Celuloza etero en cement -bazitaj produktoj

Celulosa etero estas speco de ĝeneralvalida aldonaĵo uzebla en cementaj produktoj. Ĉi tiu papero enkondukas la kemiajn proprietojn de metil -celulozo (MC) kaj hidroxipropil -metil -celulozo (HPMC /) ofte uzataj en cementaj produktoj, la metodo kaj principo de la neta solvo kaj la ĉefaj trajtoj de la solvo. La malkresko de termika ĝela temperaturo kaj viskozeco en cementaj produktoj estis diskutita surbaze de praktika produktada sperto.

Ŝlosilvortoj:Celulosa etero; Metil -celulozo;Hidroxipropil -metila celulozo; Varma ĝela temperaturo; viskozeco

1. Superrigardo

Celulosa etero (CE mallonge) estas farita el celulozo per eterifica reago de unu aŭ pluraj eterifaj agentoj kaj seka muelado. CE povas esti dividita en ionikajn kaj ne-ionikajn tipojn, inter kiuj ne-ionika tipo CE pro ĝiaj unikaj termikaj ĝelaj trajtoj kaj solvebleco, sala rezisto, varmo-rezisto kaj havas taŭgan surfacan agadon. Ĝi povas esti uzata kiel akvokonduktila agento, suspensia agento, emulsifilo, filma formanta agento, lubrikaĵo, vosto kaj reologia plibonigo. La ĉefaj eksterlandaj konsumaj areoj estas lateksaj tegaĵoj, konstruaj materialoj, nafto -borado kaj tiel plu. Kompare kun fremdaj landoj, la produktado kaj apliko de akvorezista CE ankoraŭ estas en sia infanaĝo. Kun la plibonigo de la sano kaj media konscio de homoj. Akvo-solvebla CE, kiu estas sendanĝera por fiziologio kaj ne poluas la medion, havos grandan disvolviĝon.

En la kampo de konstruaj materialoj kutime elektitaj CE estas metil -celulozo (MC) kaj hidroxipropil -metila celulozo (HPMC), povas esti uzata kiel farbo, gipso, mortero kaj cemento -produktoj plastizilo, viskozifilo, agento de retenado de akvo, agento de retenado de akvo. Plejparto de la industrio de konstruaj materialoj estas uzata ĉe normala temperaturo, uzante kondiĉojn estas seka miksa pulvoro kaj akvo, malpli implikante la dissolvajn trajtojn kaj varmajn ĝelajn trajtojn de CE, sed en la mekanizita produktado de cementaj produktoj kaj aliaj specialaj temperaturaj kondiĉoj, ĉi tiuj trajtoj de CE ludos pli plenan rolon.

2. Kemiaj proprietoj de CE

CE estas akirita per traktado de celulozo per serio de kemiaj kaj fizikaj metodoj. Laŭ la malsama kemia anstataŭa strukturo, kutime povas esti dividita en: MC, HPMC, hidroksietil -celulozo (HEC), ktp.: Ĉiu CE havas la bazan strukturon de celuloza - dehidrata glukozo. En la procezo de produktado de CE, celulozaj fibroj unue estas varmigitaj en alkala solvo kaj poste traktataj kun eteraj agentoj. La fibraj reagaj produktoj estas purigitaj kaj pulverizitaj por formi unuforman pulvoron de certa fajreco.

La produktada procezo de MC nur uzas metanan kloridon kiel eterifantan agenton. Krom la uzo de metana klorido, la produktado de HPMC ankaŭ uzas propilenan ruston por akiri hidroksipropilajn anstataŭajn grupojn. Diversaj CE havas malsamajn ritmojn de metilo kaj hidroxipropilaj anstataŭaĵoj, kiuj influas la organikan kongruon kaj termikan ĝelan temperaturon de CE -solvo.

La nombro de anstataŭigaj grupoj sur la senhidrataj glukozaj strukturaj unuoj de celulozo povas esti esprimita per la procento de maso aŭ la averaĝa nombro de anstataŭaj grupoj (t.e. DS - grado de anstataŭado). La nombro de anstataŭaj grupoj determinas la propraĵojn de CE -produktoj. La efiko de averaĝa grado de anstataŭigo sur solvebleco de eterifaj produktoj estas kiel sekvas:

(1) Malalta anstataŭa grado solvebla en Lye;

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

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

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

3. Dissolva metodo de CE

CE havas unikan solveblan proprieton, kiam la temperaturo altiĝas al certa temperaturo, ĝi estas nesolvebla en akvo, sed sub ĉi tiu temperaturo, ĝia solvebleco pliiĝos kun la malpliigo de temperaturo. CE estas solvebla en malvarma akvo (kaj en iuj kazoj en specifaj organikaj solviloj) per la procezo de ŝvelaĵo kaj hidratado. CE -solvoj ne havas la evidentajn solubilecajn limojn, kiuj aperas en la dissolvo de ionikaj saloj. La koncentriĝo de CE estas ĝenerale limigita al la viskozeco kontrolebla de la produktada ekipaĵo, kaj ankaŭ varias laŭ la viskozeco kaj kemia vario postulita de la uzanto. La solva koncentriĝo de malalta viskozeco CE estas ĝenerale 10% ~ 15%, kaj alta viskozeco CE estas ĝenerale limigita al 2% ~ 3%. Malsamaj specoj de CE (kiel pulvoro aŭ surfaco traktita pulvoro aŭ granularo) povas influi kiel la solvo estas preparita.

3.1 CE sen surfaca kuracado

Kvankam CE estas solvebla en malvarma akvo, ĝi devas esti tute dissemita en akvo por eviti kroĉadon. En iuj kazoj, altrapida miksaĵo aŭ funelo povas esti uzata en malvarma akvo por disvastigi CE -pulvoron. Tamen, se la netraktita pulvoro estas aldonita rekte al malvarma akvo sen sufiĉe agitado, substancaj buloj formiĝos. La ĉefa kialo por kukado estas, ke la CE -pulvoraj eroj ne estas tute malsekaj. Kiam nur parto de la pulvoro dissolviĝas, formiĝos ĝela filmo, kio malhelpas la restantan pulvoron daŭre dissolviĝi. Sekve, antaŭ dissolvo, la CE -eroj devas esti plene dissemitaj laŭeble. La sekvaj du disvastigaj metodoj estas ofte uzataj.

3.1.1 Metodo de Dispersa Miksaĵo

Ĉi tiu metodo estas plej ofte uzata en cementaj produktoj. Antaŭ ol aldoni akvon, miksi alian pulvoron kun CE -pulvoro uniforme, tiel ke CE -pulvoraj eroj disiĝas. Minimuma miksa rilatumo: Aliaj pulvoroj: CE -pulvoro = (3 ~ 7): 1.

En ĉi tiu metodo, CE -disvastiĝo estas finita en la seka stato, uzante aliajn pulvorojn kiel la mezajn por disvastigi CE -erojn unu kun la alia, por eviti la reciprokan ligadon de CE -eroj kiam aldonas akvon kaj influas plian dissolvon. Sekve, varma akvo ne bezonas por disvastiĝo, sed la dissolva indico dependas de la pulvoraj eroj kaj agitantaj kondiĉoj.

3.1.2 Metodo pri Dispersa Akvo

(1) la unua 1/5 ~ 1/3 de la bezonata akvo -hejtado ĝis 90c supre, aldonu CE, kaj tiam miksi ĝis ĉiuj eroj disiĝis malsekaj, kaj tiam la restanta akvo en malvarma aŭ glacia akvo aldonita por redukti la temperaturon de la Solvo, iam atingita la dissolva temperaturo de CE, la pulvoro komencis hidratiĝi, viskozeco pliiĝis.

(2) Vi ankaŭ povas varmigi la tutan akvon, kaj poste aldoni CE por agiti dum malvarmigo ĝis hidratado finiĝos. Sufiĉa malvarmigo tre gravas por kompleta hidratado de CE kaj formado de viskozeco. Por ideala viskozeco, MC -solvo devas esti malvarmetigita ĝis 0 ~ 5 ℃, dum HPMC nur bezonas malvarmetiĝi ĝis 20 ~ 25 ℃ aŭ sube. Ĉar plena hidratado postulas sufiĉan malvarmigon, HPMC -solvoj estas ofte uzataj kie malvarma akvo ne povas esti uzata: Laŭ la informo, HPMC havas malpli da temperaturo -redukto ol MC ĉe pli malaltaj temperaturoj por atingi la saman viskozecon. Menciindas, ke metodo de disvastigado de varmaj akvoj nur igas CE -partiklojn disiĝi egale al pli alta temperaturo, sed neniu solvo formiĝas ĉi -foje. Por akiri solvon kun certa viskozeco, ĝi devas esti malvarmetigita denove.

3.2 surfaco traktata disvastigebla CE -pulvoro

En multaj kazoj, CE devas havi ambaŭ disvastigeblajn kaj rapidajn hidratajn (formantajn viskozecon) trajtojn 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 disvastigita en relative malgrandaj tondaj kondiĉoj. La "malfrua tempo" de formado de hidratado aŭ viskozeco estas la rezulto de la kombinaĵo de la grado de surfaca traktado, temperaturo, pH de la sistemo kaj CE -solva koncentriĝo. La malfruo de hidratado 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 masa rilatumo de akvo).

Por plej bonaj rezultoj kaj kompleta hidratado, la surfaco traktita CE devas esti agitita dum kelkaj minutoj en neŭtralaj kondiĉoj, kun la pH-gamo 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 je pH 3 ĝis 11. Tamen gravas rimarki, ke alĝustigi la pH de alta koncentriĝo. kaŭzos la viskozecon tro alta por pumpado kaj verŝado. La pH devas esti ĝustigita post kiam la slurry estis diluita al la dezirata koncentriĝo.

Resume, la dissolva procezo de CE inkluzivas du procezojn: fizika disvastiĝo kaj kemia dissolvo. La ŝlosilo estas disvastigi CE -erojn unu kun la alia antaŭ dissolvo, por eviti aglomeradon pro alta viskozeco dum malalta temperaturo -dissolvo, kio influos plian dissolvon.

4. Propraĵoj de CE -Solvo

Malsamaj specoj de akvaj solvoj de CE gelos ĉe iliaj specifaj temperaturoj. La ĝelo estas tute revertebla kaj formas solvon kiam malvarmetigita denove. La revertebla termika gelado de CE estas unika. En multaj cementaj produktoj, la ĉefa uzo de la viskozeco de CE kaj la respondaj akvaj retenoj kaj lubrikaj proprietoj, kaj la viskozeco kaj ĝela temperaturo havas rektan rilaton, sub la ĝela temperaturo, des pli malalta estas la temperaturo, des pli alta la viskozeco de CE, des pli bone estas la responda agado de akvo.

La nuna klarigo por la ĝela fenomeno estas ĉi tio: en la procezo de dissolvo, ĉi tio similas

La polimeraj molekuloj de la fadeno konektas kun la akva molekula tavolo, rezultigante ŝvelaĵon. Akvaj molekuloj agas kiel lubrikanta oleo, kiu povas disigi longajn ĉenojn de polimeraj molekuloj, tiel ke la solvo havas la proprietojn de viskoza fluido facile malplenigebla. Kiam la temperaturo de la solvo pliiĝas, la celuloza polimero iom post iom perdas akvon kaj la viskozeco de la solvo malpliiĝas. Kiam la ĝelpunkto estas atingita, la polimero iĝas tute senhidratigita, rezultigante la ligon inter la polimeroj kaj la formado de la ĝelo: la forto de la ĝelo daŭre pliiĝas dum la temperaturo restas super la ĝela punkto.

Ĉar la solvo malvarmas, la ĝelo komencas reverti kaj la viskozeco malpliiĝas. Fine, la viskozeco de la malvarmiga solvo revenas al la komenca kurbo de temperaturo kaj pliiĝas kun la malpliiĝo de temperaturo. La solvo povas esti malvarmetigita al ĝia komenca viskozeca valoro. Tial la termika ĝelprocezo de CE estas revertebla.

La ĉefa rolo de CE en cementaj produktoj estas kiel viskozifilo, plastizilo kaj akvorezista agento, do kiel kontroli la viskozecon kaj ĝelan temperaturon fariĝis grava faktoro en cementaj produktoj kutime uzas ĝian komencan ĝelan temperaturpunkton sub sekcio de la kurbo, Do ju pli malalta estas la temperaturo, ju pli alta estas la viskozeco, des pli evidente la efiko de retenado de viskozifilo. La testrezultoj de eltira cementa tabulo -produktado -linio ankaŭ montras, ke ju pli malalta estas la materiala temperaturo sub la sama enhavo de CE, des pli bona estas la viskoza kaj akvo -retena efiko. Ĉar cementa sistemo estas ekstreme kompleksa fizika kaj kemia proprieta sistemo, estas multaj faktoroj influantaj la ŝanĝon de CE -ĝel -temperaturo kaj viskozeco. Kaj la influo de diversaj tendencoj kaj grado de Taianin ne samas, do la praktika apliko ankaŭ trovis, ke post miksado de cementa sistemo, la efektiva gel -temperaturpunkto de CE (tio estas, la malkresko de gluo kaj akvo -retenado 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 malpliiĝon de ĝela temperaturo. Jen la ĉefaj faktoroj, kiujn ni kredas, ke ĝi 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-ionikaj, do la viskozeco de la solvo 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 ĉe A Pli alta temperaturo aŭ en stokado dum longa tempo, precipe alta viskozeca solvo. La viskozeco de CE -produkta solvo malpliiĝas en forta acida aŭ forta baza solvo, kiu estas ĉefe pro la dehidratado de CE kaŭzita de bazo kaj acido. Tial la viskozeco de CE kutime malpliiĝas en iu mezuro en la alkala medio de cementaj produktoj.

4.2 Influo de hejtado kaj agitado sur ĝelprocezo

La temperaturo de ĝelpunkto estos trafita de la kombinita efiko de hejtada rapideco kaj agitanta tondado. Altrapida agitado 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 ĝelan temperaturon, kaj la ĝelaj punktoj de malalta viskozeco CE estas pli altaj ol tiuj de alta viskozeco CE. Kiel Dow's Methocel a

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

4.4 Influo de aldonaĵoj sur termika gelado

En la kampo de konstruaj materialoj, multaj materialoj estas neorganikaj saloj, kiuj havos gravan efikon sur la ĝela temperaturo de CE -solvo. Depende de tio, ĉu la aldonaĵo agas kiel koagulanta aŭ solubilizanta agento, iuj aldonaĵoj povas pliigi la termikan ĝelan temperaturon de CE, dum aliaj povas malpliigi la termikan ĝelan temperaturon de CE: ekzemple, solv-pliboniganta etanolon, PEG-400 (polietilena glicol) , anediol, ktp, povas pliigi la ĝelpunkton. Saloj, glicerino, sorbitolo kaj aliaj substancoj reduktos la ĝelpunkton, ne-ionika CE ĝenerale ne estos precipitita pro polivalentaj metalaj jonoj, sed kiam la elektrolito-koncentriĝo aŭ aliaj dissolvitaj substancoj superas certan limon, CE-produktoj povas esti salitaj en Solvo, ĉi tio estas pro la konkurenco de elektrolitoj al akvo, rezultigante la redukton de hidratado de CE, la sala enhavo de la solvo de la CE -produkto estas ĝenerale iomete pli alta ol tiu de la MC -produkto, kaj la sala enhavo estas iomete malsama en malsama HPMC.

Multaj ingrediencoj en cementaj produktoj igos la ĝelpunkton de CE -falo, do la elekto de aldonaĵoj devas konsideri, ke tio povas kaŭzi la ĝelpunkton kaj viskozecon de CE -ŝanĝoj.

5. Konkludo

(1) Celulosa etero estas natura celulozo per etera reago, havas la bazan strukturan unuon de dehidratigita glukozo, laŭ la tipo kaj nombro de anstataŭaj grupoj sur ĝia anstataŭa pozicio kaj havas malsamajn proprietojn. La ne-ionika etero kiel MC kaj HPMC povas esti uzata kiel viskozifilo, akvokonduktila agento, aera enira agento kaj alia vaste uzata en konstruaj materialoj.

(2) CE havas unikan solubilecon, 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 disvastiga metodo, metodo de disvastigado de varma akvo, ktp., En cementaj produktoj ofte uzataj estas seka miksa disvastiga metodo. La ŝlosilo estas disvastigi CE egale antaŭ ol ĝi dissolviĝas, formante solvon ĉe malaltaj temperaturoj.

(3) Solva koncentriĝo, temperaturo, pH -valoro, kemiaj ecoj de aldonaĵoj kaj agitada ritmo influos la ĝelan temperaturon kaj viskozecon de CE -solvo, precipe cementaj produktoj estas neorganikaj salaj solvoj en alkala medio, kutime reduktas la ĝelan temperaturon kaj viskozecon de CE , alportante adversajn efikojn. Sekve, laŭ la trajtoj de CE, unue, ĝi devas esti uzata je malalta temperaturo (sub la ĝela temperaturo), kaj dua, oni devas konsideri la influon de aldonaĵoj.