูกจนทำให้เกิดความสูญเสียที่ไม่จำเป็น