Focus on Cellulose ethers

Éifeacht hiodrocsaitile meitilceallalóis ar an moirtéal stroighne

Rinneadh staidéar ar thionchar fachtóirí cosúil le hathrú slaodacht hidroxyethyl methylcellulose (HEMC), cibé an modhnaítear é nó nach ea, agus an t-athrú ábhar ar an strus toraidh agus ar shlaodacht plaisteach moirtéal stroighne úr. I gcás HEMC neamhmhodhnaithe, dá airde an slaodacht, is lú an strus toraidh agus slaodacht plaisteach an moirtéal; lagaítear tionchar an athraithe ar shlaodacht HEMC modhnaithe ar airíonna sreabheolaíocha moirtéal; is cuma an bhfuil sé modhnaithe nó nach bhfuil, dá airde an slaodacht HEMC, an níos ísle ar an Is é an éifeacht mhoillithe an strus toraidh agus forbairt slaodacht plaisteach moirtéal níos soiléire. Nuair a bhíonn ábhar HEMC níos mó ná 0.3%, méadú ar an strus toraidh agus ar shlaodacht plaisteach an moirtéal le méadú ar an ábhar; nuair a bhíonn an t-ábhar HEMC mór, laghdaítear strus toraidh an moirtéal leis an am, agus méadóidh raon slaodacht plaisteach le himeacht ama.

Príomhfhocail: hidroxyethyl meitilcellulose, moirtéal úr, airíonna sreabheolaíoch, strus toraidh, slaodacht plaisteach

I. Réamhrá

Le forbairt na teicneolaíochta tógála moirtéal, tugadh aird níos mó agus níos mó ar thógáil meicnithe. Cuireann iompar ingearach fad-achair ceanglais nua ar aghaidh maidir le moirtéal pumpáilte: ní mór sreabhach maith a choinneáil ar feadh an phróisis caidéalaithe. Caithfidh sé seo staidéar a dhéanamh ar na fachtóirí tionchair agus na coinníollacha sriantacha a bhaineann le sreabhach moirtéal, agus is é an modh coitianta ná paraiméadair sreabheolaíoch moirtéal a urramú.

Braitheann airíonna sreabheolaíocha moirtéal go príomha ar nádúr agus ar mhéid na n-amhábhar. Is meascán é éitear ceallalóis a úsáidtear go forleathan i moirtéal tionsclaíoch, a bhfuil tionchar mór aige ar airíonna sreabheolaíocha moirtéal, agus mar sin rinne scoláirí sa bhaile agus thar lear roinnt taighde air. Go hachomair, is féidir na conclúidí seo a leanas a tharraingt: beidh méadú ar chasmhóimint tosaigh an moirtéal mar thoradh ar mhéadú ar an méid éitear ceallalóis, ach tar éis tréimhse corraigh, laghdóidh friotaíocht sreabhadh an moirtéal ina ionad (1) ; nuair a bhíonn an sreabhach tosaigh go bunúsach mar an gcéanna, caillfear sreabhacheacht an moirtéal ar dtús. méadaithe tar éis laghdú (2); léirigh an neart toraidh agus slaodacht plaisteach moirtéal treocht ag laghdú ar dtús agus ansin ag méadú, agus chuir éitear ceallalóis scrios struchtúr moirtéal chun cinn agus chuir sé an t-am ó scrios go hath-thógáil chun cinn (3); Tá slaodacht agus cobhsaíocht níos airde ag éitear agus púdar tiubhaithe etc. (4). Mar sin féin, tá easnaimh fós ag na staidéir thuas:

Níl caighdeáin agus nósanna imeachta tomhais scoláirí éagsúla aonfhoirmeach, agus ní féidir na torthaí tástála a chur i gcomparáid go cruinn; tá raon tástála na hionstraime teoranta, agus tá raon beag éagsúlachta ag paraiméadair sreabheolaíoch an moirtéal tomhaiste, nach bhfuil ionadaíoch go forleathan; tá easpa tástálacha comparáideacha ar éitear ceallalóis le slaodacht éagsúla; Tá go leor fachtóirí tionchair ann, agus níl an atrialltacht maith. Le blianta beaga anuas, tá an chuma ar an rheometer moirtéal Viskomat XL tar éis áis mhór a sholáthar chun airíonna sreabheolaíocha moirtéal a chinneadh go cruinn. Tá na buntáistí a bhaineann le leibhéal rialaithe uathoibríoch ard, cumas mór, raon tástála leathan, agus torthaí tástála níos mó de réir na gcoinníollacha iarbhír. Sa pháipéar seo, bunaithe ar úsáid an chineáil ionstraime seo, déantar torthaí taighde scoláirí atá ann cheana féin a shintéisiú, agus déantar an clár tástála a fhoirmiú chun staidéar a dhéanamh ar éifeacht cineálacha agus slaodacht éagsúla hidroxyethyl methylcellulose (HEMC) ar an reology de moirtéal i raon dáileog níos mó. tionchar feidhmíochta.

2. Múnla rheological de moirtéal stroighne úr

Ós rud é gur tugadh an reoleolaíocht isteach san eolaíocht stroighne agus choincréite, léirigh líon mór staidéir gur féidir coincréit úr agus moirtéal a mheas mar shreabhán Bingham, agus rinne Banfill tuilleadh mionléirithe ar an bhféidearthacht a bhaineann le múnla Bingham a úsáid chun cur síos a dhéanamh ar airíonna sreabheolaíocha moirtéal (5). Sa chothromóid sreabheolaíoch τ=τ0+μγ de mhúnla Bingham, is é τ an strus lomadh, is é τ0 an strus toraidh, is é μ an slaodacht plaisteach, agus is é γ an ráta lomadh. Ina measc, is é τ0 agus μ an dá pharaiméadar is tábhachtaí: is é τ0 an strus lomadh íosta is féidir leis an sreabhadh moirtéal stroighne, agus ach amháin nuair a ghníomhaíonn τ>τ0 ar an moirtéal, is féidir leis an moirtéal sreabhadh; Léiríonn μ an fhriotaíocht slaodach nuair a shreabhann an moirtéal Dá mó an μ, is amhlaidh is moille a shreabhann an moirtéal [3]. Sa chás nach bhfuil an dá τ0 agus μ anaithnid, ní mór an strus lomadh a thomhas ar a laghad dhá ráta lomadh éagsúla sular féidir é a ríomh (6).

I rheometer moirtéal tugtha, is féidir an cuar NT a fhaightear trí ráta rothlaithe an lann N a shocrú agus an chasmhóimint T a ghineann friotaíocht lomadh an moirtéal a thomhas a úsáid freisin chun cothromóid eile T=g+ a ríomh a chloíonn le samhail Bingham An dá pharaiméadar g agus h de Nh. Tá g i gcomhréir leis an strus toraidh τ0, tá h i gcomhréir leis an slaodacht plaisteach μ, agus τ0 = (K/G) g, μ = ( l / G ) h , áit a bhfuil G tairiseach a bhaineann leis an ionstraim, agus is féidir K pas a fháil tríd an sreabhadh aitheanta Faightear é tríd an sreabhán a athraíonn a shaintréithe de réir an ráta lomadh a cheartú[7]. Ar mhaithe le háisiúlacht, pléann an páipéar seo go díreach g agus h, agus úsáideann sé an dlí athraitheach g agus h chun dlí athraitheach an strus toraidh agus slaodacht plaisteach moirtéal a léiriú.

3. Tástáil

3.1 Amhábhair

3.2 gaineamh

Gaineamh Grianchloch: tá gaineamh garbh 20-40 mogalra, tá gaineamh meánach 40-70 mogalra, tá gaineamh fíneáil 70-100 mogalra, agus tá na trí cinn measctha i gcóimheas 2:2:1.

3.3 Éitear ceallalóis

Hidroxyethyl methylcellulose HEMC20 (slaodacht 20000 mPa s), HEMC25 (slaodacht 25000 mPa s), HEMC40 (slaodacht 40000 mPa s), agus HEMC45 (slaodacht 45000 mPa s), a bhfuil HEMC25 modhnaithe agus ceall HEMC45.

3.4 Uisce a mheascadh

uisce sconna.

3.5 Plean tástála

Is é an cóimheas aoil-gaineamh ná 1:2.5, socraítear an tomhaltas uisce ag 60% den tomhaltas stroighne, agus is é an t-ábhar HEMC ná 0-1.2% den tomhaltas stroighne.

Ar dtús déan an stroighin atá meáite go cruinn, an HEMC agus an gaineamh Grianchloch a mheascadh go cothrom, ansin cuir an t-uisce meascaithe de réir GB/T17671-1999 agus corraigh, agus ansin bain úsáid as an rheometer moirtéal Viskomat XL chun tástáil a dhéanamh. Is é an nós imeachta tástála ná: déantar an luas a mhéadú go tapa ó 0 go 80rpm ag 0 ~ 5min, 60rpm ag 5 ~ 7min, 40rpm ag 7 ~ 9min, 20rpm ag 9 ~ 11min, 10rpm ag 11 ~ 13min, agus 5rpm ag 13 ~ 15min, 15 ~ 30min, is é 0rpm an luas, agus ansin timthriall uair amháin gach 30 nóiméad de réir an nós imeachta thuas, agus is é 120 nóiméad an t-am tástála iomlán.

4. Torthaí agus plé

4.1 Éifeacht athraithe slaodachta HEMC ar airíonna sreabheolaíocha moirtéal stroighne

(Is é méid HEMC 0.5% den mhais stroighne), rud a léiríonn go comhfhreagrach an dlí éagsúlachta ar an strus toraidh agus ar shlaodacht plaisteach an moirtéal. Is féidir a fheiceáil, cé go bhfuil slaodacht HEMC40 níos airde ná HEMC20, go bhfuil an strus toraidh agus slaodacht plaisteach moirtéal measctha le HEMC40 níos ísle ná iad siúd de moirtéal measctha le HEMC20; cé go bhfuil slaodacht HEMC45 80% níos airde ná sin de HEMC25, tá an strus toraidh moirtéal beagán níos ísle, agus tá an slaodacht plaisteach idir Tar éis 90 nóiméad bhí méadú ann. Tá sé seo mar gheall ar an níos airde an slaodacht éitear ceallalóis, is é an níos moille an ráta díscaoilte, agus an níos faide a thógann sé chun an moirtéal ullmhaithe leis a bhaint amach ar an slaodacht deiridh [8]. Ina theannta sin, ag an am céanna sa tástáil, bhí dlús mórchóir an moirtéal measctha le HEMC40 níos ísle ná an moirtéal measctha le HEMC20, agus bhí an moirtéal measctha le HEMC45 níos ísle ná an moirtéal measctha le HEMC25, rud a thugann le fios gur thug HEMC40 agus HEMC45 isteach níos mó boilgeoga aeir, agus go bhfuil éifeacht "Ball" ag na boilgeoga aeir sa moirtéal, rud a laghdaíonn friotaíocht sreabhadh moirtéal freisin.

Tar éis HEMC40 a chur leis, bhí an strus toraidh de moirtéal i gcothromaíocht tar éis 60 nóiméad, agus mhéadaigh an slaodacht plaisteach; tar éis HEMC20 a chur leis, shroich an strus toraidh moirtéal cothromaíochta tar éis 30 nóiméad, agus mhéadaigh an slaodacht plaisteach. Léiríonn sé go bhfuil éifeacht mhoillithe níos mó ag HEMC40 ar fhorbairt strus toraidh moirtéal agus slaodacht plaisteach ná HEMC20, agus tógann sé níos faide chun an slaodacht deiridh a bhaint amach.

Laghdaigh strus toraidh an moirtéal measctha le HEMC45 ó 0 go 120 nóiméad, agus mhéadaigh an slaodacht plaisteach tar éis 90 nóiméad; agus mhéadaigh strus toraidh an moirtéal measctha le HEMC25 tar éis 90 nóiméad, agus mhéadaigh an slaodacht plaisteach tar éis 60 nóiméad. Léiríonn sé go bhfuil éifeacht mhoillithe níos mó ag HEMC45 ar fhorbairt strus toraidh moirtéal agus slaodacht plaisteach ná HEMC25, agus tá an t-am is gá chun an slaodacht deiridh a bhaint amach níos faide freisin.

4.2 Tionchar ábhar HEMC ar strus toraidh moirtéal stroighne

Le linn na tástála, is iad na fachtóirí a dhéanann difear do strus toraidh moirtéal ná: dílamú agus fuiliú moirtéal, damáiste struchtúir trí chorraí, foirmiú táirgí hiodráitithe, laghdú ar thaise saor in moirtéal, agus éifeacht mhoillithe éitear ceallalóis. Maidir le héifeacht mhoillithe éitear ceallalóis, is é an dearcadh is coitianta a nglactar leis ná é a mhíniú trí mheascán a asaithe.

Is féidir a fheiceáil, nuair a chuirtear HEMC40 leis agus go bhfuil a ábhar níos lú ná 0.3%, go laghdaíonn an strus toraidh de moirtéal de réir a chéile le méadú ábhar HEMC40; nuair a bhíonn ábhar HEMC40 níos mó ná 0.3%, méadaíonn an strus toraidh moirtéal de réir a chéile. Mar gheall ar fhuiliú agus dílamú an moirtéal gan éitear ceallalóis, níl go leor greamaigh stroighne idir na comhiomláin chun lubricate, rud a fhágann go bhfuil méadú ar an strus toraidh agus deacracht ag sreabhadh. Is féidir leis an éitear ceallalóis a chur leis an bhfeiniméan delamination moirtéal go héifeachtach, agus tá na boilgeoga aeir a tugadh isteach comhionann le "liathróidí" bídeacha, rud a d'fhéadfadh strus toraidh an moirtéal a laghdú agus é a dhéanamh éasca le sreabhadh. De réir mar a mhéadaíonn ábhar éitear ceallalóis, méadaíonn a cion taise seasta de réir a chéile freisin. Nuair a sháraíonn an t-ábhar éitear ceallalóis luach áirithe, tosaíonn tionchar an laghdaithe ar thaise saor in aisce a bheith ar thús cadhnaíochta, agus méadóidh strus toraidh moirtéal de réir a chéile.

Nuair a bhíonn an méid HEMC40 níos lú ná 0.3%, laghdaítear strus toraidh an moirtéal de réir a chéile laistigh de 0-120min, a bhaineann go príomha le dílamination an moirtéal atá ag éirí níos tromchúisí, toisc go bhfuil achar áirithe idir an lann agus bun an. an ionstraim, agus an comhiomlán tar éis delamination go tóin poill go bun, éiríonn an fhriotaíocht uachtair níos lú; nuair a bhíonn an t-ábhar HEMC40 0.3%, beidh an moirtéal delaminate ar éigean, tá an asaithe éitear ceallalóis teoranta, tá an hydration ceannasach, agus tá méadú áirithe ar an strus toraidh; Is é an t-ábhar HEMC40 Nuair a bhíonn an t-ábhar éitear ceallalóis 0.5% -0.7%, méaduithe asaithe éitear ceallalóis de réir a chéile, laghdaítear an ráta hiodráitithe, agus tosaíonn treocht forbartha an strus toraidh moirtéal a athrú; Ar an dromchla, tá an ráta hiodráitithe níos ísle agus laghdaítear strus toraidh an moirtéal le himeacht ama.

4.3 Éifeacht ábhar HEMC ar shlaodacht plaisteach moirtéal stroighne

Is féidir a fheiceáil, tar éis HEMC40 a chur leis, go n-ardóidh slaodacht plaisteach moirtéal de réir a chéile le méadú ar ábhar HEMC40. Tá sé seo toisc go bhfuil éifeacht tiúsach ag éitear ceallalóis, rud a d'fhéadfadh slaodacht an leachta a mhéadú, agus is mó an dáileog, is mó slaodacht an moirtéal. Is é an fáth go laghdaítear slaodacht plaisteach an moirtéal tar éis 0.1% HEMC40 a chur leis freisin mar gheall ar an éifeacht "liathróid" a bhaineann le boilgeoga aeir a thabhairt isteach, agus laghdú ar fhuiliú agus dílamination an moirtéal.

Laghdaíonn slaodacht plaisteach gnáth-moirtéal gan éitear ceallalóis a chur leis de réir a chéile le himeacht ama, a bhaineann freisin le dlús níos ísle an chuid uachtarach de bharr cisealú an moirtéal; nuair a bhíonn ábhar HEMC40 0.1% -0.5%, tá an struchtúr moirtéal sách aonfhoirmeach, agus tá an struchtúr moirtéal sách aonfhoirmeach tar éis 30 nóiméad. Ní athraíonn an slaodacht plaisteach i bhfad. Ag an am seo, léiríonn sé go príomha éifeacht slaodacht éitear ceallalóis féin; tar éis an t-ábhar HEMC40 níos mó ná 0.7%, méadaíonn an slaodacht plaisteach moirtéal de réir a chéile leis an méadú ar an am, toisc go bhfuil an slaodacht moirtéal a bhaineann freisin leis an éitear ceallalóis. Méadaíonn slaodacht an tuaslagáin éitear ceallalóis de réir a chéile laistigh de thréimhse ama tar éis tús a chur le meascadh. Dá mhéad an dáileog, is ea is suntasaí an éifeacht a mhéadóidh le himeacht ama.

V. Conclúid

Fachtóirí ar nós an t-athrú ar shlaodacht HEMC, cibé an bhfuil sé modhnaithe nó nach bhfuil, agus beidh an t-athrú ar an dáileog difear suntasach ar na hairíonna sreabheolaíoch an moirtéal, is féidir a léiriú ag an dá paraiméadair strus toraidh agus slaodacht plaisteach.

I gcás HEMC neamhmhodhnaithe, is mó an slaodacht, is lú an strus toraidh agus slaodacht plaisteach an moirtéal laistigh de 0-120min; tá tionchar an athraithe ar shlaodacht HEMC modhnaithe ar airíonna sreabheolaíocha moirtéal níos laige ná mar atá ag HEMC neamhmhodhnaithe; is cuma an modhnú Cibé an bhfuil sé buan nó nach bhfuil, is mó an slaodacht HEMC, is mó an éifeacht moille ar fhorbairt strus toraidh moirtéal agus slaodacht plaisteach.

Nuair a chuirtear HEMC40 le slaodacht 40000mPa·s agus go bhfuil a ábhar níos mó ná 0.3%, méadaíonn strus toraidh an moirtéal de réir a chéile; nuair a sháraíonn an t-ábhar 0.9%, tosaíonn strus toraidh an moirtéal treocht a léiríonn laghdú de réir a chéile le himeacht ama; Méadaíonn an slaodacht plaisteach le méadú ar ábhar HEMC40. Nuair a bhíonn an t-ábhar níos mó ná 0.7%, tosaíonn slaodacht plaisteach moirtéal treocht a mhéadú de réir a chéile leis an am.


Am postála: Nov-24-2022
Comhrá ar Líne WhatsApp!