บทบาทและการประยุกต์ใช้เซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุก่อสร้างเพื่อการรักษาสิ่งแวดล้อม

เซลลูโลสอีเทอร์เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์กึ่งสังเคราะห์ที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน สามารถละลายได้ทั้งในน้ำและตัวทำละลาย มีคุณสมบัติแตกต่างกันไปในแต่ละอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น ในวัสดุก่อสร้างทางเคมี มีคุณสมบัติหลายอย่าง ได้แก่ ① สารกักเก็บน้ำ ② สารเพิ่มความหนืด ③ สารปรับระดับ ④ สารสร้างฟิล์ม ⑤ สารยึดเกาะ ในอุตสาหกรรมโพลีไวนิลคลอไรด์ ทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารกระจายตัว ในอุตสาหกรรมยา ทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะและสารบัฟเฟอร์ในวัสดุโครงสร้างที่ปลดปล่อยสารต่างๆ เป็นต้น เนื่องจากเซลลูโลสมีคุณสมบัติหลายอย่าง จึงมีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวางมาก ต่อไปนี้จะเน้นที่การใช้และหน้าที่ของเซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

1. ในสีลาเท็กซ์

ในอุตสาหกรรมสีลาเท็กซ์ ควรเลือกใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส โดยทั่วไปค่าความหนืดจะอยู่ที่ RT 30000-50000 และปริมาณการใช้โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 1.5‰-2‰ หน้าที่หลักของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสในสีลาเท็กซ์คือการเพิ่มความหนืด ป้องกันการจับตัวเป็นเจลของเม็ดสี ช่วยในการกระจายตัว ความเหนียว และความคงตัวของเม็ดสี และเพิ่มความหนืดของส่วนประกอบ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อประสิทธิภาพการปรับระดับของงานก่อสร้าง ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสใช้งานง่าย สามารถละลายได้ทั้งในน้ำเย็นและน้ำร้อน และไม่ได้รับผลกระทบจากค่า pH สามารถใช้งานได้ในช่วง pH 2 ถึง 12 มีวิธีการใช้งานสามวิธี:

I. เพิ่มโดยตรงในขั้นตอนการผลิต:

วิธีการนี้ควรเลือกใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสชนิดละลายช้า – ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่มีเวลาในการละลายมากกว่า 30 นาที ขั้นตอนมีดังนี้: ① เติมน้ำบริสุทธิ์ปริมาณหนึ่งลงในภาชนะที่มีเครื่องกวนความเร็วสูง ② เริ่มกวนอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วต่ำ พร้อมกับค่อยๆ เติมไฮดรอกซีเอทิลลงในสารละลายอย่างสม่ำเสมอ ③ กวนต่อไปจนกว่าวัสดุที่เป็นเม็ดทั้งหมดจะดูดซับไฮดรอกซีเอทิล ④ เติมสารช่วยอื่นๆ และสารเติมแต่งพื้นฐาน ฯลฯ ⑤ กวนจนกว่าไฮดรอกซีเอทิลทั้งหมดจะละลายหมด จากนั้นเติมส่วนประกอบอื่นๆ ตามสูตรและบดจนได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

Ⅱ. มีหัวเชื้อสำหรับใช้ในภายหลัง:

วิธีนี้สามารถเลือกใช้แบบสำเร็จรูปได้ และมีเซลลูโลสที่มีคุณสมบัติป้องกันเชื้อรา ข้อดีของวิธีนี้คือมีความยืดหยุ่นมากกว่า และสามารถเติมลงในสีลาเท็กซ์ได้โดยตรง วิธีการเตรียมเหมือนกับขั้นตอนที่ ①-④

3. นำมาบดเป็นโจ๊กเพื่อรับประทานในภายหลัง:

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

ในกลุ่มปูนฉาบกันน้ำนั้น แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ ปูนฉาบผงแห้งและปูนฉาบแบบข้น โดยทั่วไปแล้ว ปูนฉาบสองชนิดนี้จะเลือกใช้ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเป็นส่วนประกอบหลัก และค่าความหนืดโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 80,000-90,000 หน้าที่ของมันคือการกักเก็บน้ำ การยึดติด การหล่อลื่น และอื่นๆ

เนื่องจากสูตรปูนฉาบของแต่ละผู้ผลิตแตกต่างกัน บางชนิดใช้แคลเซียมสีเทา แคลเซียมสีอ่อน ซีเมนต์สีขาว ฯลฯ และบางชนิดใช้ผงยิปซัม แคลเซียมสีเทา แคลเซียมสีอ่อน ฯลฯ ดังนั้น คุณสมบัติ ความหนืด และการแทรกซึมของเซลลูโลสในสองสูตรจึงแตกต่างกันด้วย โดยปริมาณที่เติมจะอยู่ที่ประมาณ 3‰-5‰

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

3. ปูนฉาบคอนกรีต

ในปูนฉาบคอนกรีต เพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูงสุด ซีเมนต์ต้องได้รับปฏิกิริยาไฮเดรชั่นอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการก่อสร้างช่วงฤดูร้อน ปูนฉาบคอนกรีตจะสูญเสียน้ำเร็วเกินไป และมาตรการในการไฮเดรชั่นอย่างสมบูรณ์ที่ใช้ในการรักษาและการพรมน้ำนั้นสิ้นเปลืองทรัพยากรและไม่สะดวก ประเด็นสำคัญคือ น้ำอยู่แค่บนผิวหน้าเท่านั้น การไฮเดรชั่นภายในยังไม่สมบูรณ์ ดังนั้น วิธีแก้ปัญหานี้คือการเติมไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในปริมาณ 150,000 ถึง 200,000 ลงในปูนฉาบคอนกรีต ปริมาณที่เติมประมาณ 2‰–3‰ จะช่วยเพิ่มอัตราการกักเก็บน้ำได้มากกว่า 92% วิธีการใช้ในปูนฉาบคอนกรีตคือ เติมน้ำหลังจากผสมผงแห้งให้เข้ากันอย่างทั่วถึงแล้ว

4. ในงานฉาบปูนยิปซัม งานยึดเกาะยิปซัม และงานอุดรอยรั่วยิปซัม

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

ปูนปลาสเตอร์ยิปซัมเป็นวัสดุฉาบผนังและฝ้าเพดานภายในคุณภาพสูง ผิวผนังที่ฉาบด้วยปูนชนิดนี้จะเรียบเนียน ไม่เป็นผง ยึดเกาะกับพื้นผิวได้ดี ไม่แตกร้าวหรือหลุดล่อน และมีคุณสมบัติกันไฟ ยิปซัมยึดติดเป็นวัสดุยึดติดแผ่นผนังเบาชนิดใหม่ที่ทำจากยิปซัมเป็นวัสดุหลักและเติมสารเติมแต่งต่างๆ เหมาะสำหรับการยึดติดระหว่างวัสดุก่อสร้างอนินทรีย์ต่างๆ ปลอดสารพิษ ไม่มีกลิ่น มีคุณสมบัติแข็งแรงเร็ว แห้งเร็ว และยึดเกาะแน่น จึงเป็นวัสดุรองรับสำหรับแผ่นผนังและบล็อกก่อสร้าง ปูนยาแนวยิปซัมใช้สำหรับอุดช่องว่างระหว่างแผ่นยิปซัมและซ่อมแซมรอยแตกร้าวของผนัง

ผลิตภัณฑ์ยิปซัมเหล่านี้มีหน้าที่การทำงานที่หลากหลาย นอกเหนือจากบทบาทของยิปซัมและสารเติมแต่งที่เกี่ยวข้องแล้ว ประเด็นสำคัญคือสารเติมแต่งเซลลูโลสอีเทอร์มีบทบาทสำคัญ เนื่องจากยิปซัมแบ่งออกเป็นยิปซัมปราศจากน้ำและยิปซัมเฮมิไฮเดรต ยิปซัมแต่ละชนิดจึงมีผลต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์แตกต่างกัน ดังนั้น การเพิ่มความหนืด การกักเก็บน้ำ และการหน่วงการแข็งตัวจึงเป็นตัวกำหนดคุณภาพของวัสดุก่อสร้างยิปซัม ปัญหาทั่วไปของวัสดุเหล่านี้คือการผุกร่อนและการแตกร้าว และความแข็งแรงเริ่มต้นไม่สามารถคงไว้ได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงต้องเลือกชนิดของเซลลูโลสและวิธีการใช้สารหน่วงการแข็งตัวแบบผสม ในเรื่องนี้ โดยทั่วไปจะเลือกใช้เมทิลหรือไฮดรอกซีโพรพิลเมทิล 30000 –60000 ในปริมาณ 1.5‰–2‰ โดยเซลลูโลสจะเน้นที่การกักเก็บน้ำและการหล่อลื่นเพื่อหน่วงการแข็งตัว

อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะพึ่งพาสารเซลลูโลสอีเทอร์เป็นสารหน่วงการแข็งตัว และจำเป็นต้องเติมกรดซิตริกเป็นสารหน่วงการแข็งตัวเพิ่มเติมเพื่อผสมและใช้งานโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงเริ่มต้น

โดยทั่วไป การกักเก็บน้ำหมายถึงปริมาณน้ำที่จะสูญเสียไปตามธรรมชาติโดยไม่มีการดูดซับน้ำจากภายนอก หากผนังแห้งเกินไป การดูดซับน้ำและการระเหยตามธรรมชาติบนพื้นผิวจะทำให้วัสดุสูญเสียน้ำเร็วเกินไป และจะเกิดการผุกร่อนและแตกร้าวได้

วิธีการใช้นี้คือผสมกับผงแห้ง หากต้องการเตรียมเป็นสารละลาย โปรดดูวิธีการเตรียมสารละลาย

5. ปูนฉนวนกันความร้อน

ปูนฉนวนกันความร้อนเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนสำหรับผนังภายในชนิดใหม่ในภาคเหนือ เป็นวัสดุผนังที่สังเคราะห์ขึ้นจากวัสดุฉนวนกันความร้อน ปูน และสารยึดเกาะ ในวัสดุนี้ เซลลูโลสมีบทบาทสำคัญในการยึดเกาะและเพิ่มความแข็งแรง โดยทั่วไปจะเลือกใช้เมทิลเซลลูโลสที่มีความหนืดสูง (ประมาณ 150,000) ปริมาณการใช้โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 2‰-3‰ และวิธีการใช้คือการผสมผงแห้ง

6. ตัวแทนอินเทอร์เฟซ

สารประสานควรเป็น HPNC20000 และกาวติดกระเบื้องควรมีค่ามากกว่า 100,000 สารประสานควรใช้เป็นสารเพิ่มความหนืด ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงดึงและความต้านทานต่อการเกิดรอยแตกได้