หน้าที่ของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูน

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่ทำจากเซลลูโลสธรรมชาติโดยผ่านการดัดแปลงทางเคมี เซลลูโลสอีเทอร์เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสธรรมชาติ กระบวนการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์แตกต่างจากพอลิเมอร์สังเคราะห์ทั่วไป วัสดุพื้นฐานที่สุดคือเซลลูโลส ซึ่งเป็นสารประกอบพอลิเมอร์ธรรมชาติ เนื่องจากโครงสร้างเฉพาะของเซลลูโลสธรรมชาติ เซลลูโลสเองจึงไม่สามารถทำปฏิกิริยากับสารที่ทำให้เกิดอีเทอร์ได้ อย่างไรก็ตาม หลังจากได้รับการบำบัดด้วยสารที่ทำให้เกิดการพองตัว พันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงระหว่างโซ่โมเลกุลและโซ่จะถูกทำลาย และการปลดปล่อยหมู่ไฮดรอกซิลอย่างมีประสิทธิภาพทำให้เซลลูโลสกลายเป็นด่างที่สามารถทำปฏิกิริยาได้ จึงได้เซลลูโลสอีเทอร์

ในปูนผสมสำเร็จรูป ปริมาณของเซลลูโลสอีเทอร์ที่เติมลงไปนั้นต่ำมาก แต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนเปียกได้อย่างมาก และเป็นสารเติมแต่งหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูน การเลือกใช้เซลลูโลสอีเทอร์ชนิดต่างๆ ความหนืด ขนาดอนุภาค ระดับความหนืด และปริมาณที่เติมอย่างเหมาะสม จะส่งผลดีต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนผงแห้ง ปัจจุบัน ปูนก่ออิฐและปูนฉาบหลายชนิดมีประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำต่ำ และน้ำจะแยกตัวหลังจากทิ้งไว้ไม่กี่นาที

การกักเก็บน้ำเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ และเป็นคุณสมบัติที่ผู้ผลิตปูนผสมแห้งในประเทศหลายราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคใต้ที่มีอุณหภูมิสูง ให้ความสำคัญ ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำของปูนผสมแห้ง ได้แก่ ปริมาณเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่เติม ความหนืดของเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ ความละเอียดของอนุภาค และอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการใช้งาน

คุณสมบัติของเซลลูโลสอีเทอร์ขึ้นอยู่กับชนิด จำนวน และการกระจายตัวของหมู่แทนที่ การจำแนกประเภทของเซลลูโลสอีเทอร์ยังขึ้นอยู่กับชนิดของหมู่แทนที่ ระดับการเกิดอีเทอร์ ความสามารถในการละลาย และคุณสมบัติการใช้งานที่เกี่ยวข้อง ตามชนิดของหมู่แทนที่บนสายโมเลกุล สามารถแบ่งออกเป็นโมโนอีเทอร์และอีเทอร์ผสม MC ที่เราใช้กันโดยทั่วไปเป็นโมโนอีเทอร์ และ HPMC เป็นอีเทอร์ผสม เมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ MC เป็นผลิตภัณฑ์หลังจากที่หมู่ไฮดรอกซิลบนหน่วยกลูโคสของเซลลูโลสธรรมชาติถูกแทนที่ด้วยหมู่เมทอกซี สูตรโครงสร้างคือ [COH7O2(OH)3-h(OCH3)h ]x ส่วนหนึ่งของหมู่ไฮดรอกซิลในหน่วยจะถูกแทนที่ด้วยหมู่เมทอกซี และอีกส่วนหนึ่งจะถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซีโพรพิล สูตรโครงสร้างคือ [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x เอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ HEMC ซึ่งเป็นชนิดหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและจำหน่ายในตลาด

ในแง่ของความสามารถในการละลาย สามารถแบ่งออกเป็นแบบไอออนิกและแบบไม่ไอออนิก เซลลูโลสอีเทอร์แบบไม่ไอออนิกที่ละลายน้ำได้นั้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยอัลคิลอีเทอร์และไฮดรอกซีอัลคิลอีเทอร์สองกลุ่มหลักๆ เซลลูโลสอีเทอร์แบบไอออนิก (CMC) ส่วนใหญ่ใช้ในผงซักฟอกสังเคราะห์ การพิมพ์และย้อมสิ่งทอ อาหาร และการสำรวจน้ำมัน เซลลูโลสอีเทอร์แบบไม่ไอออนิก (MC) เช่น HPMC, HEMC เป็นต้น ส่วนใหญ่ใช้ในวัสดุก่อสร้าง สารเคลือบลาเท็กซ์ ยา สารเคมีในชีวิตประจำวัน เป็นต้น ใช้เป็นสารเพิ่มความหนืด สารกักเก็บน้ำ สารทำให้คงตัว สารกระจายตัว และสารสร้างฟิล์ม

การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์: ในการผลิตวัสดุก่อสร้าง โดยเฉพาะปูนผงแห้ง เซลลูโลสอีเทอร์มีบทบาทที่ขาดไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตปูนชนิดพิเศษ (ปูนดัดแปลง) ถือเป็นส่วนประกอบที่สำคัญและขาดไม่ได้ บทบาทสำคัญของเซลลูโลสอีเทอร์ที่ละลายน้ำได้ในปูนนั้นมีอยู่ 3 ด้านหลักๆ ดังนี้:

1. ความสามารถในการกักเก็บน้ำดีเยี่ยม
2. ผลกระทบต่อความสม่ำเสมอและความหนืดของปูนฉาบ
3. ปฏิสัมพันธ์กับซีเมนต์

ผลการกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์ขึ้นอยู่กับการดูดซับน้ำของชั้นฐาน องค์ประกอบของปูน ความหนาของชั้นปูน ความต้องการน้ำของปูน และระยะเวลาการแข็งตัวของวัสดุ การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์นั้นมาจากการละลายและการคายน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์เอง ดังที่เราทราบกันดีว่า แม้ว่าสายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลสจะมีหมู่ไฮดรอกซิล (OH) ที่สามารถดูดซับน้ำได้จำนวนมาก แต่ก็ไม่ละลายในน้ำ เนื่องจากโครงสร้างของเซลลูโลสมีความเป็นผลึกสูง ความสามารถในการดูดซับน้ำของหมู่ไฮดรอกซิลเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะครอบคลุมพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงและแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างโมเลกุล ดังนั้นจึงบวมแต่ไม่ละลายในน้ำ เมื่อมีการนำสารทดแทนเข้าไปในสายโซ่โมเลกุล สารทดแทนไม่เพียงแต่ทำลายพันธะไฮโดรเจนเท่านั้น แต่ยังทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างสายโซ่ด้วยเนื่องจากการแทรกตัวของสารทดแทนระหว่างสายโซ่ที่อยู่ติดกัน ยิ่งสารทดแทนมีขนาดใหญ่ ระยะห่างระหว่างโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้น ยิ่งระยะห่างมากขึ้น ผลกระทบของการทำลายพันธะไฮโดรเจนก็จะยิ่งมากขึ้น เซลลูโลสอีเทอร์จะละลายน้ำได้หลังจากที่โครงสร้างเซลลูโลสขยายตัวและสารละลายเข้าไป ทำให้เกิดสารละลายที่มีความหนืดสูง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น การไฮเดรชั่นของพอลิเมอร์จะอ่อนลง และน้ำระหว่างโซ่จะถูกขับออกไป เมื่อผลของการขาดน้ำมากพอ โมเลกุลจะเริ่มรวมตัวกัน ก่อตัวเป็นโครงสร้างเครือข่ายสามมิติแบบเจลและพับออก