دور اثير السليولوز في الملاط الجاف

إيثر السليلوز هو بوليمر صناعي مصنوع من السليلوز الطبيعي عن طريق التعديل الكيميائي. إيثر السليلوز هو مشتق من السليلوز الطبيعي. يختلف إنتاج إيثر السليلوز عن البوليمرات الاصطناعية. المادة الأساسية فيه هي السليلوز، وهو مركب بوليمر طبيعي. نظرًا لخصوصية بنية السليلوز الطبيعية، فإن السليلوز نفسه ليس لديه القدرة على التفاعل مع عوامل الأثير. ومع ذلك، بعد معالجة عامل التورم، يتم تدمير الروابط الهيدروجينية القوية بين السلاسل الجزيئية والسلاسل، ويصبح الإطلاق النشط لمجموعة الهيدروكسيل عبارة عن السليلوز القلوي التفاعلي. الحصول على الأثير السليلوز.

تعتمد خصائص إثيرات السليلوز على نوع البدائل وعددها وتوزيعها. يعتمد تصنيف إثيرات السليلوز أيضًا على نوع البدائل ودرجة الأثير والذوبان وخصائص التطبيق ذات الصلة. وفقًا لنوع البدائل في السلسلة الجزيئية، يمكن تقسيمها إلى إيثر أحادي وإيثر مختلط. إن MC الذي نستخدمه عادةً هو إيثر أحادي، وHPMC هو إيثر مختلط. إيثر سليلوز الميثيل MC هو المنتج بعد استبدال مجموعة الهيدروكسيل الموجودة في وحدة الجلوكوز من السليلوز الطبيعي بالميثوكسي. هو منتج يتم الحصول عليه عن طريق استبدال جزء من مجموعة الهيدروكسيل على الوحدة بمجموعة ميثوكسي وجزء آخر بمجموعة هيدروكسي بروبيل. الصيغة الهيكلية هي [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز إيثر HEMC، وهذه هي الأصناف الرئيسية المستخدمة على نطاق واسع وتباع في السوق.

ومن حيث الذوبان يمكن تقسيمها إلى أيونية وغير أيونية. تتكون إثيرات السليلوز غير الأيونية القابلة للذوبان في الماء بشكل أساسي من سلسلتين من إثيرات الألكيل وإثيرات الهيدروكسي ألكيل. يستخدم Ionic CMC بشكل رئيسي في المنظفات الاصطناعية وطباعة المنسوجات والصباغة والتنقيب عن المواد الغذائية والنفط. تستخدم MC غير الأيونية، HPMC، HEMC، وما إلى ذلك بشكل رئيسي في مواد البناء، وطلاءات اللاتكس، والأدوية، والمواد الكيميائية اليومية، وما إلى ذلك. تستخدم كمثخن، وعامل الاحتفاظ بالمياه، ومثبت، ومشتت، وعامل تشكيل الفيلم.

احتباس الماء من الأثير السليلوز

في إنتاج مواد البناء، وخاصة الملاط الجاف، يلعب إيثر السليلوز دورا لا يمكن الاستغناء عنه، وخاصة في إنتاج الملاط الخاص (الملاط المعدل)، فهو عنصر لا غنى عنه ومهم.

الدور الهام لإيثر السليلوز القابل للذوبان في الماء في الملاط له ثلاثة جوانب بشكل أساسي، أحدهما هو القدرة الممتازة على الاحتفاظ بالماء، والآخر هو التأثير على اتساق الملاط وتنوعه، والثالث هو التفاعل مع الأسمنت.

يعتمد تأثير احتباس الماء لإثير السليلوز على امتصاص الماء للطبقة الأساسية، وتكوين الملاط، وسمك طبقة الملاط، والطلب على الماء للملاط، ووقت الإعداد لمادة التثبيت. احتباس الماء في إيثر السليلوز نفسه يأتي من قابلية ذوبان وإيثر السليلوز نفسه في الجفاف. كما نعلم جميعًا، على الرغم من أن سلسلة جزيئات السليلوز تحتوي على عدد كبير من مجموعات OH القابلة للترطيب بدرجة عالية، إلا أنها غير قابلة للذوبان في الماء، لأن بنية السليلوز تتمتع بدرجة عالية من التبلور. إن قدرة مجموعات الهيدروكسيل وحدها على الترطيب ليست كافية لتغطية الروابط الهيدروجينية القوية وقوى فان دير فالس بين الجزيئات. ولذلك، فإنه ينتفخ فقط، ولكن لا يذوب في الماء. عندما يتم إدخال بديل في السلسلة الجزيئية، لا يدمر البديل سلسلة الهيدروجين فحسب، بل يتم أيضًا تدمير رابطة الهيدروجين البينية بسبب التصاق البديل بين السلاسل المجاورة. كلما كان البديل أكبر، كلما زادت المسافة بين الجزيئات. كلما زادت المسافة. كلما زاد تأثير تدمير الروابط الهيدروجينية، يصبح إيثر السليلوز قابلاً للذوبان في الماء بعد تمدد شبكة السليلوز ودخول المحلول مكونًا محلول عالي اللزوجة. عندما ترتفع درجة الحرارة، يضعف ترطيب البوليمر، ويتم طرد الماء بين السلاسل. عندما يكون تأثير الجفاف كافيًا، تبدأ الجزيئات في التجمع، وتشكل هيكلًا شبكيًا ثلاثي الأبعاد هلاميًا ومطويًا. تشمل العوامل التي تؤثر على احتباس الماء في الملاط لزوجة إيثر السليلوز، والكمية المضافة، ودقة الجسيمات، ودرجة حرارة الاستخدام.

كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، كان أداء الاحتفاظ بالماء أفضل، وكلما زادت لزوجة محلول البوليمر. اعتمادًا على الوزن الجزيئي (درجة البلمرة) للبوليمر، يتم تحديده أيضًا من خلال طول سلسلة التركيب الجزيئي وشكل السلسلة، كما يؤثر توزيع أنواع وكميات البدائل بشكل مباشر على نطاق اللزوجة. [η]=كمα

[η] اللزوجة الجوهرية لمحلول البوليمر
م الوزن الجزيئي للبوليمر
ثابت خاصية البوليمر α
معامل حل اللزوجة K

تعتمد لزوجة محلول البوليمر على الوزن الجزيئي للبوليمر. ترتبط لزوجة وتركيز محلول إيثر السليلوز بالتطبيق في مختلف المجالات. لذلك، كل إيثر سليلوز له العديد من مواصفات اللزوجة المختلفة، ويتم تعديل اللزوجة بشكل أساسي عن طريق تحلل السليلوز القلوي، أي كسر سلاسل السليلوز الجزيئية.
كلما زادت كمية إيثر السليلوز المضافة إلى المونة، كان أداء الاحتفاظ بالماء أفضل، وكلما زادت اللزوجة، كان أداء الاحتفاظ بالماء أفضل.

بالنسبة لحجم الجسيمات، كلما كانت الجسيمات أصغر، كان احتباس الماء أفضل. انظر الشكل 3. بعد اتصال الجسيم الكبير من أثير السليلوز بالماء، يذوب السطح على الفور ويشكل مادة هلامية لتغليف المادة لمنع جزيئات الماء من الاستمرار في التسلل. يذوب أقل من التشتت المنتظم، ويشكل محلولًا ندفيًا غائمًا أو تكتلات. إنه يؤثر بشكل كبير على احتباس الماء لإيثر السليلوز، والذوبان هو أحد العوامل لاختيار إيثر السليلوز.

سماكة وتسييل الأثير السليلوز

الوظيفة الثانية لإثير السليلوز – التسميك، تعتمد على: درجة بلمرة إيثر السليلوز، تركيز المحلول، معدل القص، درجة الحرارة وغيرها من الشروط. خاصية التبلور للمحلول فريدة من نوعها بالنسبة لألكيل السليلوز ومشتقاته المعدلة. ترتبط خصائص التبلور بدرجة الاستبدال وتركيز المحلول والمواد المضافة. بالنسبة لمشتقات الهيدروكسي ألكيل المعدلة، ترتبط خصائص الجل أيضًا بدرجة تعديل الهيدروكسي ألكيل. بالنسبة لللزوجة المنخفضة MC وHPMC، يمكن تحضير محلول 10%-15%، ويمكن تحضير محلول MC وHPMC ذو اللزوجة المتوسطة 5%-10%، ويمكن لـ MC وHPMC اللزوجة العالية تحضير محلول 2%-3% فقط، وعادةً يتم أيضًا تصنيف تصنيف لزوجة إيثر السليلوز بمحلول 1٪ -2٪. يتميز إيثر السليلوز ذو الوزن الجزيئي العالي بكفاءة سماكة عالية. في نفس محلول التركيز، تكون البوليمرات ذات الأوزان الجزيئية المختلفة ذات لزوجة مختلفة. درجة عالية. لا يمكن تحقيق اللزوجة المستهدفة إلا عن طريق إضافة كمية كبيرة من إيثر السليلوز منخفض الوزن الجزيئي. لزوجته تعتمد بشكل قليل على معدل القص، واللزوجة العالية تصل إلى اللزوجة المستهدفة، وكمية الإضافة المطلوبة صغيرة، واللزوجة تعتمد على كفاءة السماكة. لذلك، لتحقيق اتساق معين، يجب ضمان كمية معينة من إيثر السليلوز (تركيز المحلول) ولزوجة المحلول. كما تنخفض درجة حرارة هلام المحلول خطيًا مع زيادة تركيز المحلول، وتتجلى عند درجة حرارة الغرفة بعد الوصول إلى تركيز معين. تركيز التبلور HPMC مرتفع نسبيا في درجة حرارة الغرفة.

يمكن أيضًا ضبط الاتساق عن طريق اختيار حجم الجسيمات واختيار إثيرات السليلوز بدرجات مختلفة من التعديل. ما يسمى بالتعديل هو إدخال درجة معينة من استبدال مجموعات الهيدروكسي ألكيل على الهيكل العظمي لـ MC. عن طريق تغيير قيم الاستبدال النسبية للبديلين، أي قيم الاستبدال النسبية DS وMS لمجموعتي الميثوكسي والهيدروكسي ألكيل التي كثيرا ما نقولها. يمكن الحصول على متطلبات أداء مختلفة لإيثر السليلوز عن طريق تغيير قيم الاستبدال النسبية للبديلين.

يجب أن تذوب إثيرات السليلوز المستخدمة في مواد البناء المسحوقة بسرعة في الماء البارد وتوفر تناسقًا مناسبًا للنظام. إذا تم إعطاؤه معدل قص معين، فإنه لا يزال يصبح كتلة ندفية وغروية، وهو منتج دون المستوى المطلوب أو ذو جودة رديئة.

هناك أيضًا علاقة خطية جيدة بين قوام عجينة الأسمنت وجرعة إيثر السليلوز. يمكن أن يزيد إيثر السليلوز من لزوجة الملاط بشكل كبير. كلما كانت الجرعة أكبر، كان التأثير أكثر وضوحا.

يحتوي المحلول المائي لإيثر السليلوز عالي اللزوجة على درجة عالية من الانسيابية، وهي أيضًا سمة رئيسية لإيثر السليلوز. تحتوي المحاليل المائية لبوليمرات MC عادة على سيولة كاذبة وغير متغيرة الانسيابية تحت درجة حرارة الهلام، ولكن خصائص التدفق النيوتونية عند معدلات قص منخفضة. تزداد اللدونة الكاذبة مع الوزن الجزيئي أو تركيز إيثر السليلوز، بغض النظر عن نوع البديل ودرجة الاستبدال. لذلك، فإن إثيرات السليلوز من نفس درجة اللزوجة، بغض النظر عن MC، HPMC، HEMC، ستظهر دائمًا نفس الخصائص الريولوجية طالما ظل التركيز ودرجة الحرارة ثابتين. تتشكل المواد الهلامية الهيكلية عندما ترتفع درجة الحرارة، وتحدث تدفقات شديدة الانسيابية. تُظهر إثيرات السليلوز عالية التركيز ومنخفضة اللزوجة تغيرًا في الانسيابية حتى تحت درجة حرارة الجل. هذه الخاصية ذات فائدة كبيرة لتعديل التسوية والترهل في بناء ملاط ​​البناء. ويجب التوضيح هنا أنه كلما زادت لزوجة إيثر السليولوز، كان احتباس الماء أفضل، ولكن كلما زادت اللزوجة، زاد الوزن الجزيئي النسبي لإثير السليلوز، وما يقابله من انخفاض في قابليته للذوبان، مما له تأثير سلبي. على تركيز الملاط وأداء البناء. كلما زادت اللزوجة، كلما كان تأثير سماكة الملاط أكثر وضوحًا، لكنه ليس متناسبًا تمامًا. بعض اللزوجة المتوسطة والمنخفضة، ولكن الأثير السليلوز المعدل لديه أداء أفضل في تحسين القوة الهيكلية للملاط الرطب. مع زيادة اللزوجة، يتحسن احتباس الماء في إيثر السليلوز