هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر (HPMC) برای ملات پودر خشک

نام چینی HPMC هیدروکسی پروپیل متیل سلولز است. این غیر یونی است و اغلب به عنوان یک عامل نگهدارنده آب در ملات مخلوط خشک استفاده می شود. این متداول ترین ماده نگهدارنده آب در ملات است.

فرآیند تولید HPMC عمدتاً یک محصول اتر مبتنی بر پلی ساکارید است که از طریق قلیایی کردن و اتریفیکاسیون الیاف پنبه (خانگی) تولید می شود. خود شارژ ندارد، با یون های باردار موجود در مواد ژل واکنش نمی دهد و عملکرد پایداری دارد. قیمت آن نیز نسبت به سایر انواع اترهای سلولزی کمتر است، بنابراین در ملات مخلوط خشک به طور گسترده استفاده می شود.

عملکرد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز: می تواند ملات تازه مخلوط شده را غلیظ کند تا ویسکوزیته مرطوب خاصی داشته باشد و از جدا شدن جلوگیری کند. (ضخیم شدن) احتباس آب نیز مهمترین مشخصه است که به حفظ مقدار آب آزاد ملات کمک می کند تا پس از ساخت ملات، ماده سیمانی زمان بیشتری برای هیدراته شدن داشته باشد. (حفظ آب) دارای خاصیت هواگیری است که می تواند حباب های هوای یکنواخت و ریز را برای بهبود ساخت ملات ایجاد کند.

هرچه ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر بیشتر باشد، عملکرد احتباس آب بهتر است. ویسکوزیته یک پارامتر مهم عملکرد HPMC است. در حال حاضر سازندگان مختلف HPMC از روش ها و ابزارهای مختلفی برای اندازه گیری ویسکوزیته HPMC استفاده می کنند. روش های اصلی HaakeRotovisko، Hoppler، Ubbelohde و Brookfield هستند.

برای یک محصول، نتایج ویسکوزیته اندازه‌گیری شده با روش‌های مختلف بسیار متفاوت است و حتی برخی تفاوت‌های دو برابری دارند. بنابراین، هنگام مقایسه ویسکوزیته، باید بین همان روش های آزمایش از جمله دما، روتور و غیره انجام شود. پس از تماس ذرات بزرگ اتر سلولز با آب، سطح بلافاصله حل می شود و ژلی را تشکیل می دهد تا مواد را بپیچد تا از ادامه نفوذ مولکول های آب جلوگیری کند. گاهی اوقات حتی پس از هم زدن طولانی مدت نمی توان آن را به طور یکنواخت پراکنده و حل کرد و یک محلول لخته کدر یا تجمع تشکیل داد. روی احتباس آب اتر سلولز تاثیر زیادی دارد و حلالیت یکی از عوامل انتخاب اتر سلولز است.

ظرافت همچنین یک شاخص عملکرد مهم اتر متیل سلولز است. MC مورد استفاده برای ملات پودر خشک باید پودر با محتوای آب کم باشد و ظرافت نیز نیاز دارد که 20٪ تا 60٪ اندازه ذرات کمتر از 63 میلی متر باشد. ظرافت بر حلالیت اتر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز تأثیر می گذارد. درشت MC معمولا دانه ای است و به راحتی در آب بدون تجمع حل می شود، اما سرعت انحلال بسیار کند است، بنابراین برای استفاده در ملات پودر خشک مناسب نیست.

در ملات پودر خشک، MC در بین مواد سیمانی مانند سنگدانه، پرکننده ریز و سیمان پراکنده می شود و تنها پودر به اندازه کافی ریز می تواند از تجمع اتر متیل سلولز هنگام اختلاط با آب جلوگیری کند. هنگامی که MC برای حل کردن آگلومراها با آب اضافه می شود، پراکندگی و حل شدن آن بسیار دشوار است. ظرافت درشت MC نه تنها ضایع کننده است، بلکه مقاومت موضعی ملات را نیز کاهش می دهد. هنگامی که چنین ملات پودر خشکی در یک منطقه بزرگ اعمال شود، سرعت عمل آوری ملات پودر خشک موضعی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و به دلیل زمان های مختلف عمل آوری، ترک هایی ایجاد می شود. برای ملات پاشیده شده با ساختار مکانیکی، به دلیل زمان اختلاط کوتاهتر، نیاز به ظرافت بیشتر است. به طور کلی، هر چه ویسکوزیته بالاتر باشد، اثر حفظ آب بهتر است. با این حال، هر چه ویسکوزیته بیشتر و وزن مولکولی MC بیشتر باشد، کاهش متناظر در حلالیت آن تأثیر منفی بر مقاومت و عملکرد ساخت ملات خواهد داشت.

هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد، اثر ضخیم شدن روی ملات آشکارتر است، اما نسبت مستقیمی با آن ندارد. هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد ملات مرطوب لزج تر خواهد بود، یعنی در حین ساخت به صورت چسبندگی به خراشنده و چسبندگی زیاد به بستر نمایان می شود. اما افزایش مقاومت ساختاری خود ملات مرطوب مفید نیست. یعنی در حین ساخت، عملکرد ضد افتادگی مشخص نیست. در مقابل، برخی از اترهای متیل سلولز با ویسکوزیته متوسط ​​و کم اما اصلاح شده عملکرد عالی در بهبود استحکام ساختاری ملات مرطوب دارند.

احتباس آب HPMC نیز با دمای مورد استفاده مرتبط است و احتباس آب متیل سلولز اتر با افزایش دما کاهش می یابد. با این حال، در کاربردهای واقعی مواد، ملات پودر خشک اغلب بر روی بسترهای داغ در دماهای بالا (بالاتر از 40 درجه) در بسیاری از محیط‌ها مانند گچ کاری بتونه دیوار بیرونی زیر نور خورشید در تابستان، که اغلب باعث تسریع عمل آوری سیمان و سخت شدن آن می‌شود، اعمال می‌شود. ملات پودر خشک کاهش نرخ احتباس آب منجر به این احساس واضح می شود که هم کارایی و هم مقاومت به ترک تحت تأثیر قرار می گیرند، و کاهش تأثیر عوامل دما در این شرایط به ویژه حیاتی است.

در این راستا، افزودنی‌های متیل هیدروکسی اتیل سلولز اتر در حال حاضر در خط مقدم توسعه فناوری در نظر گرفته می‌شوند. اگرچه مقدار متیل هیدروکسی اتیل سلولز افزایش می یابد (فرمول تابستانی)، اما هنوز کارایی و مقاومت در برابر ترک نمی تواند نیازهای استفاده را برآورده کند. از طریق برخی درمان‌های ویژه روی MC، مانند افزایش درجه اتریفیکاسیون و غیره، می‌توان اثر احتباس آب را در دمای بالاتر حفظ کرد تا بتواند عملکرد بهتری را در شرایط سخت ارائه دهد.

دوز HPMC نباید خیلی زیاد باشد، در غیر این صورت نیاز آبی ملات را افزایش می‌دهد، به ماله می‌چسبد و زمان گیرش بیش از حد طولانی می‌شود که روی ساخت‌پذیری تأثیر می‌گذارد. محصولات ملات مختلف از HPMC با ویسکوزیته های مختلف استفاده می کنند و به طور معمول از HPMC با ویسکوزیته بالا استفاده نمی کنند. بنابراین، اگرچه محصولات هیدروکسی پروپیل متیل سلولز خوب هستند، اما زمانی که به خوبی استفاده شوند مورد تشویق قرار می گیرند. انتخاب HPMC مناسب مسئولیت اصلی پرسنل آزمایشگاه سازمانی است. در حال حاضر، بسیاری از فروشندگان بی پروا HPMC را ترکیب می کنند و کیفیت آن بسیار ضعیف است. هنگام انتخاب یک سلولز خاص، آزمایشگاه باید در آزمایش به خوبی از پایداری محصول ملات اطمینان حاصل کند و طمع ارزانی نداشته باشد و باعث تلفات غیر ضروری شود.