Pag-uswag sa nobela nga HEMC cellulose ethers aron makunhuran ang agglomeration sa gypsum-based machine-sprayed plasters

Pag-uswag sa nobela nga HEMC cellulose ethers aron makunhuran ang agglomeration sa gypsum-based machine-sprayed plasters

Gypsum-based machine-sprayed plaster (GSP) kaylap nga gigamit sa Western Europe sukad sa 1970s. Ang pagtunga sa mekanikal nga pag-spray epektibo nga nagpauswag sa kahusayan sa pagtukod sa plastering samtang gipamubu ang gasto sa pagtukod. Sa pagpalalom sa komersyalisasyon sa GSP, ang matunaw sa tubig nga cellulose ether nahimong usa ka hinungdanon nga additive. Ang cellulose ether naghatag sa GSP og maayo nga performance sa pagpabilin sa tubig, nga naglimite sa pagsuyup sa substrate sa umog sa plaster, sa ingon makakuha og usa ka lig-on nga oras sa pagtakda ug maayo nga mekanikal nga mga kabtangan. Dugang pa, ang espesipikong rheological curve sa cellulose ether makapauswag sa epekto sa pag-spray sa makina ug makapasayon ​​sa mga sunod-sunod nga mortar leveling ug mga proseso sa pagtapos.

Bisan pa sa dayag nga mga bentaha sa cellulose ethers sa mga aplikasyon sa GSP, mahimo usab kini nga potensyal nga makatampo sa pagporma sa uga nga mga bugal kung gi-spray. Kini nga mga unwetted clumps nailhan usab nga clumping o caking, ug kini makadaot sa pag-leveling ug paghuman sa mortar. Ang agglomeration makapakunhod sa kahusayan sa site ug makadugang sa gasto sa mga aplikasyon sa produkto nga gypsum nga adunay taas nga performance. Aron mas masabtan ang epekto sa cellulose ethers sa pagporma sa mga lumps sa GSP, nagpahigayon kami og pagtuon aron pagsulay sa pag-ila sa mga may kalabutan nga mga parameter sa produkto nga nag-impluwensya sa ilang pagporma. Pinasukad sa mga resulta sa kini nga pagtuon, naghimo kami usa ka serye sa mga produkto sa cellulose ether nga adunay pagkunhod sa kalagmitan sa pagtipon ug gisusi kini sa praktikal nga mga aplikasyon.

yawe nga mga pulong: cellulose ether; gypsum machine spray plaster; dissolution rate; morphology sa partikulo

1. Pasiuna

Ang mga water-soluble cellulose ethers malampuson nga gigamit sa gypsum-based machine-sprayed plasters (GSP) aron makontrol ang panginahanglan sa tubig, mapaayo ang pagpabilin sa tubig ug mapaayo ang rheological properties sa mortar. Busa, kini makatabang sa pagpalambo sa performance sa basa nga mortar, sa ingon pagsiguro sa gikinahanglan nga kalig-on sa mortar. Tungod sa komersyo niini ug mahigalaon sa kinaiyahan nga mga kabtangan, ang dry mix GSP nahimong kaylap nga gigamit nga interior building material sa tibuok Europe sa miaging 20 ka tuig.

Ang makinarya para sa pagsagol ug pag-spray sa dry-blend GSP malampuson nga na-komersiyo sulod sa mga dekada. Bisan tuod ang pipila ka teknikal nga mga bahin sa mga ekipo gikan sa lain-laing mga tiggama lain-laing mga, ang tanan nga komersiyal nga magamit nga spraying machine nagtugot sa usa ka limitado kaayo nga panahon sa agitation alang sa tubig sa pagsagol sa cellulose ether-containing gypsum dry-mix mortar. Sa kinatibuk-an, ang tibuok proseso sa pagsagol nagkinahanglan lamang og pipila ka segundo. Human sa pagsagol, ang basa nga mortar ibomba pinaagi sa delivery hose ug isabwag sa substrate nga bungbong. Ang tibuok proseso mahuman sulod sa usa ka minuto. Bisan pa, sa ingon ka mubo nga panahon, ang mga cellulose ether kinahanglan nga hingpit nga matunaw aron hingpit nga mapalambo ang ilang mga kabtangan sa aplikasyon. Ang pagdugang sa pino nga yuta nga cellulose ether nga mga produkto sa mga pormulasyon sa gypsum mortar nagsiguro sa hingpit nga pagkatunaw sa kini nga proseso sa pag-spray.

Ang pino nga yuta nga cellulose ether nagtukod sa pagkamakanunayon sa madali sa pagkontak sa tubig sa panahon sa pag-agay sa sprayer. Ang paspas nga pagtaas sa viscosity tungod sa pagkatunaw sa cellulose ether hinungdan sa mga problema sa dungan nga pag-basa sa tubig sa gypsum cementitious nga mga partikulo sa materyal. Samtang ang tubig magsugod sa pagpalapot, kini mahimong dili kaayo pluwido ug dili makasulod sa gagmay nga mga pores tali sa mga partikulo sa gypsum. Human mabara ang pag-access sa mga pores, ang proseso sa pag-basa sa mga partikulo sa semento nga materyal pinaagi sa tubig nalangan. Ang oras sa pagsagol sa sprayer mas mubo kaysa sa oras nga gikinahanglan aron bug-os nga mabasa ang mga partikulo sa gypsum, nga miresulta sa pagporma sa uga nga powder clumps sa lab-as nga basa nga mortar. Sa higayon nga maporma kini nga mga pungpong, kini makababag sa pagkaepisyente sa mga mamumuo sa sunod nga mga proseso: ang pag-level sa mortar nga adunay mga pungpong lisud kaayo ug nagkinahanglan og dugang nga panahon. Bisan kung nahuman na ang mortar, ang una nga naporma nga mga pungpong mahimong magpakita. Pananglitan, ang pagtabon sa mga pungpong sa sulod sa panahon sa pagtukod magdala ngadto sa dagway sa ngitngit nga mga dapit sa ulahing yugto, nga dili nato gusto nga makita.

Bisan kung ang mga cellulose ether gigamit ingon mga additives sa GSP sa daghang mga tuig, ang epekto niini sa pagporma sa dili basa nga mga bukol wala pa kaayo gitun-an hangtod karon. Kini nga artikulo nagpresentar sa usa ka sistematikong pamaagi nga magamit aron masabtan ang hinungdan sa agglomeration gikan sa usa ka cellulose ether nga panan-aw.

2. Mga hinungdan sa pagporma sa mga unwetted clumps sa GSP

2.1 Pagbasa sa mga plaster-based nga mga plaster

Sa unang mga hugna sa pag-establisar sa programa sa panukiduki, daghang posible nga mga hinungdan sa pagporma sa mga pungpong sa CSP ang natigom. Sunod, pinaagi sa pag-analisa nga gitabangan sa kompyuter, ang problema gipunting kung adunay praktikal nga solusyon sa teknikal. Pinaagi niini nga mga buhat, ang labing maayo nga solusyon sa pagporma sa mga agglomerates sa GSP preliminarily screened out. Gikan sa parehas nga teknikal ug komersyal nga mga konsiderasyon, ang teknikal nga ruta sa pagbag-o sa basa sa mga partikulo sa gypsum pinaagi sa pagtambal sa ibabaw wala gisalikway. Gikan sa usa ka komersyal nga punto sa panglantaw, ang ideya sa pag-ilis sa kasamtangan nga mga ekipo sa usa ka spraying ekipo uban sa usa ka espesyal nga gidisenyo mixing chamber nga makasiguro sa igo nga pagsagol sa tubig ug mortar gimandoan.

Ang laing kapilian mao ang paggamit sa mga wetting agent isip mga additives sa mga pormulasyon sa gypsum plaster ug nakakita na kami og patente alang niini. Bisan pa, ang pagdugang niini nga additive dili kalikayan nga negatibo nga makaapekto sa kaarang sa pagtrabaho sa plaster. Labaw sa tanan, kini nagbag-o sa pisikal nga mga kabtangan sa mortar, labi na ang katig-a ug kusog. Mao nga wala namo kini gisusi pag-ayo. Dugang pa, ang pagdugang sa mga wetting agent giisip usab nga posibleng adunay dili maayo nga epekto sa kinaiyahan.

Sa pagkonsiderar nga ang cellulose ether kabahin na sa gypsum-based plaster formulation, ang pag-optimize sa cellulose ether mismo nahimong pinakamaayong solusyon nga mapili. Sa parehas nga oras, kinahanglan nga dili kini makaapekto sa mga kabtangan sa pagpadayon sa tubig o makadaot sa mga rheological nga kabtangan sa plaster nga gigamit. Base sa naunang gisugyot nga pangagpas nga ang henerasyon sa mga non-wetted powders sa GSP tungod sa sobra ka paspas nga pagtaas sa viscosity sa cellulose ethers human sa kontak sa tubig sa panahon sa stirring, pagkontrolar sa dissolution mga kinaiya sa cellulose ethers nahimong nag-unang tumong sa atong pagtuon. .

2.2 Panahon sa pagtunaw sa cellulose ether

Ang usa ka dali nga paagi aron mapahinay ang rate sa pagkatunaw sa mga cellulose ether mao ang paggamit sa mga produkto nga granular nga grado. Ang nag-unang disbentaha sa paggamit niini nga pamaagi sa GSP mao nga ang mga partikulo nga sobra ka coarse dili hingpit nga matunaw sulod sa mubo nga 10-segundo nga agitation window sa sprayer, nga mosangpot sa pagkawala sa tubig nga pagpabilin. Dugang pa, ang paghubag sa wala matunaw nga cellulose ether sa ulahi nga yugto modala sa pagpalapot pagkahuman sa pagplastar ug makaapekto sa pasundayag sa pagtukod, nga dili naton gusto nga makita.

Ang laing kapilian aron makunhuran ang rate sa pagkatunaw sa mga cellulose ethers mao ang pag-crosslink sa nawong sa cellulose ether nga adunay glyoxal. Bisan pa, tungod kay ang reaksyon sa crosslinking kontrolado sa pH, ang rate sa pagkatunaw sa mga cellulose ether nagsalig kaayo sa pH sa naglibot nga tubig nga solusyon. Ang pH nga bili sa sistema sa GSP nga gisagol sa slaked lime taas kaayo, ug ang cross-linking bonds sa glyoxal sa ibabaw dali nga giablihan human makontak ang tubig, ug ang viscosity nagsugod dayon sa pagtaas. Busa, ang maong mga kemikal nga pagtambal dili makahimo sa usa ka papel sa pagkontrolar sa dissolution rate sa GSP.

Ang oras sa pagkatunaw sa cellulose ethers nagdepende usab sa ilang partikulo nga morpolohiya. Bisan pa, kini nga kamatuoran wala pa nakadawat daghang pagtagad hangtod karon, bisan kung ang epekto hinungdanon kaayo. Sila adunay kanunay nga linear dissolution rate [kg/(m2•s)], mao nga ang ilang pagkatunaw ug viscosity build-up proporsyonal sa magamit nga nawong. Kini nga rate mahimong lahi kaayo sa mga pagbag-o sa morpolohiya sa mga partikulo sa selulusa. Sa among mga kalkulasyon gituohan nga ang bug-os nga viscosity (100%) maabot pagkahuman sa 5 segundos sa pagpalihok sa pagsagol.

Ang mga kalkulasyon sa lain-laing mga morphologies sa partikulo nagpakita nga ang spherical nga mga partikulo adunay viscosity nga 35% sa katapusang viscosity sa katunga sa oras sa pagsagol. Sa parehas nga yugto sa panahon, ang mga partikulo sa cellulose ether nga pormag rod mahimo ra makaabut sa 10%. Ang pormag-disk nga mga partikulo bag-o lang nagsugod sa pagkatunaw pagkahuman2.5 segundos.

Apil usab ang sulundon nga mga kinaiya sa solubility alang sa cellulose ethers sa GSP. Paglangan sa inisyal nga viscosity build-up sa sobra sa 4.5 ka segundo. Human niana, ang viscosity paspas nga misaka sa pagkab-ot sa katapusan nga viscosity sulod sa 5 segundos sa stirring mixing time. Sa GSP, ang ingon ka dugay nga nalangan nga oras sa pagtunaw nagtugot sa sistema nga adunay gamay nga viscosity, ug ang dugang nga tubig mahimong hingpit nga mabasa ang mga partikulo sa gypsum ug mosulod sa mga pores taliwala sa mga partikulo nga wala’y kasamok.

3. Particle morphology sa cellulose ether

3.1 Pagsukod sa morpolohiya sa partikulo

Tungod kay ang porma sa mga partikulo sa cellulose ether adunay ingon ka hinungdanon nga epekto sa solubility, kinahanglan una nga mahibal-an ang mga parameter nga naghulagway sa porma sa mga partikulo sa cellulose ether, ug dayon aron mahibal-an ang mga kalainan tali sa dili basa Ang pagporma sa mga agglomerates usa ka labi nga may kalabutan nga parameter. .

Nakuha namo ang particle morphology sa cellulose ether pinaagi sa dynamic nga image analysis technique. Ang particle morphology sa cellulose ethers mahimong hingpit nga mahulagway gamit ang SYMPATEC digital image analyzer (nga gihimo sa Germany) ug piho nga software analysis tools. Ang labing importante nga mga parametro sa porma sa partikulo nakit-an nga ang kasagaran nga gitas-on sa mga lanot nga gipahayag ingon LEFI (50,3) ug ang kasagaran nga diametro nga gipahayag nga DIFI (50,3). Fiber average gitas-on data giisip nga ang bug-os nga gitas-on sa usa ka mikaylap sa cellulose ether particle.

Kasagaran ang datos sa pag-apod-apod sa gidak-on sa partikulo sama sa kasagaran nga diametro sa fiber DIFI mahimong kalkulado base sa gidaghanon sa mga partikulo (gipaila sa 0), gitas-on (gipaila sa 1), lugar (gipaila sa 2) o gidaghanon (gipaila sa 3). Ang tanan nga mga sukod sa datos sa partikulo niini nga papel gibase sa gidaghanon ug busa gipakita sa usa ka 3 suffix. Pananglitan, sa DIFI(50,3), ang 3 nagpasabot sa volume distribution, ug ang 50 nagpasabot nga ang 50% sa particle size distribution curve mas gamay kay sa gipakita nga bili, ug ang laing 50% mas dako kay sa gipakita nga bili. Ang datos sa porma sa partikulo sa cellulose ether gihatag sa micrometers (µm).

3.2 Cellulose ether human sa partikulo morphology optimization

Nagkuha sa ngadto sa asoy sa epekto sa tipik nawong, ang partikulo dissolution panahon sa cellulose ether mga partikulo sa usa ka sungkod-sama sa partikulo porma lig-on nga nag-agad sa average nga fiber diametro DIFI (50,3). Pinasukad niini nga pangagpas, ang pagtrabaho sa pag-uswag sa mga cellulose ether gitumong sa pagkuha sa mga produkto nga adunay mas dako nga average nga diametro sa fiber DIFI (50,3) aron mapauswag ang solubility sa powder.

Bisan pa, ang pagtaas sa kasagaran nga gitas-on sa fiber DIFI(50,3) wala gilauman nga inubanan sa usa ka pagtaas sa kasagaran nga gidak-on sa partikulo. Ang pagdugang sa duha ka mga parameter nga magkauban moresulta sa mga partikulo nga dako kaayo aron hingpit nga matunaw sa sulod sa kasagaran nga 10-segundo nga oras sa pagpalihok sa mekanikal nga pag-spray.

Busa, ang usa ka sulundon nga hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) kinahanglan nga adunay usa ka mas dako nga average fiber diametro DIFI(50,3) samtang pagmintinar sa average fiber gitas-on LEFI(50,3). Naggamit kami og bag-ong proseso sa produksiyon sa cellulose ether aron makahimo og mas maayo nga HEMC. Ang porma sa partikulo sa matunaw sa tubig nga cellulose ether nga nakuha pinaagi niini nga proseso sa produksiyon hingpit nga lahi sa porma sa partikulo sa selulusa nga gigamit ingon hilaw nga materyal alang sa produksiyon. Sa laing pagkasulti, ang proseso sa produksiyon nagtugot sa disenyo sa porma sa partikulo sa cellulose ether nga mahimong independente sa mga hilaw nga materyales sa produksiyon.

Tulo ka mga scanning electron microscope nga mga hulagway: usa sa cellulose ether nga gihimo sa standard nga proseso, ug usa sa cellulose ether nga gihimo sa bag-ong proseso nga adunay mas dako nga diametro sa DIFI(50,3) kay sa conventional process tool nga mga produkto. Gipakita usab ang morpolohiya sa pinong yuta nga selulusa nga gigamit sa paghimo niining duha ka mga produkto.

Ang pagtandi sa mga electron micrographs sa cellulose ug cellulose ether nga gihimo sa standard nga proseso, dali nga makit-an nga ang duha adunay parehas nga morphological nga mga kinaiya. Ang dako nga gidaghanon sa mga partikulo sa duha ka mga hulagway nagpakita sa kasagaran taas, nipis nga mga istruktura, nga nagsugyot nga ang batakang morphological bahin wala mausab bisan human sa kemikal nga reaksyon nahitabo. Kini mao ang tin-aw nga ang partikulo morpolohiya mga kinaiya sa mga produkto reaksyon mao ang kaayo correlated sa mga hilaw nga materyales.

Nakaplagan nga ang morphological nga mga kinaiya sa cellulose ether nga gihimo sa bag-ong proseso lahi kaayo, kini adunay mas dako nga average nga diyametro DIFI (50,3), ug nag-una nga nagpresentar sa lingin nga mubo ug baga nga mga porma sa partikulo, samtang ang tipikal nga nipis ug taas nga mga partikulo. sa selulusa hilaw nga materyales Hapit na mapuo.

Kini nga numero nagpakita pag-usab nga ang particle morphology sa cellulose ethers nga gihimo sa bag-ong proseso wala nay kalabutan sa morpolohiya sa cellulose nga hilaw nga materyal - ang sumpay tali sa morpolohiya sa hilaw nga materyal ug sa katapusan nga produkto wala na.

4. Epekto sa HEMC particle morphology sa pagporma sa unwetted clumps sa GSP

Gisulayan ang GSP ubos sa mga kondisyon sa aplikasyon sa kapatagan aron mapamatud-an nga ang among pangagpas bahin sa mekanismo sa pagtrabaho (nga ang paggamit sa usa ka produkto nga cellulose ether nga adunay mas dako nga mean diameter nga DIFI (50,3) makapakunhod sa dili gusto nga agglomeration) husto. Ang mga HEMC nga adunay mean diameter nga DIFI(50,3) gikan sa 37 µm hangtod 52 µm gigamit sa kini nga mga eksperimento. Aron maminusan ang impluwensya sa mga hinungdan gawas sa morphology sa partikulo, ang base sa gypsum plaster ug tanan nga uban pang mga additives gipadayon nga wala mausab. Ang viscosity sa cellulose ether gipabilin nga makanunayon sa panahon sa pagsulay (60,000mPa.s, 2% aqueous solution, gisukod gamit ang HAAKE rheometer).

Usa ka komersyal nga magamit nga gypsum sprayer (PFT G4) gigamit alang sa pag-spray sa mga pagsulay sa aplikasyon. Pag-focus sa pagtimbang-timbang sa pagporma sa wala basa nga mga pungpong sa gypsum mortar diha-diha dayon pagkahuman nga kini gipadapat sa dingding. Ang pag-assess sa clumping sa kini nga yugto sa tibuuk nga proseso sa aplikasyon sa plastering labing maayo nga magpadayag sa mga kalainan sa pasundayag sa produkto. Sa pagsulay, ang mga eksperyensiyado nga mga trabahante nag-rate sa clumping nga sitwasyon, nga ang 1 ang pinakamaayo ug ang 6 ang pinakagrabe.

Ang mga resulta sa pagsulay tin-aw nga nagpakita sa correlation tali sa average fiber diameter DIFI (50,3) ug ang clumping performance score. Nahiuyon sa among pangagpas nga ang mga produkto sa cellulose ether nga adunay mas dako nga DIFI (50,3) milabaw sa gagmay nga mga produkto sa DIFI (50,3), ang average nga marka alang sa DIFI (50,3) sa 52 µm mao ang 2 (maayo), samtang kadtong adunay DIFI ( 50,3) sa 37µm ug 40µm nakakuha ug 5 (pakyas).

Sama sa among gipaabut, ang clumping nga pamatasan sa mga aplikasyon sa GSP nagdepende sa kasagaran nga diyametro DIFI (50,3) sa cellulose ether nga gigamit. Dugang pa, gihisgutan sa miaging diskusyon nga taliwala sa tanan nga mga parameter sa morphological DIFI (50,3) kusog nga nakaapekto sa oras sa pagtunaw sa cellulose ether powders. Kini nagpamatuod nga ang cellulose ether dissolution nga oras, nga adunay kalabutan sa particle morphology, sa katapusan makaapekto sa pagporma sa mga clumps sa GSP. Ang usa ka mas dako nga DIFI (50,3) hinungdan sa usa ka mas taas nga oras sa pagtunaw sa pulbos, nga makapakunhod pag-ayo sa kahigayonan sa agglomeration. Bisan pa, ang taas nga oras sa pagtunaw sa pulbos makapalisud sa cellulose ether nga hingpit nga matunaw sa sulod sa oras sa pagpalihok sa kagamitan sa pag-spray.

Ang bag-ong HEMC nga produkto nga adunay usa ka optimized dissolution profile tungod sa usa ka mas dako nga average nga fiber diameter DIFI(50,3) dili lamang adunay mas maayo nga basa sa gypsum powder (ingon sa makita sa clumping evaluation), apan dili usab makaapekto Ang performance sa pagpabilin sa tubig sa ang produkto. Ang pagpabilin sa tubig nga gisukod sumala sa EN 459-2 dili mailhan gikan sa mga produkto sa HEMC nga parehas nga viscosity nga adunay DIFI (50,3) gikan sa 37μm hangtod 52μm. Ang tanan nga pagsukod pagkahuman sa 5 minuto ug 60 minuto nahulog sa gikinahanglan nga range nga gipakita sa graph.

Bisan pa, gipamatud-an usab nga kung ang DIFI (50,3) mahimong dako kaayo, ang mga partikulo sa cellulose ether dili na hingpit nga matunaw. Kini nakit-an sa pagsulay sa usa ka DIFI(50,3) sa 59 µM nga produkto. Ang resulta sa water retention test niini human sa 5 minutos ug ilabina human sa 60 minutos napakyas sa pagtagbo sa gikinahanglang minimum.

5. Katingbanan

Ang mga cellulose ether hinungdanon nga mga additives sa mga pormulasyon sa GSP. Ang research ug product development work dinhi nagtan-aw sa correlation tali sa particle morphology sa cellulose ethers ug sa pagporma sa unwetted clumps (gitawag nga clumping) sa diha nga mechanically sprayed. Gibase kini sa pangagpas sa mekanismo sa pagtrabaho nga ang oras sa pagtunaw sa cellulose ether powder makaapekto sa basa sa gypsum powder pinaagi sa tubig ug sa ingon makaapekto sa pagporma sa mga clumps.

Ang oras sa pagtunaw nagdepende sa morphology sa partikulo sa cellulose ether ug makuha gamit ang mga himan sa pagtuki sa digital nga imahe. Sa GSP, ang cellulose ethers nga adunay dako nga average nga diyametro sa DIFI (50,3) adunay na-optimize nga powder dissolution nga mga kinaiya, nga nagtugot sa dugang nga panahon alang sa tubig nga hingpit nga mabasa ang mga partikulo sa gypsum, sa ingon makahimo sa labing maayo nga anti-agglomeration. Kini nga matang sa cellulose ether gihimo gamit ang usa ka bag-ong proseso sa produksiyon, ug ang porma sa partikulo niini wala magdepende sa orihinal nga porma sa hilaw nga materyal alang sa produksiyon.

Ang kasagaran nga diametro sa fiber DIFI (50,3) adunay usa ka importante kaayo nga epekto sa clumping, nga napamatud-an pinaagi sa pagdugang niini nga produkto ngadto sa usa ka komersyal nga anaa machine-sprayed gypsum base alang sa on-site spraying. Dugang pa, kini nga mga pagsulay sa pag-spray sa kapatagan nagpamatuod sa among mga resulta sa laboratoryo: ang labing maayo nga pagbuhat sa mga produkto sa cellulose ether nga adunay daghang DIFI (50,3) hingpit nga matunaw sa sulud sa oras nga bintana sa GSP agitation. Busa, ang cellulose ether nga produkto nga adunay labing maayo nga anti-caking nga mga kabtangan human sa pagpaayo sa porma sa partikulo nagpadayon gihapon sa orihinal nga performance sa pagpadayon sa tubig.