Hydroxypropylmethylcellulose

Tổng quan: Được gọi là HPMC, là loại bột dạng sợi hoặc hạt màu trắng hoặc trắng ngà. Có nhiều loại cellulose và được sử dụng rộng rãi, nhưng chúng tôi chủ yếu liên hệ với khách hàng trong ngành vật liệu xây dựng dạng bột khô. Loại cellulose phổ biến nhất là hypromellose.

Quy trình sản xuất: Nguyên liệu chính của HPMC gồm: bông tinh chế, metyl clorua, propylen oxit, các nguyên liệu khác bao gồm kiềm dạng vảy, axit, toluen, isopropanol, v.v. Xử lý cellulose bông tinh chế bằng dung dịch kiềm ở 35-40℃ trong nửa giờ, ép, nghiền nhỏ cellulose và ủ ở 35℃ sao cho độ trùng hợp trung bình của sợi kiềm thu được nằm trong phạm vi yêu cầu. Cho sợi kiềm vào nồi ete hóa, lần lượt thêm propylen oxit và metyl clorua, và ete hóa ở 50-80°C trong 5 giờ, với áp suất tối đa khoảng 1,8 MPa. Sau đó, thêm một lượng axit clohydric và axit oxalic thích hợp vào nước nóng ở 90°C để rửa vật liệu nhằm tăng thể tích. Khử nước bằng máy ly tâm. Rửa cho đến khi trung tính, và khi hàm lượng ẩm trong vật liệu nhỏ hơn 60%, sấy khô bằng luồng khí nóng ở 130°C đến khi độ ẩm dưới 5%. Công dụng: giữ nước, làm đặc, chống chảy xệ do tính chất thixotropic, tạo bọt khí, làm chậm quá trình đông kết.

Khả năng giữ nước: Khả năng giữ nước là đặc tính quan trọng nhất của ete xenlulo! Trong sản xuất vữa thạch cao và các vật liệu khác, việc sử dụng ete xenlulo là rất cần thiết. Khả năng giữ nước cao giúp tro xi măng và thạch cao canxi phản ứng hoàn toàn (phản ứng càng hoàn toàn, cường độ càng cao). Trong cùng điều kiện, độ nhớt của ete xenlulo càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt (khoảng cách về độ nhớt trên 100.000 sẽ thu hẹp); liều lượng càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt, thông thường một lượng nhỏ ete ​​xenlulo có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của vữa. Tỷ lệ giữ nước, khi hàm lượng đạt đến một mức nhất định, xu hướng tăng tỷ lệ giữ nước sẽ chậm lại; tỷ lệ giữ nước của ete xenlulo thường giảm khi nhiệt độ môi trường tăng, nhưng một số loại ete xenlulo có độ gel cao cũng có hiệu suất giữ nước tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ cao. Sự khuếch tán qua lại giữa các phân tử nước và chuỗi phân tử ete xenluloza cho phép các phân tử nước đi vào bên trong các chuỗi đại phân tử ete xenluloza và nhận được lực liên kết mạnh, từ đó tạo thành nước tự do, giữ nước và cải thiện khả năng giữ nước của vữa xi măng.

Làm đặc, tạo độ nhớt và chống chảy xệ: mang lại độ nhớt tuyệt vời cho vữa ướt! Nó có thể làm tăng đáng kể độ bám dính giữa vữa ướt và lớp nền, đồng thời cải thiện khả năng chống chảy xệ của vữa. Tác dụng làm đặc của ete xenluloza cũng làm tăng khả năng chống phân tán và tính đồng nhất của vật liệu mới trộn, ngăn ngừa sự tách lớp, phân tách và chảy nhựa của vật liệu. Tác dụng làm đặc của ete xenluloza đối với vật liệu gốc xi măng đến từ độ nhớt của dung dịch ete xenluloza. Trong cùng điều kiện, độ nhớt của ete xenluloza càng cao thì độ nhớt của vật liệu gốc xi măng được cải tiến càng tốt, nhưng nếu độ nhớt quá lớn, nó sẽ ảnh hưởng đến tính lưu động và khả năng thi công của vật liệu (ví dụ như bay dính và cào trộn khó khăn hơn). Vữa tự san phẳng và bê tông tự lèn cần độ lưu động cao nên cần ete xenluloza có độ nhớt thấp. Ngoài ra, tác dụng làm đặc của ete xenluloza sẽ làm tăng nhu cầu nước của vật liệu gốc xi măng và tăng năng suất vữa. Dung dịch ete xenluloza trong nước có độ nhớt cao thể hiện tính chất thixotropy cao, đây cũng là một đặc tính chính của ete xenluloza. Dung dịch xenluloza trong nước nói chung có tính chất chảy giả dẻo, không thixotropy dưới nhiệt độ tạo gel, nhưng lại có tính chất chảy kiểu Newton ở tốc độ cắt thấp. Tính chất giả dẻo tăng lên khi khối lượng phân tử hoặc nồng độ ete xenluloza tăng. Gel cấu trúc được hình thành khi nhiệt độ tăng, và hiện tượng chảy thixotropy cao xảy ra. Ete xenluloza có nồng độ cao và độ nhớt thấp thể hiện tính chất thixotropy ngay cả dưới nhiệt độ tạo gel. Tính chất này rất có lợi cho việc thi công vữa xây dựng để điều chỉnh độ phẳng và độ võng. Cần lưu ý rằng độ nhớt của ete xenluloza càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt, nhưng độ nhớt càng cao thì khối lượng phân tử tương đối của ete xenluloza càng cao, và độ hòa tan tương ứng giảm, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến nồng độ và khả năng thi công của vữa.

Nguyên nhân: Cellulose ether có tác dụng tạo bọt khí rõ rệt đối với vật liệu gốc xi măng tươi. Cellulose ether có cả nhóm ưa nước (nhóm hydroxyl, nhóm ether) và nhóm kỵ nước (nhóm methyl, vòng glucose), là chất hoạt động bề mặt, có hoạt tính bề mặt, do đó có tác dụng tạo bọt khí. Tác dụng tạo bọt khí của cellulose ether sẽ tạo ra hiệu ứng “bóng”, có thể cải thiện hiệu suất làm việc của vật liệu mới trộn, chẳng hạn như tăng độ dẻo và độ mịn của vữa trong quá trình thi công, có lợi cho việc lát vữa; nó cũng sẽ làm tăng sản lượng vữa, giảm chi phí sản xuất vữa; nhưng nó sẽ làm tăng độ xốp của vật liệu đã đông cứng và làm giảm các tính chất cơ học của nó như cường độ và mô đun đàn hồi. Là một chất hoạt động bề mặt, cellulose ether cũng có tác dụng làm ướt hoặc bôi trơn các hạt xi măng, cùng với tác dụng tạo bọt khí của nó làm tăng tính lưu động của vật liệu gốc xi măng, nhưng tác dụng làm đặc của nó sẽ làm giảm tính lưu động. Tác dụng của sự lưu động là sự kết hợp của tác dụng làm dẻo và làm đặc. Khi hàm lượng ete xenluloza rất thấp, tác dụng chủ yếu là làm dẻo hoặc giảm lượng nước; khi hàm lượng cao, tác dụng làm đặc của ete xenluloza tăng nhanh, và tác dụng tạo bọt khí có xu hướng bão hòa, do đó hiệu suất tăng lên. Tác dụng làm đặc hoặc nhu cầu nước tăng lên.

Làm chậm quá trình đông kết: Ete cellulose có thể làm chậm quá trình hydrat hóa của xi măng. Ete cellulose mang lại cho vữa nhiều đặc tính có lợi, đồng thời làm giảm sự tỏa nhiệt hydrat hóa sớm của xi măng và làm chậm quá trình động học hydrat hóa của xi măng. Điều này không thuận lợi cho việc sử dụng vữa ở các vùng lạnh. Sự làm chậm này là do sự hấp phụ của các phân tử ete cellulose lên các sản phẩm hydrat hóa như CSH và Ca(OH)2. Do sự tăng độ nhớt của dung dịch trong lỗ rỗng, ete cellulose làm giảm khả năng di chuyển của các ion trong dung dịch, do đó làm chậm quá trình hydrat hóa. Nồng độ ete cellulose trong vật liệu gel khoáng càng cao, hiệu quả làm chậm hydrat hóa càng rõ rệt. Ete cellulose không chỉ làm chậm quá trình đông kết mà còn làm chậm quá trình cứng lại của hệ vữa xi măng. Hiệu quả làm chậm của ete cellulose không chỉ phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hệ gel khoáng mà còn phụ thuộc vào cấu trúc hóa học. Mức độ metyl hóa của HEMC càng cao, hiệu quả làm chậm của ete cellulose càng tốt. Hiệu quả làm chậm càng mạnh. Tuy nhiên, độ nhớt của ete xenluloza ít ảnh hưởng đến động học thủy hóa của xi măng. Khi hàm lượng ete xenluloza tăng lên, thời gian đông kết của vữa tăng lên đáng kể. Có mối tương quan phi tuyến tốt giữa thời gian đông kết ban đầu của vữa và hàm lượng ete xenluloza, trong khi thời gian đông kết cuối cùng có mối tương quan tuyến tính tốt với hàm lượng ete xenluloza. Chúng ta có thể kiểm soát thời gian thi công của vữa bằng cách thay đổi hàm lượng ete xenluloza. Trong sản phẩm, nó đóng vai trò giữ nước, làm đặc, làm chậm quá trình thủy hóa xi măng và cải thiện hiệu suất thi công. Khả năng giữ nước tốt giúp xi măng, thạch cao và canxi phản ứng hoàn toàn hơn, làm tăng đáng kể độ nhớt ướt, cải thiện độ bền liên kết của vữa, đồng thời có thể cải thiện độ bền kéo và độ bền cắt một cách thích hợp, nâng cao đáng kể hiệu quả thi công và năng suất công việc. Thời gian có thể điều chỉnh. Cải thiện khả năng phun hoặc bơm của vữa, cũng như độ bền kết cấu. Trong quá trình ứng dụng thực tế, cần phải xác định loại, độ nhớt và lượng xenluloza theo các sản phẩm khác nhau, thói quen thi công và môi trường.