Ether cellwlos nonionig mewn sment polymer

Fel ychwanegyn anhepgor mewn sment polymer, mae ether cellwlos nonionic wedi cael sylw ac ymchwil helaeth. Yn seiliedig ar y llenyddiaeth berthnasol gartref a thramor, trafodwyd cyfraith a mecanwaith morter sment wedi'i addasu ether seliwlos nad yw'n ïonig o'r agweddau ar y mathau a detholiad o ether seliwlos nad yw'n ïonig, ei effaith ar briodweddau ffisegol sment polymer, ei effaith ar y micromorffoleg a phriodweddau mecanyddol, a chyflwynwyd diffygion yr ymchwil gyfredol. Bydd y gwaith hwn yn hyrwyddo cymhwyso ether cellwlos mewn sment polymer.

Geiriau allweddol: ether cellwlos nonionic, sment polymer, priodweddau ffisegol, priodweddau mecanyddol, microstrwythur

1. Trosolwg

Gyda'r galw cynyddol a gofynion perfformiad sment polymer yn y diwydiant adeiladu, mae ychwanegu ychwanegion at ei addasiad wedi dod yn fan cychwyn ymchwil, ac mae ether seliwlos wedi'i ddefnyddio'n helaeth oherwydd ei effaith ar gadw dŵr morter sment, tewychu, arafu, aer. ac yn y blaen. Yn y papur hwn, disgrifir y mathau o ether seliwlos, yr effeithiau ar briodweddau ffisegol a mecanyddol sment polymer a micromorffoleg sment polymer, sy'n darparu cyfeiriad damcaniaethol ar gyfer cymhwyso ether cellwlos mewn sment polymer.

2. Mathau o ether cellwlos nonionic

Mae ether cellwlos yn fath o gyfansoddyn polymer gyda strwythur ether wedi'i wneud o seliwlos. Mae yna lawer o fathau o ether seliwlos, sydd â dylanwad mawr ar briodweddau deunyddiau sy'n seiliedig ar sment ac mae'n anodd ei ddewis. Yn ôl strwythur cemegol eilyddion, gellir eu rhannu'n etherau anionig, cationig a nonionig. Ether cellwlos nonionig gydag amnewidyn cadwyn ochr o H, cH3, c2H5, (cH2cH20)nH, [ch2cH(cH3)0]nH a grwpiau anunionig eraill yw'r rhai a ddefnyddir amlaf mewn sment, cynrychiolwyr nodweddiadol yw methyl cellwlos ether, hydroxypropyl methyl ether seliwlos, ether cellwlos hydroxyethyl methyl, ether cellwlos hydroxyethyl ac yn y blaen. Mae gwahanol fathau o etherau seliwlos yn cael effeithiau gwahanol ar amser gosod sment. Yn ôl adroddiadau llenyddiaeth blaenorol, HEC sydd â'r gallu arafu cryfaf ar gyfer sment, ac yna HPMc a HEMc, a Mc sydd â'r gwaethaf. Ar gyfer yr un math o ether cellwlos, pwysau moleciwlaidd neu gludedd, methyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl cynnwys y grwpiau hyn yn wahanol, ei effaith retarding yn wahanol hefyd. A siarad yn gyffredinol, po fwyaf yw'r gludedd a'r uchaf yw cynnwys grwpiau anghymdeithasol, y gwaethaf yw'r gallu oedi. Felly, yn y broses gynhyrchu wirioneddol, yn unol â gofynion ceulo morter masnachol, gellir dewis cynnwys grŵp swyddogaethol priodol ether seliwlos. Neu wrth gynhyrchu ether seliwlos ar yr un pryd, addaswch gynnwys grwpiau swyddogaethol, gwnewch yn bodloni gofynion gwahanol morter.

3、dylanwad ether cellwlos nonionic ar briodweddau ffisegol sment polymer

3.1 Ceulad araf

Er mwyn ymestyn yr amser caledu hydradiad sment, fel bod y morter sydd newydd ei gymysgu mewn amser hir i aros yn blastig, er mwyn addasu amser gosod y morter sydd newydd ei gymysgu, gwella ei weithrediad, fel arfer ychwanegu arafwr mewn morter, heb fod yn ether cellwlos ïonig yn addas ar gyfer sment polymer yn retarder cyffredin.

Mae effaith retarding ether cellwlos nonionic ar sment yn cael ei effeithio'n bennaf gan ei fath ei hun, gludedd, dos, cyfansoddiad gwahanol o fwynau sment a ffactorau eraill. Roedd Pourchez J et al. dangosodd po uchaf yw'r radd o methylation ether cellwlos, y gwaethaf yw'r effaith arafu, tra bod pwysau moleciwlaidd cynnwys ether seliwlos a hydroxypropoxy yn cael effaith wan ar arafu hydradiad sment. Gyda'r cynnydd mewn gludedd a swm dopio ether seliwlos nad yw'n ïonig, mae'r haen arsugniad ar wyneb gronynnau sment yn cael ei dewychu, ac mae amser gosod cychwynnol a therfynol sment yn cael ei ymestyn, ac mae'r effaith arafu yn fwy amlwg. Mae astudiaethau wedi dangos bod rhyddhau gwres cynnar slyri sment gyda gwahanol gynnwys HEMC tua 15% yn is na slyri sment pur, ond nid oes gwahaniaeth sylweddol yn y broses hydradu ddiweddarach. Roedd Singh NK et al. yn dangos, gyda'r cynnydd mewn swm dopio HEc, bod rhyddhau gwres hydradu morter sment wedi'i addasu yn dangos tuedd o gynyddu ac yna gostwng yn gyntaf, ac roedd cynnwys HEC wrth gyrraedd yr uchafswm rhyddhau gwres hydradiad yn gysylltiedig â'r oedran halltu.

Yn ogystal, canfyddir bod effaith retarding ether cellwlos nonionic yn perthyn yn agos i gyfansoddiad sment. Mae Peschard et al. Canfuwyd mai po isaf yw cynnwys aluminate tricalsiwm (C3A) mewn sment, y mwyaf amlwg yw effaith arafu ether seliwlos. schmitz L et al. yn credu bod hyn wedi'i achosi gan y gwahanol ffyrdd o ether seliwlos i cineteg hydradu silicad tricalsiwm (C3S) ac aluminate tricalsiwm (C3A). Gallai ether cellwlos leihau'r gyfradd adwaith yn y cyfnod cyflymu o C3S, tra ar gyfer C3A, gallai ymestyn y cyfnod sefydlu, ac yn olaf oedi'r broses solidification a chaledu morter.

Mae yna wahanol farnau ar fecanwaith ether seliwlos nad yw'n ïonig yn gohirio hydradiad sment. Mae Silva et al. Credai Liu y byddai cyflwyno ether seliwlos yn achosi i gludedd hydoddiant mandwll gynyddu, gan rwystro symudiad ïonau ac oedi'r anwedd. Fodd bynnag, mae Pourchez et al. yn credu bod perthynas amlwg rhwng oedi ether seliwlos i hydradiad sment a gludedd slyri sment. Damcaniaeth arall yw bod cysylltiad agos rhwng effaith arafu ether seliwlos a diraddiad alcali. Mae polysacaridau yn tueddu i ddiraddio'n hawdd i gynhyrchu asid carbocsilig hydrocsyl a all ohirio hydradiad sment o dan amodau alcalïaidd. Fodd bynnag, mae astudiaethau wedi canfod bod ether cellwlos yn sefydlog iawn o dan amodau alcalïaidd a dim ond yn diraddio ychydig, ac nid yw'r diraddiad yn cael fawr o effaith ar oedi hydradiad sment. Ar hyn o bryd, y farn fwy cyson yw bod yr effaith arafu yn cael ei achosi'n bennaf gan arsugniad. Yn benodol, mae'r grŵp hydrocsyl ar wyneb moleciwlaidd ether cellwlos yn asidig, mae'r ca (0H) yn y system sment hydradu, a chyfnodau mwynau eraill yn alcalïaidd. O dan weithred synergaidd bondio hydrogen, cymhlethu a hydroffobig, bydd moleciwlau ether cellwlos asidig yn cael eu harsugno ar wyneb gronynnau sment alcalïaidd a chynhyrchion hydradu. Yn ogystal, mae ffilm denau yn cael ei ffurfio ar ei wyneb, sy'n rhwystro twf pellach y niwclysau crisial cyfnod mwynol hyn ac yn gohirio hydradiad a gosodiad sment. Po gryfaf yw'r gallu arsugniad rhwng cynhyrchion hydradu sment ac ether seliwlos, y mwyaf amlwg yw oedi hydradiad sment. Ar y naill law, mae maint y rhwystr steric yn chwarae rhan bendant mewn cynhwysedd arsugniad, megis rhwystr steric bach grŵp hydroxyl, ei asidedd cryf, mae arsugniad hefyd yn gryf. Ar y llaw arall, mae'r gallu arsugniad hefyd yn dibynnu ar gyfansoddiad cynhyrchion hydradu sment. Roedd Pourchez et al. Canfuwyd bod ether cellwlos yn cael ei arsugnu'n hawdd i wyneb cynhyrchion hydradu fel ca(0H)2, gel csH a hydrad aluminate calsiwm, ond nid yw'n hawdd cael ei arsugnu gan ettringite a chyfnod heb ei hydradu. Dangosodd astudiaeth Mullert hefyd fod gan ether seliwlos arsugniad cryf ar c3s a'i gynhyrchion hydradu, felly roedd oedi sylweddol i hydradu cyfnod silicad. Roedd arsugniad ettringite yn isel, ond bu oedi sylweddol wrth ffurfio ettringite. Roedd hyn oherwydd bod y cydbwysedd ca2+ mewn hydoddiant wedi effeithio ar yr oedi wrth ffurfio ettringit, sef parhad oedi ether cellwlos mewn hydradiad silicad.

3.2 Cadw Dŵr

Effaith addasu bwysig arall o ether cellwlos mewn morter sment yw ymddangos fel asiant cadw dŵr, a all atal y lleithder mewn morter gwlyb rhag anweddu'n gynamserol neu gael ei amsugno gan y sylfaen, ac oedi hydradiad sment wrth ymestyn yr amser gweithredu. morter gwlyb, er mwyn sicrhau y gellir cribo morter tenau, gellir lledaenu morter plastro, ac nid oes angen i forter hawdd ei amsugno fod yn gyn-wlyb.

Mae cysylltiad agos rhwng cynhwysedd dal dŵr ether cellwlos â'i gludedd, dos, math a thymheredd amgylchynol. Mae amodau eraill yr un fath, po fwyaf yw'r gludedd ether seliwlos, y gorau yw'r effaith cadw dŵr, gall ychydig bach o ether seliwlos wella cyfradd cadw dŵr y morter yn fawr; Ar gyfer yr un ether seliwlos, po uchaf yw'r swm a ychwanegir, yr uchaf yw cyfradd cadw dŵr morter wedi'i addasu, ond mae gwerth gorau posibl, y tu hwnt i hynny mae'r gyfradd cadw dŵr yn cynyddu'n araf. Ar gyfer gwahanol fathau o ether seliwlos, mae gwahaniaethau hefyd mewn cadw dŵr, megis HPMc o dan yr un amodau na Mc cadw dŵr yn well. Yn ogystal, mae perfformiad cadw dŵr ether seliwlos yn lleihau gyda chynnydd y tymheredd amgylchynol.

Credir yn gyffredinol mai'r rheswm pam mae gan ether cellwlos swyddogaeth cadw dŵr yn bennaf oherwydd y 0H ar y moleciwl a bydd yr atom 0 ar y bond ether yn gysylltiedig â moleciwlau dŵr i syntheseiddio bond hydrogen, fel bod dŵr rhydd yn dod yn rhwymol. dŵr, er mwyn chwarae rhan dda o gadw dŵr; Credir hefyd bod y gadwyn macromoleciwlaidd ether cellwlos yn chwarae rhan gyfyngol yn y trylediad moleciwlau dŵr, er mwyn rheoli anweddiad dŵr yn effeithiol, er mwyn cadw dŵr yn uchel; Dadleuodd Pourchez J fod ether seliwlos wedi cyflawni'r effaith cadw dŵr trwy wella priodweddau rheolegol y slyri sment sydd newydd ei gymysgu, strwythur rhwydwaith mandyllog a ffurfio ffilm ether cellwlos a oedd yn rhwystro trylediad dŵr. Laetitia P et al. hefyd yn credu bod eiddo rheolegol morter yn ffactor allweddol, ond hefyd yn credu nad gludedd yw'r unig ffactor sy'n pennu perfformiad cadw dŵr rhagorol morter. Mae'n werth nodi, er bod gan ether seliwlos berfformiad cadw dŵr da, ond bydd ei amsugno dŵr morter sment caled wedi'i addasu yn cael ei leihau, y rheswm yw bod ether cellwlos yn y ffilm morter, ac yn y morter mae nifer fawr o mandyllau caeedig bach, blocio y morter y tu mewn i'r capilari.

3.3 Tewychu

Mae cysondeb morter yn un o'r mynegeion pwysig i fesur ei berfformiad gweithio. Mae ether cellwlos yn aml yn cael ei gyflwyno i gynyddu'r cysondeb. Mae “cysondeb” yn cynrychioli gallu morter wedi'i gymysgu'n ffres i lifo ac anffurfio o dan weithred disgyrchiant neu rymoedd allanol. Mae dwy briodwedd tewychu a chadw dŵr yn ategu ei gilydd. Gall ychwanegu swm priodol o ether seliwlos nid yn unig wella perfformiad cadw dŵr morter, sicrhau gwaith adeiladu llyfn, ond hefyd cynyddu cysondeb morter, cynyddu gallu gwrth-wasgariad sment yn sylweddol, gwella'r perfformiad bond rhwng morter a matrics, a lleihau ffenomen sagging morter.

Mae effaith tewychu ether seliwlos yn bennaf yn dod o'i gludedd ei hun, y mwyaf yw'r gludedd, y gorau yw'r effaith dewychu, ond os yw'r gludedd yn rhy fawr, bydd yn lleihau hylifedd morter, gan effeithio ar y gwaith adeiladu. Bydd y ffactorau sy'n effeithio ar newid gludedd, megis pwysau moleciwlaidd (neu raddau o polymerization) a chrynodiad ether cellwlos, tymheredd datrysiad, cyfradd cneifio, yn effeithio ar yr effaith dewychu terfynol.

Daw mecanwaith tewhau ether cellwlos yn bennaf o hydradiad a maglu rhwng moleciwlau. Ar y naill law, mae'r gadwyn bolymer o ether cellwlos yn hawdd i ffurfio bond hydrogen gyda dŵr mewn dŵr, mae bond hydrogen yn ei gwneud yn cael hydradiad uchel; Ar y llaw arall, pan fydd ether cellwlos yn cael ei ychwanegu at y morter, bydd yn amsugno llawer o ddŵr, fel bod ei gyfaint ei hun yn cael ei ehangu'n fawr, gan leihau'r gofod rhydd o ronynnau, ar yr un pryd mae cadwyni moleciwlaidd ether cellwlos yn cydblethu â'i gilydd i ffurfio strwythur rhwydwaith tri dimensiwn, mae gronynnau morter wedi'u hamgylchynu lle, nid llif rhydd. Mewn geiriau eraill, o dan y ddau gam gweithredu hyn, mae gludedd y system yn cael ei wella, gan gyflawni'r effaith dewychu a ddymunir.

4. Effaith ether cellwlos nonionic ar morffoleg a strwythur mandwll sment polymer

Fel y gwelir o'r uchod, mae ether seliwlos nad yw'n ïonig yn chwarae rhan hanfodol mewn sment polymer, a bydd ei ychwanegiad yn sicr yn effeithio ar ficrostrwythur y morter sment cyfan. Mae'r canlyniadau'n dangos bod ether cellwlos nad yw'n ïonig fel arfer yn cynyddu mandylledd morter sment, ac mae nifer y mandyllau yn y maint o 3nm ~ 350um yn cynyddu, ymhlith y mae nifer y mandyllau yn yr ystod o 100nm ~ 500nm yn cynyddu fwyaf. Mae cysylltiad agos rhwng y dylanwad ar strwythur mandwll morter sment a math a gludedd ether seliwlos nad yw'n ïonig wedi'i ychwanegu. Ou Zhihua et al. yn credu, pan fydd y gludedd yr un fath, mae mandylledd morter sment a addaswyd gan HEC yn llai na HPMc a Mc wedi'i ychwanegu fel addaswyr. Ar gyfer yr un ether seliwlos, y lleiaf yw'r gludedd, y lleiaf yw mandylledd y morter sment wedi'i addasu. Trwy astudio effaith HPMc ar agoriad bwrdd inswleiddio sment ewynnog, mae Wang Yanru et al. Canfuwyd nad yw ychwanegu HPMC yn newid y mandylledd yn sylweddol, ond gall leihau'r agorfa yn sylweddol. Fodd bynnag, mae Zhang Guodian et al. Canfuwyd mai po fwyaf yw'r cynnwys HEMc, y mwyaf amlwg yw'r dylanwad ar strwythur mandwll slyri sment. Gall ychwanegu HEMc gynyddu mandylledd, cyfanswm cyfaint mandwll a radiws mandwll cyfartalog slyri sment yn sylweddol, ond mae arwynebedd penodol y mandwll yn lleihau, ac mae nifer y mandyllau capilari mawr sy'n fwy na 50nm mewn diamedr yn cynyddu'n sylweddol, ac mae'r mandyllau a gyflwynwyd yn bennaf mandyllau caeedig.

Dadansoddwyd effaith ether cellwlos nonionic ar y broses ffurfio strwythur mandwll slyri sment. Canfuwyd bod ychwanegu ether seliwlos yn bennaf yn newid priodweddau cyfnod hylif. Ar y naill law, mae tensiwn wyneb y cyfnod hylif yn lleihau, gan ei gwneud hi'n hawdd ffurfio swigod mewn morter sment, a bydd yn arafu'r draeniad cyfnod hylif a'r trylediad swigen, fel bod swigod bach yn anodd eu casglu i mewn i swigod mawr a rhyddhau, felly mae'r gwagle. yn cael ei gynyddu yn fawr; Ar y llaw arall, mae gludedd y cyfnod hylif yn cynyddu, sydd hefyd yn atal draeniad, trylediad swigen ac uno swigen, ac yn gwella'r gallu i sefydlogi swigod. Felly, gellir cael dull dylanwad ether seliwlos ar ddosbarthiad maint mandwll morter sment: yn yr ystod maint mandwll o fwy na 100nm, gellir cyflwyno swigod trwy leihau tensiwn wyneb cyfnod hylif, a gall trylediad swigen gael ei atal gan cynyddu'r gludedd hylif; tua 30nm ~ 60nm, gall nifer y mandyllau yn y rhanbarth gael eu heffeithio gan atal uno swigod llai.

5. Dylanwad ether cellwlos nonionic ar briodweddau mecanyddol sment polymer

Mae priodweddau mecanyddol sment polymer yn perthyn yn agos i'w morffoleg. Gydag ether cellwlos nonionic yn cael ei ychwanegu, mae'r mandylledd yn cynyddu, sy'n sicr o gael effaith andwyol ar ei gryfder, yn enwedig y cryfder cywasgol a'r cryfder hyblyg. Mae gostyngiad cryfder cywasgol morter sment yn sylweddol fwy na'r cryfder hyblyg. Ou Zhihua et al. astudio dylanwad gwahanol fathau o ether seliwlos nad yw'n ïonig ar briodweddau mecanyddol morter sment, a chanfuwyd bod cryfder morter sment wedi'i addasu ether seliwlos yn is na morter sment pur, a dim ond 44.3% oedd y cryfder cywasgol 28d isaf. o hynny o slyri sment pur. Mae cryfder cywasgol a chryfder hyblyg ether cellwlos HPMc, HEMC ac MC a addaswyd yn debyg, tra bod cryfder cywasgol a chryfder hyblyg slyri sment wedi'i addasu HEc ym mhob oes yn sylweddol uwch. Mae hyn yn gysylltiedig yn agos â'u gludedd neu bwysau moleciwlaidd, po uchaf yw'r gludedd neu bwysau moleciwlaidd ether seliwlos, neu po fwyaf yw'r gweithgaredd arwyneb, yr isaf yw cryfder ei forter sment wedi'i addasu.

Fodd bynnag, dangoswyd hefyd y gall ether cellwlos nonionig wella cryfder tynnol, hyblygrwydd a chydlyniad morter sment. Roedd Huang Liangen et al. canfuwyd, yn groes i gyfraith newid cryfder cywasgol, cynyddodd cryfder cneifio a chryfder tynnol slyri gyda chynnydd yn y cynnwys ether seliwlos mewn morter sment. Dadansoddiad o'r rheswm, ar ôl ychwanegu ether cellwlos, ac emwlsiwn polymer gyda'i gilydd i ffurfio nifer fawr o ffilm trwchus polymer, gwella hyblygrwydd y slyri yn fawr, a chynhyrchion hydradiad sment, sment heb ei hydradu, llenwyr a deunyddiau eraill wedi'u llenwi yn y ffilm hon , er mwyn sicrhau cryfder tynnol y system cotio.

Er mwyn gwella perfformiad ether seliwlos an-ïonig sment polymer wedi'i addasu, gwella priodweddau ffisegol morter sment ar yr un pryd, nid yw'n lleihau ei briodweddau mecanyddol yn sylweddol, yr arfer arferol yw cyfateb ether seliwlos ac admixtures eraill, wedi'i ychwanegu at y morter sment. Li Tao-wen et al. Canfuwyd bod yr ychwanegyn cyfansawdd sy'n cynnwys ether cellwlos a phowdr glud polymer nid yn unig wedi gwella cryfder plygu a chryfder cywasgu morter ychydig, fel bod cydlyniant a gludedd morter sment yn fwy addas ar gyfer adeiladu cotio, ond hefyd wedi gwella'n sylweddol y cadw dŵr cynhwysedd morter o'i gymharu ag ether cellwlos sengl. Roedd Xu Qi et al. ychwanegu powdr slag, asiant lleihau dŵr a HEMc, a chanfod y gall asiant lleihau dŵr a phowdr mwynau gynyddu dwysedd morter, lleihau nifer y tyllau, er mwyn gwella cryfder a modwlws elastig morter. Gall HEMc gynyddu cryfder bond tynnol morter, ond nid yw'n dda i gryfder cywasgol a modwlws elastig morter. Roedd Yang Xiaojie et al. canfuwyd y gellir lleihau'r crebachu plastig cracio morter sment yn sylweddol ar ôl cymysgu ffibr HEMc a PP.

6. Diweddglo

Mae ether cellwlos nonionig yn chwarae rhan bwysig mewn sment polymer, a all wella'r priodweddau ffisegol yn sylweddol (gan gynnwys ceulo arafu, cadw dŵr, tewychu), morffoleg microsgopig a phriodweddau mecanyddol morter sment. Mae llawer o waith wedi'i wneud ar addasu deunyddiau sy'n seiliedig ar sment gan ether seliwlos, ond erys rhai problemau y mae angen eu hastudio ymhellach. Er enghraifft, mewn cymwysiadau peirianneg ymarferol, ychydig o sylw a roddir i reoleg, priodweddau dadffurfiad, sefydlogrwydd cyfaint a gwydnwch deunyddiau sment wedi'u haddasu, ac nid yw perthynas gyfatebol reolaidd wedi'i sefydlu gydag ether seliwlos ychwanegol. Mae'r ymchwil ar fecanwaith mudo polymer ether cellwlos a chynhyrchion hydradu sment mewn adwaith hydradiad yn dal yn annigonol. Nid yw'r broses weithredu a mecanwaith yr ychwanegion cyfansawdd sy'n cynnwys ether seliwlos ac admixtures eraill yn ddigon clir. Nid yw'r ychwanegiad cyfansawdd o ether cellwlos a deunyddiau atgyfnerthu anorganig megis ffibr gwydr wedi'i berffeithio. Bydd y rhain i gyd yn ffocws ymchwil yn y dyfodol i ddarparu arweiniad damcaniaethol ar gyfer gwella perfformiad sment polymer ymhellach.