Celuloza etero en cementbazitaj produktoj

Celuloza etero estas speco de ĝeneralvalida aldonaĵo, kiu povas esti uzata en cementaj produktoj. Ĉi tiu papero prezentas la kemiajn proprietojn de metilcelulozo (MC) kaj hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC /) kutime uzataj en cementaj produktoj, la metodon kaj principon de la reta solvo kaj la ĉefaj karakterizaĵoj de la solvo. La malkresko de termika ĝeltemperaturo kaj viskozeco en cementaj produktoj estis diskutita surbaze de praktika produktada sperto.

Ŝlosilvortoj:celuloza etero; Metilcelulozo;Hidroksipropilmetilcelulozo; Varma ĝela temperaturo; viskozeco

1. Superrigardo

Celuloza etero (CE mallonge) estas farita el celulozo per eteriga reago de unu aŭ pluraj eterigantaj agentoj kaj seka muelado. CE povas esti dividita en jonajn kaj ne-jonajn tipojn, inter kiuj ne-jona tipo CE pro siaj unikaj termikaj ĝelaj trajtoj kaj solvebleco, salo-rezisto, varmorezisto, kaj havas taŭgan surfacan aktivecon. Ĝi povas esti uzata kiel akvo retenanta agento, suspenda agento, emulsigilo, filmoforma agento, lubrikaĵo, gluo kaj reologia plibonigilo. La ĉefaj eksterlandaj konsumaj areoj estas lateksaj tegaĵoj, konstrumaterialoj, naftoborado ktp. Kompare kun eksterlandoj, la produktado kaj apliko de hidrosolvebla CE estas ankoraŭ en sia infanaĝo. Kun la plibonigo de la sano de homoj kaj media konscio. Akvosolvebla CE, kiu estas sendanĝera al fiziologio kaj ne poluas la medion, havos grandan evoluon.

En la kampo de konstrumaterialoj kutime elektitaj CE estas metilcelulozo (MC) kaj hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC), povas esti uzata kiel farbo, gipso, pistujo kaj cemento produktoj plastificante, viscosifier, akvo reteno agento, aero entraining agento kaj retarding agento. Plejparto de la konstrumateriala industrio estas uzata ĉe normala temperaturo, uzante kondiĉojn estas seka miksaĵo pulvoro kaj akvo, malpli engaĝante la dissolvo karakterizaĵoj kaj varma ĝelo karakterizaĵoj de CE, sed en la mekanizita produktado de cemento produktoj kaj aliaj specialaj temperaturo kondiĉoj, ĉi tiuj karakterizaĵoj de CE ludos pli plenan rolon.

2. Kemiaj propraĵoj de CE

CE estas akirita traktante celulozon per serio de kemiaj kaj fizikaj metodoj. Laŭ la malsama kemia anstataŭiga strukturo, kutime povas esti dividita en: MC, HPMC, hidroksietilcelulozo (HEC), ktp. : Ĉiu CE havas la bazan strukturon de celulozo - senhidratigita glukozo. En la procezo de produktado de CE, celulozaj fibroj unue estas varmigitaj en alkala solvaĵo kaj poste traktataj per eterigantaj agentoj. La fibroj reagproduktoj estas purigitaj kaj pulverigitaj por formi unuforman pulvoron de certa fajneco.

La produktada procezo de MC nur uzas metankloridon kiel eterigantan agenton. Aldone al la uzo de metanklorido, la produktado de HPMC ankaŭ uzas propilenoksidon por akiri hidroksipropilajn substituentgrupojn. Diversaj CE havas malsamajn metilajn kaj hidroksipropilajn anstataŭigajn tarifojn, kiuj influas la organikan kongruecon kaj termikan ĝelan temperaturon de CE-solvo.

La nombro da Anstataŭaj grupoj sur la senhidratigitaj glukozaj strukturaj unuoj de celulozo povas esti esprimita per la procento de maso aŭ la averaĝa nombro da anstataŭigaj grupoj (t.e., DS - Grado de Anstataŭado). La nombro da substituentgrupoj determinas la trajtojn de CE-produktoj. La efiko de meza grado de anstataŭigo sur solvebleco de eterigproduktoj estas kiel sekvas:

(1) malalta anstataŭiga grado solvebla en lesivo;

(2) iomete alta grado de anstataŭigo solvebla en akvo;

(3) alta grado de anstataŭigo solvita en polusaj organikaj solviloj;

(4) Pli alta grado de anstataŭigo solvita en nepolusaj organikaj solviloj.

3. Dissolva metodo de CE

CE havas unikan solveblecon, kiam la temperaturo altiĝas al certa temperaturo, ĝi estas nesolvebla en akvo, sed sub ĉi tiu temperaturo, ĝia solvebleco pliiĝos kun la malpliiĝo de temperaturo. CE estas solvebla en malvarma akvo (kaj en iuj kazoj en specifaj organikaj solviloj) per la procezo de ŝveliĝo kaj hidratiĝo. CE-solvoj ne havas la evidentajn solvlimigojn kiuj aperas en la dissolvo de jonaj saloj. La koncentriĝo de CE estas ĝenerale limigita al la viskozeco kiu povas esti kontrolita de la produktada ekipaĵo, kaj ankaŭ varias laŭ la viskozeco kaj kemia vario postulita de la uzanto. La solvkoncentriĝo de malalta viskozeca CE estas ĝenerale 10% ~ 15%, kaj alta viskozeca CE estas ĝenerale limigita al 2% ~ 3%. Malsamaj specoj de CE (kiel pulvoro aŭ surfaca traktita pulvoro aŭ grajneca) povas influi kiel la solvo estas preta.

3.1 CE sen surfaca traktado

Kvankam CE estas solvebla en malvarma akvo, ĝi devas esti tute disvastigita en akvo por eviti amasiĝon. En iuj kazoj, altrapida miksilo aŭ funelo povas esti uzata en malvarma akvo por disigi CE-pulvoron. Tamen, se la netraktita pulvoro estas aldonita rekte al malvarma akvo sen sufiĉe movi, grandaj buloj formiĝos. La ĉefa kialo de kukaĵo estas, ke la pulvoraj partikloj de CE ne estas tute malsekaj. Kiam nur parto de la pulvoro estas solvita, ĝela filmo estos formita, kiu malhelpas, ke la restanta pulvoro daŭre dissolviĝas. Tial, antaŭ dissolvo, la CE-partikloj devus esti plene disvastigitaj laŭeble. La sekvaj du disvastigmetodoj estas ofte uzitaj.

3.1.1 Metodo de disperso de seka miksaĵo

Ĉi tiu metodo estas plej ofte uzata en cementaj produktoj. Antaŭ ol aldoni akvon, miksu alian pulvoron kun CE-pulvoro egale, tiel ke CE-pulvoraj eroj estas disigitaj. Minimuma miksa proporcio: Alia pulvoro: CE-pulvoro =(3 ~ 7): 1.

En ĉi tiu metodo, CE-disvastigo estas kompletigita en la seka stato, uzante alian pulvoron kiel la rimedon por disvastigi CE-partiklojn unu kun la alia, por eviti la reciprokan ligon de CE-partikloj aldonante akvon kaj influante plian dissolvon. Sekve, varma akvo ne estas bezonata por disperso, sed la dissolvrapideco dependas de la pulvoraj partikloj kaj moviĝantaj kondiĉoj.

3.1.2 Metodo de disperso de varma akvo

(1) La unua 1/5~1/3 de la bezonata akvo hejtado al 90C supre, aldonu CE, kaj tiam movu ĝis ĉiuj eroj disiĝis malseka, kaj tiam la restanta akvo en malvarma aŭ glacia akvo aldonita por redukti la temperaturon de la. solvo, fojo atingita la CE-malsolvotemperaturo, la pulvoro komencis hidratiĝi, viskozeco pliiĝis.

(2) Vi ankaŭ povas varmigi la tutan akvon, kaj tiam aldoni CE por movi dum malvarmigo ĝis hidratado estas kompleta. Sufiĉa malvarmigo estas tre grava por kompleta hidratiĝo de CE kaj la formado de viskozeco. Por ideala viskozeco, MC-solvo devas esti malvarmigita al 0~5℃, dum HPMC nur devas esti malvarmetigita al 20~25℃ aŭ malpli. Ĉar plena hidratiĝo postulas sufiĉan malvarmigon, HPMC-solvoj estas ofte uzataj kie malvarma akvo ne povas esti uzata: laŭ la informoj, HPMC havas malpli da temperaturredukto ol MC ĉe pli malaltaj temperaturoj por atingi la saman viskozecon. Indas noti, ke la metodo de disvastigo de varma akvo nur igas CE-partiklojn disvastiĝi egale ĉe pli alta temperaturo, sed neniu solvo formiĝas nuntempe. Por akiri solvon kun certa viskozeco, ĝi devas esti malvarmigita denove.

3.2 Surfaca traktita dispersible CE-pulvoro

En multaj kazoj, CE estas postulata por havi kaj disvastigeblajn kaj rapidajn hidratigon (formante viskozecon) karakterizaĵojn en malvarma akvo. Surfaca traktita CE estas provizore nesolvebla en malvarma akvo post speciala kemia traktado, kio certigas, ke kiam CE estas aldonita al akvo, ĝi ne tuj formos evidentan viskozecon kaj povas esti disigita sub relative malgrandaj tondfortkondiĉoj. La "malfrua tempo" de hidratiĝo aŭ viskozeca formado estas la rezulto de la kombinaĵo de la grado de surfaca traktado, temperaturo, pH de la sistemo kaj CE-solvkoncentriĝo. La prokrasto de hidratigo estas ĝenerale reduktita ĉe pli altaj koncentriĝoj, temperaturoj kaj pH-niveloj. Ĝenerale, tamen, la koncentriĝo de CE ne estas konsiderata ĝis ĝi atingas 5% (la masproporcio de akvo).

Por plej bonaj rezultoj kaj kompleta hidratiĝo, la surfaco traktita CE devas esti movita dum kelkaj minutoj sub neŭtralaj kondiĉoj, kun la pH-intervalo de 8,5 ĝis 9,0, ĝis la maksimuma viskozeco estas atingita (kutime 10-30 minutoj). Post kiam la pH ŝanĝiĝas al baza (pH 8,5 ĝis 9,0), la surfaco traktita CE dissolviĝas tute kaj rapide, kaj la solvo povas esti stabila ĉe pH 3 ĝis 11. Tamen, estas grave noti, ke ĝustigi la pH de alta koncentriĝa suspensiaĵo. kaŭzos la viskozecon esti tro alta por pumpado kaj verŝado. La pH devas esti ĝustigita post kiam la suspensiaĵo estis diluita al la dezirata koncentriĝo.

Resume, la dissolvprocezo de CE inkluzivas du procezojn: fizika disperso kaj kemia dissolvo. La ŝlosilo estas disvastigi CE-partiklojn unu kun la alia antaŭ dissolvo, por eviti aglomeradon pro alta viskozeco dum malalttemperatura dissolvo, kiu influos plian dissolvon.

4. Propraĵoj de CE-solvo

Malsamaj specoj de CE-akvaj solvaĵoj glaciiĝos ĉe siaj specifaj temperaturoj. La ĝelo estas tute reigebla kaj formas solvon kiam ĝi denove malvarmiĝas. La reigebla termika geliĝo de CE estas unika. En multaj cementaj produktoj, la ĉefa uzo de la viskozeco de CE kaj la respondaj akvoretenado kaj lubrikado propraĵoj, kaj la viskozeco kaj ĝela temperaturo havas rektan rilaton, sub la ĝela temperaturo, des pli malalta la temperaturo, des pli alta la viskozeco de CE, des pli bona estas la responda agado de reteno de akvo.

La nuna klarigo por la ĝelfenomeno estas jena: en la procezo de dissolvo, ĉi tio estas simila

La polimermolekuloj de la fadeno konektas kun la akva molekula tavolo, rezultigante ŝveliĝon. Akvaj molekuloj agas kiel lubrika oleo, kiu povas disigi longajn ĉenojn de polimermolekuloj, tiel ke la solvo havas la ecojn de viskoza fluido, kiu estas facile forĵetebla. Kiam la temperaturo de la solvo pliiĝas, la celuloza polimero iom post iom perdas akvon kaj la viskozeco de la solvaĵo malpliiĝas. Kiam la ĝelpunkto estas atingita, la polimero iĝas tute senakvigita, rezultigante la ligon inter la polimeroj kaj la formado de la ĝelo: la forto de la ĝelo daŭre pliiĝas kiam la temperaturo restas super la ĝelpunkto.

Ĉar la solvo malvarmiĝas, la ĝelo komencas inversiĝi kaj la viskozeco malpliiĝas. Finfine, la viskozeco de la malvarmiga solvaĵo revenas al la komenca temperaturaltiĝo-kurbo kaj pliiĝas kun la malkresko de temperaturo. La solvo povas esti malvarmetigita al sia komenca viskozecvaloro. Tial, la termika ĝela procezo de CE estas reigebla.

La ĉefa rolo de CE en cementaj produktoj estas kiel viscosifier, plastificante kaj akva reteno agento, do kiel kontroli la viskozecon kaj ĝelan temperaturon fariĝis grava faktoro en cementaj produktoj kutime uzas sian komencan ĝelan temperaturon sub sekcio de la kurbo, do ju pli malalta la temperaturo, des pli alta la viskozeco, des pli evidenta la efiko de viscosifier akvo reteno. La testrezultoj de eltruda cementa produktadlinio ankaŭ montras, ke ju pli malalta la materiala temperaturo estas sub la sama enhavo de CE, des pli bona estas la efiko de viscosificación kaj reteno de akvo. Ĉar cementa sistemo estas ekstreme kompleksa fizika kaj kemia proprietsistemo, ekzistas multaj faktoroj influantaj la ŝanĝon de CE-ĝela temperaturo kaj viskozeco. Kaj la influo de diversaj tendenco kaj grado de Taianin ne samas, do la praktika aplikado ankaŭ trovis, ke post miksado de cementa sistemo, la reala ĝela temperaturo punkto de CE (tio estas, la malpliiĝo de la efiko de gluo kaj reteno de akvo estas tre evidenta ĉe ĉi tiu temperaturo. ) estas pli malaltaj ol la ĝela temperaturo indikita de la produkto, do en la elekto de CE-produktoj por konsideri la faktorojn kaŭzantajn ĝelan temperaturon malpliiĝon. La jenaj estas la ĉefaj faktoroj, kiujn ni kredas, influas la viskozecon kaj ĝelan temperaturon de CE-solvo en cementaj produktoj.

4.1 Influo de pH-valoro sur viskozeco

MC kaj HPMC estas ne-jonaj, do la viskozeco de la solvaĵo ol la viskozeco de natura jona gluo havas pli larĝan gamon de DH-stabileco, sed se la pH-valoro superas la gamon de 3 ~ 11, ili iom post iom reduktos la viskozecon je a. pli alta temperaturo aŭ en stokado por longa tempodaŭro, precipe alta viskozeca solvo. La viskozeco de la produkta solvo de CE malpliiĝas en forta acida aŭ forta bazsolvo, kio estas ĉefe pro la dehidratiĝo de CE kaŭzita de bazo kaj acido. Tial, la viskozeco de CE kutime malpliiĝas certagrade en la alkala medio de cementaj produktoj.

4.2 Influo de hejtado kaj movo sur ĝela procezo

La temperaturo de ĝelpunkto estos tuŝita de la kombinita efiko de hejtado kaj movanta tondrapideco. Alta rapida moviĝado kaj rapida hejtado ĝenerale pliigos la ĝelan temperaturon signife, kio estas favora por cementaj produktoj formitaj per mekanika miksado.

4.3 Influo de koncentriĝo sur varma ĝelo

Pliigi la koncentriĝon de la solvo kutime malaltigas la ĝeltemperaturon, kaj la ĝelpunktoj de malalta viskozeco CE estas pli altaj ol tiuj de alta viskozeco CE. Kiel ekzemple METHOCEL A de DOW

La ĝela temperaturo reduktiĝos je 10℃ por ĉiu 2% pliigo de la koncentriĝo de la produkto. Pliigo de 2% en la koncentriĝo de F-tipaj produktoj reduktos la ĝelan temperaturon je 4℃.

4.4 Influo de aldonaĵoj sur termika geliĝo

En la kampo de konstrumaterialoj, multaj materialoj estas neorganikaj saloj, kiuj havos signifan efikon al la ĝela temperaturo de CE-solvo. Depende de ĉu la aldonaĵo funkcias kiel koaguligilo aŭ solviganta agento, kelkaj aldonaĵoj povas pliigi la termikan ĝeltemperaturon de CE, dum aliaj povas malpliigi la termikan ĝeltemperaturon de CE: ekzemple, solv-plifortiga etanolo, PEG-400 (polietilenglikolo) , anediolo, ktp., povas pliigi la ĝelpunkton. Saloj, glicerino, sorbitolo kaj aliaj substancoj reduktos la ĝelpunkton, ne-jona CE ĝenerale ne precipitiĝos pro polivalentaj metalaj jonoj, sed kiam la elektrolita koncentriĝo aŭ aliaj dissolvitaj substancoj superas certan limon, CE-produktoj povas esti salitaj en. solvo, ĉi tio estas pro la konkurado de elektrolitoj al akvo, rezultigante la redukton de hidratado de CE, La salenhavo de la solvo de la CE-produkto estas ĝenerale iomete pli alta ol tiu de la Mc-produkto, kaj la salo enhavo estas iomete malsama. en malsamaj HPMC.

Multaj ingrediencoj en cementaj produktoj faligos la ĝelan punkton de CE, do la elekto de aldonaĵoj devas konsideri, ke tio povas kaŭzi ŝanĝojn de la ĝelpunkto kaj viskozeco de CE.

5.Konkludo

(1) celuloza etero estas natura celulozo per eteriga reago, havas la bazan strukturan unuon de senhidratigita glukozo, laŭ la tipo kaj nombro de substituentgrupoj sur sia anstataŭiga pozicio kaj havas malsamajn ecojn. La ne-jona etero kiel MC kaj HPMC povas esti uzata kiel viscosifier, akva reteno agento, aero entrainment agento kaj aliaj vaste uzata en konstrumaterialoj produktoj.

(2) CE havas unikan solveblecon, formante solvon ĉe certa temperaturo (kiel ĝela temperaturo), kaj formante solidan ĝelon aŭ solidan partiklan miksaĵon ĉe ĝela temperaturo. La ĉefaj dissolvaj metodoj estas seka miksa disvastigmetodo, varma akvodisvastigmetodo, ktp., en cementaj produktoj kutime uzataj estas seka miksa dispersmetodo. La ŝlosilo estas disigi CE egale antaŭ ol ĝi dissolviĝas, formante solvon ĉe malaltaj temperaturoj.

(3) Solvokoncentriĝo, temperaturo, pH-valoro, kemiaj propraĵoj de aldonaĵoj kaj movo-rapideco influos la ĝelan temperaturon kaj viskozecon de CE-solvo, precipe cementaj produktoj estas neorganikaj salaj solvaĵoj en alkala medio, kutime reduktas la ĝelan temperaturon kaj viskozecon de CE-solvo. , alportante malfavorajn efikojn. Tial, laŭ la karakterizaĵoj de CE, unue, ĝi devas esti uzata ĉe malalta temperaturo (sub la ĝela temperaturo), kaj due, la influo de aldonaĵoj devas esti konsiderata.