Cellulose ether sa mga produkto nga nakabase sa semento

Ang cellulose ether usa ka klase nga multipurpose additive nga magamit sa mga produkto sa semento. Kini nga papel nagpaila sa kemikal nga mga kabtangan sa methyl cellulose (MC) ug hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC /) nga sagad gigamit sa mga produkto sa semento, ang pamaagi ug prinsipyo sa pukot nga solusyon ug ang mga nag-unang kinaiya sa solusyon. Ang pagkunhod sa temperatura sa thermal gel ug viscosity sa mga produkto sa semento gihisgutan base sa praktikal nga kasinatian sa produksiyon.

yawe nga mga pulong:cellulose ether; Methyl cellulose;Hydroxypropyl methyl cellulose; init nga temperatura sa gel; viscosity

1. Overview

Ang cellulose ether (CE sa mubo) gihimo sa cellulose pinaagi sa etherification reaction sa usa o ubay-ubay nga etherifying agent ug dry grinding. Ang CE mahimong bahinon sa ionic ug non-ionic nga mga tipo, diin ang non-ionic type CE tungod sa talagsaon nga thermal gel nga mga kinaiya ug solubility, salt resistance, heat resistance, ug adunay angay nga surface activity. Mahimo kini gamiton isip ahente sa pagpabilin sa tubig, ahente sa suspensyon, emulsifier, ahente sa pagporma sa pelikula, lubricant, adhesive ug rheological improver. Ang nag-unang mga langyaw nga konsumo nga mga dapit mao ang latex coatings, building materials, oil drilling ug uban pa. Kung itandi sa mga langyaw nga nasud, ang paghimo ug paggamit sa matunaw sa tubig nga CE naa pa sa iyang pagkabata. Uban sa pag-uswag sa kahimsog sa mga tawo ug kaamgohan sa kinaiyahan. Ang matunaw sa tubig nga CE, nga dili makadaot sa pisyolohiya ug dili makahugaw sa palibot, adunay daghang pag-uswag.

Sa natad sa mga materyales sa pagtukod kasagaran gipili CE mao ang methyl cellulose (MC) ug hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), mahimong gamiton ingon nga pintura, plaster, mortar ug semento nga mga produkto plasticizer, viscosifier, tubig paghawid ahente, hangin entraining ahente ug retarding ahente. Kadaghanan sa industriya sa mga materyales sa pagtukod gigamit sa normal nga temperatura, gamit ang mga kondisyon mao ang uga nga mix powder ug tubig, dili kaayo naglambigit sa mga dissolution nga mga kinaiya ug init nga gel nga mga kinaiya sa CE, apan sa mekanisado nga produksyon sa mga produkto sa semento ug uban pang mga espesyal nga kondisyon sa temperatura, kini nga mga kinaiya sa Ang CE adunay mas bug-os nga papel.

2. Kemikal nga mga kabtangan sa CE

Nakuha ang CE pinaagi sa pagtambal sa cellulose pinaagi sa sunud-sunod nga kemikal ug pisikal nga pamaagi. Sumala sa lain-laing mga kemikal substitution gambalay, kasagaran mahimong bahinon ngadto sa: MC, HPMC, hydroxyethyl cellulose (HEC), ug uban pa : Ang matag CE adunay sukaranan nga istruktura sa cellulose — dehydrated glucose. Sa proseso sa paghimo og CE, ang mga lanot sa selulusa una nga gipainit sa usa ka alkaline nga solusyon ug dayon gitambalan sa mga ahente sa etherifying. Ang mga produkto sa fibrous nga reaksyon giputli ug gipulbos aron mahimong usa ka uniporme nga pulbos sa usa ka piho nga pagkapino.

Ang proseso sa produksiyon sa MC naggamit lamang sa methane chloride isip etherifying agent. Gawas sa paggamit sa methane chloride, ang produksyon sa HPMC naggamit usab og propylene oxide aron makakuha og hydroxypropyl substituent groups. Ang lainlaing CE adunay lainlaing methyl ug hydroxypropyl substitution rate, nga makaapekto sa organic compatibility ug thermal gel temperature sa CE solution.

Ang gidaghanon sa mga substitution nga mga grupo sa dehydrated glucose structural units sa cellulose mahimong ipahayag sa porsyento sa masa o sa kasagaran nga gidaghanon sa mga substitution nga mga grupo (ie, DS - Degree of Substitution). Ang gidaghanon sa mga substituent nga grupo nagtino sa mga kabtangan sa mga produkto sa CE. Ang epekto sa kasagaran nga ang-ang sa pagpuli sa solubility sa mga produkto sa etherification mao ang mosunod:

(1) ubos nga substitution degree matunaw sa lihiya;

(2) medyo taas nga ang-ang sa substitution matunaw sa tubig;

(3) taas nga ang-ang sa substitution dissolved sa polar organic solvents;

(4) Mas taas nga ang-ang sa substitution dissolved sa non-polar organic solvents.

3. Dissolution nga pamaagi sa CE

Ang CE adunay usa ka talagsaon nga kabtangan sa solubility, kung ang temperatura mosaka sa usa ka temperatura, kini dili matunaw sa tubig, apan sa ubos niini nga temperatura, ang solubility niini motaas sa pagkunhod sa temperatura. Ang CE matunaw sa bugnaw nga tubig (ug sa pipila ka mga kaso sa piho nga mga organikong solvent) pinaagi sa proseso sa paghubag ug hydration. Ang mga solusyon sa CE walay klaro nga limitasyon sa solubility nga makita sa pagtunaw sa mga ionic salts. Ang konsentrasyon sa CE sa kasagaran limitado sa viscosity nga mahimong kontrolado sa mga kagamitan sa produksiyon, ug lainlain usab sumala sa viscosity ug kemikal nga lainlain nga gikinahanglan sa tiggamit. Ang solusyon nga konsentrasyon sa ubos nga viscosity CE kasagaran 10% ~ 15%, ug taas nga viscosity CE kasagaran limitado ngadto sa 2% ~ 3%. Ang lainlain nga klase sa CE (sama sa powder o surface treated powder o granular) mahimong makaapekto kung giunsa ang pag-andam sa solusyon.

3.1 CE nga walay pagtambal sa nawong

Bisan kung ang CE matunaw sa bugnaw nga tubig, kini kinahanglan nga hingpit nga isabwag sa tubig aron malikayan ang pagkumpol. Sa pipila ka mga kaso, ang usa ka high speed mixer o funnel mahimong magamit sa bugnaw nga tubig aron isabwag ang CE powder. Bisan pa, kung ang wala matambalan nga pulbos direkta nga idugang sa bugnaw nga tubig nga wala’y igo nga pagkutaw, daghang mga bugal ang maporma. Ang panguna nga hinungdan sa caking mao nga ang mga partikulo sa pulbos sa CE dili hingpit nga basa. Kung ang bahin lamang sa powder ang matunaw, usa ka gel film ang maporma, nga magpugong sa nahabilin nga powder gikan sa pagpadayon sa pagtunaw. Busa, sa dili pa mabungkag, ang mga partikulo sa CE kinahanglan nga bug-os nga magkatibulaag kutob sa mahimo. Ang mosunod nga duha ka mga paagi sa pagsabwag kasagarang gigamit.

3.1.1 Pamaagi sa pagsabwag sa dry mix

Kini nga pamaagi kasagarang gigamit sa mga produkto sa semento. Sa dili pa idugang ang tubig, isagol ang ubang pulbos sa CE powder nga parehas, aron ang mga partikulo sa pulbos sa CE magkatibulaag. Minimum nga ratio sa pagsagol: Uban pang powder: CE powder =(3 ~ 7): 1.

Sa kini nga pamaagi, ang pagsabwag sa CE nahuman sa uga nga estado, gamit ang uban nga pulbos ingon nga medium sa pagsabwag sa mga partikulo sa CE sa usag usa, aron malikayan ang mutual bonding sa mga partikulo sa CE kung magdugang og tubig ug makaapekto sa dugang nga pagkatunaw. Busa, ang init nga tubig dili gikinahanglan alang sa pagkatibulaag, apan ang dissolution rate nagdepende sa mga partikulo sa pulbos ug mga kondisyon sa pagpalihok.

3.1.2 Pamaagi sa pagsabwag sa init nga tubig

(1) Ang una nga 1/5 ~ 1/3 sa gikinahanglan nga pagpainit sa tubig ngadto sa 90C sa ibabaw, idugang ang CE, ug dayon pagpalihok hangtud nga ang tanan nga mga partikulo magkatibulaag basa, ug unya ang nahabilin nga tubig sa bugnaw o ice nga tubig gidugang aron makunhuran ang temperatura sa solusyon, sa higayon nga nakaabot sa CE dissolution temperatura, ang powder nagsugod sa hydrate, viscosity misaka.

(2) Mahimo usab nimo nga init ang tanan nga tubig, ug dayon idugang ang CE aron pukawon samtang mobugnaw hangtod makompleto ang hydration. Ang igo nga pagpabugnaw hinungdanon kaayo alang sa kompleto nga hydration sa CE ug pagporma sa viscosity. Alang sa maayo nga viscosity, ang solusyon sa MC kinahanglan nga pabugnawon sa 0 ~ 5 ℃, samtang ang HPMC kinahanglan lamang nga pabugnawon sa 20 ~ 25 ℃ o sa ubos. Tungod kay ang bug-os nga hydration nagkinahanglan og igong pagpabugnaw, ang HPMC nga mga solusyon kasagarang gigamit diin ang bugnaw nga tubig dili magamit: sumala sa impormasyon, ang HPMC adunay gamay nga pagkunhod sa temperatura kay sa MC sa mas ubos nga temperatura aron makab-ot ang sama nga viscosity. Angay nga matikdan nga ang pamaagi sa pagsabwag sa init nga tubig naghimo lamang sa mga partikulo sa CE nga magkatibulaag nga parehas sa mas taas nga temperatura, apan walay solusyon nga naporma niining panahona. Aron makakuha usa ka solusyon nga adunay usa ka piho nga viscosity, kini kinahanglan nga pabugnawon pag-usab.

3.2 Surface treated dispersible CE powder

Sa daghang mga kaso, ang CE gikinahanglan nga adunay pareho nga dispersible ug paspas nga hydration (pagporma sa viscosity) nga mga kinaiya sa bugnaw nga tubig. Ang nawong nga gitambalan nga CE temporaryo nga dili matunaw sa bugnaw nga tubig pagkahuman sa espesyal nga kemikal nga pagtambal, nga nagsiguro nga kung ang CE idugang sa tubig, dili dayon kini maporma nga klaro nga viscosity ug mahimong magkatibulaag sa ilawom sa medyo gamay nga mga kondisyon sa paggunting. Ang "panahon sa paglangan" sa hydration o viscosity formation mao ang resulta sa kombinasyon sa lebel sa surface treatment, temperatura, pH sa sistema, ug CE solution concentration. Ang paglangan sa hydration kasagarang mokunhod sa mas taas nga konsentrasyon, temperatura, ug pH nga lebel. Sa kinatibuk-an, bisan pa, ang konsentrasyon sa CE wala gikonsiderar hangtod nga kini moabot sa 5% (ang mass ratio sa tubig).

Alang sa labing maayo nga mga resulta ug hingpit nga hydration, ang nawong nga gitambalan nga CE kinahanglan nga pukawon sulod sa pipila ka minuto ubos sa neyutral nga mga kondisyon, uban ang pH range gikan sa 8.5 ngadto sa 9.0, hangtud nga ang maximum viscosity maabot (kasagaran 10-30 minutos). Sa higayon nga ang pH mausab ngadto sa sukaranan (pH 8.5 ngadto sa 9.0), ang nawong nga gitambalan sa CE hingpit ug paspas nga matunaw, ug ang solusyon mahimong lig-on sa pH 3 ngadto sa 11. Apan, importante nga matikdan nga ang pag-adjust sa pH sa usa ka taas nga konsentrasyon nga slurry magpahinabo nga ang viscosity mahimong taas kaayo alang sa pumping ug pagbubo. Ang pH kinahanglan nga ayohon human ang slurry lasaw sa gitinguha nga konsentrasyon.

Sa pagsumada, ang proseso sa pagtunaw sa CE naglakip sa duha ka proseso: pisikal nga pagkatibulaag ug kemikal nga pagkatunaw. Ang yawe mao ang pagsabwag sa mga partikulo sa CE sa usag usa sa wala pa ang pagkabungkag, aron malikayan ang pagtipon tungod sa taas nga viscosity sa panahon sa pagtunaw sa ubos nga temperatura, nga makaapekto sa dugang nga pagkabungkag.

4. Mga kabtangan sa solusyon sa CE

Ang lain-laing mga klase sa CE aqueous solutions mag-gelate sa ilang piho nga temperatura. Ang gel hingpit nga mabalik ug maporma ang usa ka solusyon kung gipabugnaw pag-usab. Ang mabalik nga thermal gelation sa CE talagsaon. Sa daghang mga produkto sa semento, ang panguna nga paggamit sa viscosity sa CE ug ang katugbang nga pagpabilin sa tubig ug mga kabtangan sa lubrication, ug ang viscosity ug temperatura sa gel adunay direkta nga relasyon, sa ilawom sa temperatura sa gel, mas mubu ang temperatura, mas taas ang viscosity sa CE, mas maayo ang katugbang nga water retention performance.

Ang kasamtangan nga katin-awan alang sa gel phenomenon mao kini: sa proseso sa pagtunaw, kini susama

Ang mga molekula nga polimer sa hilo nagkonektar sa lut-od sa molekula sa tubig, nga miresulta sa paghubag. Ang mga molekula sa tubig molihok sama sa lubricating oil, nga makabulag sa tag-as nga mga kadena sa polymer molekula, aron ang solusyon adunay mga kabtangan sa usa ka viscous fluid nga sayon ​​ilabay. Kung ang temperatura sa solusyon nagdugang, ang cellulose polymer anam-anam nga mawad-an sa tubig ug ang viscosity sa solusyon mikunhod. Kung ang punto sa gel maabot, ang polimer mahimong hingpit nga dehydrated, nga moresulta sa pagkadugtong tali sa mga polimer ug sa pagkaporma sa gel: ang kusog sa gel nagpadayon sa pagtaas samtang ang temperatura nagpabilin nga labaw sa gel point.

Samtang ang solusyon mobugnaw, ang gel magsugod sa pagbalik ug ang viscosity mikunhod. Sa katapusan, ang viscosity sa makapabugnaw nga solusyon mibalik sa inisyal nga pagtaas sa temperatura nga kurba ug nagdugang sa pagkunhod sa temperatura. Ang solusyon mahimong pabugnawon sa iyang inisyal nga viscosity value. Busa, ang proseso sa thermal gel sa CE mabalik.

Ang panguna nga papel sa CE sa mga produkto sa semento mao ang usa ka viscosifier, plasticizer ug ahente sa pagpadayon sa tubig, mao nga kung giunsa ang pagkontrol sa viscosity ug temperatura sa gel nahimo nga usa ka hinungdanon nga hinungdan sa mga produkto sa semento nga sagad gigamit ang una nga punto sa temperatura sa gel sa ilawom sa usa ka seksyon sa kurba, busa ang ubos nga temperatura, mas taas ang viscosity, mas klaro ang epekto sa viscosifier water retention. Ang mga resulta sa pagsulay sa extrusion cement board production line nagpakita usab nga ang ubos nga temperatura sa materyal ubos sa samang sulod sa CE, mas maayo ang viscosification ug water retention effect. Ingon nga ang sistema sa semento usa ka labi ka komplikado nga pisikal ug kemikal nga sistema sa kabtangan, adunay daghang mga hinungdan nga nakaapekto sa pagbag-o sa temperatura sa gel ug viscosity sa CE. Ug ang impluwensya sa lainlaing trend ug degree sa Taianin dili parehas, busa ang praktikal nga aplikasyon nakit-an usab nga pagkahuman sa pagsagol sa sistema sa semento, ang tinuud nga punto sa temperatura sa gel sa CE (nga mao, ang pagkunhod sa epekto sa papilit ug tubig klaro kaayo sa kini nga temperatura. ) mas ubos kaysa sa temperatura sa gel nga gipakita sa produkto, busa, sa pagpili sa mga produkto sa CE nga tagdon ang mga hinungdan nga hinungdan sa pagkunhod sa temperatura sa gel. Ang mosunud mao ang mga nag-unang hinungdan nga among gituohan nga makaapekto sa viscosity ug temperatura sa gel sa solusyon sa CE sa mga produkto sa semento.

4.1 Impluwensya sa pH bili sa viscosity

Ang MC ug HPMC dili-ionic, mao nga ang viscosity sa solusyon kay sa viscosity sa natural nga ionic glue adunay mas lapad nga range sa DH stability, apan kung ang pH value molapas sa range sa 3 ~ 11, kini anam-anam nga makunhuran ang viscosity sa usa ka mas taas nga temperatura o sa pagtipig sulod sa taas nga panahon, ilabi na ang taas nga viscosity nga solusyon. Ang viscosity sa CE product solution mikunhod sa lig-on nga acid o lig-on nga base nga solusyon, nga nag-una tungod sa dehydration sa CE tungod sa base ug acid. Busa, ang viscosity sa CE kasagaran mikunhod ngadto sa usa ka sukod sa alkaline nga palibot sa mga produkto sa semento.

4.2 Impluwensya sa pagpainit rate ug stirring sa gel proseso

Ang temperatura sa gel point maapektuhan sa hiniusa nga epekto sa rate sa pagpainit ug stirring shear rate. Ang taas nga tulin nga pagpalihok ug paspas nga pagpainit sa kasagaran makadugang sa temperatura sa gel nga kamahinungdanon, nga paborable alang sa mga produkto sa semento nga naporma pinaagi sa mekanikal nga pagsagol.

4.3 Impluwensya sa konsentrasyon sa init nga gel

Ang pagdugang sa konsentrasyon sa solusyon kasagarang nagpaubos sa temperatura sa gel, ug ang mga punto sa gel sa ubos nga viscosity CE mas taas kaysa sa taas nga viscosity CE. Sama sa DOW's METHOCEL A

Ang temperatura sa gel makunhuran sa 10 ℃ alang sa matag 2% nga pagtaas sa konsentrasyon sa produkto. Ang 2% nga pagtaas sa konsentrasyon sa F-type nga mga produkto makapakunhod sa temperatura sa gel sa 4 ℃.

4.4 Impluwensya sa mga additives sa thermal gelation

Sa natad sa mga materyales sa pagtukod, daghang mga materyales ang dili organikong mga asin, nga adunay hinungdanon nga epekto sa temperatura sa gel sa solusyon sa CE. Depende kung ang additive naglihok ingon coagulant o solubilizing agent, ang pipila nga mga additives makapataas sa temperatura sa thermal gel sa CE, samtang ang uban makapakunhod sa temperatura sa thermal gel sa CE: pananglitan, solvent-enhancing ethanol, PEG-400(polyethylene glycol) , anediol, ug uban pa, makadugang sa punto sa gel. Ang mga asin, gliserin, sorbitol ug uban pang mga substansiya makapakunhod sa gel point, ang non-ionic CE sa kasagaran dili ma-precipitate tungod sa polyvalent metal ions, apan kung ang electrolyte concentration o uban pang dissolved substances molapas sa usa ka piho nga limitasyon, ang mga produkto sa CE mahimong salted out sa solusyon, kini tungod sa kompetisyon sa mga electrolyte sa tubig, nga miresulta sa pagkunhod sa hydration sa CE, Ang sulud sa asin sa solusyon sa produkto sa CE sa kasagaran mas taas kaysa sa produkto sa Mc, ug ang sulud sa asin gamay nga lahi. sa lain-laing HPMC.

Daghang mga sangkap sa mga produkto sa semento ang maghimo sa gel point sa CE nga mahulog, mao nga ang pagpili sa mga additives kinahanglan nga tagdon nga kini mahimong hinungdan sa gel point ug viscosity sa mga pagbag-o sa CE.

5. Panapos

(1) cellulose ether mao ang natural nga cellulose pinaagi sa etherification reaksyon, adunay sukaranan nga structural unit sa dehydrated glucose, sumala sa matang ug gidaghanon sa mga substituent nga mga grupo sa iyang puli nga posisyon ug adunay lain-laing mga kabtangan. Ang non-ionic ether sama sa MC ug HPMC mahimong gamiton isip viscosifier, water retention agent, air entrainment agent ug uban pang kaylap nga gigamit sa mga produkto sa mga materyales sa pagtukod.

(2) Ang CE adunay talagsaon nga solubility, pagporma sa solusyon sa usa ka temperatura (sama sa temperatura sa gel), ug pagporma sa solid nga gel o solid nga partikulo nga sagol sa temperatura sa gel. Ang nag-unang mga pamaagi sa dissolution mao ang uga nga pagsagol nga pamaagi sa pagsabwag, init nga tubig nga pamaagi sa pagsabwag, ug uban pa, sa mga produkto sa semento nga sagad gigamit mao ang uga nga pagsagol sa dispersion nga pamaagi. Ang yawe mao ang pagsabwag sa CE nga parehas sa dili pa kini matunaw, nga maghimo usa ka solusyon sa mubu nga temperatura.

(3) Ang konsentrasyon sa solusyon, temperatura, pH nga kantidad, kemikal nga mga kabtangan sa mga additives ug stirring rate makaapekto sa temperatura sa gel ug viscosity sa CE nga solusyon, ilabi na ang mga produkto sa semento nga dili organikong mga solusyon sa asin sa alkaline nga palibot, kasagaran makunhuran ang temperatura sa gel ug viscosity sa CE nga solusyon. , nagdala sa dili maayo nga mga epekto. Busa, sumala sa mga kinaiya sa CE, una, kini kinahanglan gamiton sa usa ka ubos nga temperatura (ubos sa temperatura sa gel), ug ikaduha, ang impluwensya sa mga additives kinahanglan nga tagdon.