शुष्क-मिश्रित मोर्टार में सेलूलोज़ ईथर की भूमिका

सेलूलोज़ ईथर रासायनिक संशोधन के माध्यम से प्राकृतिक सेलूलोज़ से बना एक सिंथेटिक बहुलक है। सेलूलोज़ ईथर प्राकृतिक सेलूलोज़ का व्युत्पन्न है। सेलूलोज़ ईथर का उत्पादन सिंथेटिक पॉलिमर से भिन्न होता है। इसका सबसे बुनियादी पदार्थ सेलूलोज़ है, जो एक प्राकृतिक बहुलक यौगिक है। प्राकृतिक सेल्युलोज संरचना की विशिष्टता के कारण, सेल्युलोज में ईथरीकरण एजेंटों के साथ प्रतिक्रिया करने की कोई क्षमता नहीं होती है। हालांकि, सूजन एजेंट के उपचार के बाद, आणविक श्रृंखलाओं और श्रृंखलाओं के बीच मजबूत हाइड्रोजन बंधन नष्ट हो जाते हैं, और हाइड्रॉक्सिल समूह की सक्रिय रिहाई एक प्रतिक्रियाशील क्षार सेलूलोज़ बन जाती है। सेल्युलोज ईथर प्राप्त करें.

सेल्युलोज ईथर के गुण प्रतिस्थापकों के प्रकार, संख्या और वितरण पर निर्भर करते हैं। सेलूलोज़ ईथर का वर्गीकरण भी प्रतिस्थापन के प्रकार, ईथरीकरण की डिग्री, घुलनशीलता और संबंधित अनुप्रयोग गुणों पर आधारित है। आणविक श्रृंखला पर प्रतिस्थापन के प्रकार के अनुसार, इसे मोनोईथर और मिश्रित ईथर में विभाजित किया जा सकता है। हम आमतौर पर जिस एमसी का उपयोग करते हैं वह मोनोईथर है, और एचपीएमसी मिश्रित ईथर है। मिथाइल सेलूलोज़ ईथर एमसी प्राकृतिक सेलूलोज़ की ग्लूकोज इकाई पर हाइड्रॉक्सिल समूह को मेथॉक्सी द्वारा प्रतिस्थापित किए जाने के बाद का उत्पाद है। यह इकाई पर हाइड्रॉक्सिल समूह के एक भाग को मेथॉक्सी समूह के साथ और दूसरे भाग को हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल समूह के साथ प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जाने वाला उत्पाद है। संरचनात्मक सूत्र है [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x हाइड्रोक्सीथाइल मिथाइल सेल्युलोज ईथर HEMC, ये बाजार में व्यापक रूप से उपयोग और बेची जाने वाली मुख्य किस्में हैं।

घुलनशीलता की दृष्टि से इसे आयनिक और गैर-आयनिक में विभाजित किया जा सकता है। पानी में घुलनशील गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर मुख्य रूप से एल्काइल ईथर और हाइड्रॉक्सीएल्किल ईथर की दो श्रृंखलाओं से बने होते हैं। आयनिक सीएमसी का उपयोग मुख्य रूप से सिंथेटिक डिटर्जेंट, कपड़ा छपाई और रंगाई, भोजन और तेल की खोज में किया जाता है। गैर-आयनिक एमसी, एचपीएमसी, एचईएमसी, आदि का उपयोग मुख्य रूप से निर्माण सामग्री, लेटेक्स कोटिंग्स, दवा, दैनिक रसायनों आदि में किया जाता है। इनका उपयोग गाढ़ा करने वाले, पानी बनाए रखने वाले एजेंट, स्टेबलाइजर, फैलाने वाले और फिल्म बनाने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।

सेलूलोज़ ईथर का जल प्रतिधारण

निर्माण सामग्री के उत्पादन में, विशेष रूप से शुष्क-मिश्रित मोर्टार, सेलूलोज़ ईथर एक अपूरणीय भूमिका निभाता है, विशेष रूप से विशेष मोर्टार (संशोधित मोर्टार) के उत्पादन में, यह एक अनिवार्य और महत्वपूर्ण घटक है।

मोर्टार में पानी में घुलनशील सेलूलोज़ ईथर की महत्वपूर्ण भूमिका के मुख्य रूप से तीन पहलू हैं, एक उत्कृष्ट जल धारण क्षमता है, दूसरा मोर्टार की स्थिरता और थिक्सोट्रॉपी पर प्रभाव है, और तीसरा सीमेंट के साथ बातचीत है।

सेल्युलोज ईथर का जल प्रतिधारण प्रभाव आधार परत के जल अवशोषण, मोर्टार की संरचना, मोर्टार परत की मोटाई, मोर्टार की पानी की मांग और सेटिंग सामग्री के सेटिंग समय पर निर्भर करता है। सेल्युलोज ईथर का जल प्रतिधारण स्वयं सेल्युलोज ईथर की घुलनशीलता और निर्जलीकरण से होता है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, हालांकि सेलूलोज़ आणविक श्रृंखला में बड़ी संख्या में अत्यधिक हाइड्रेटेबल ओएच समूह होते हैं, यह पानी में घुलनशील नहीं है, क्योंकि सेलूलोज़ संरचना में उच्च स्तर की क्रिस्टलीयता होती है। अकेले हाइड्रॉक्सिल समूहों की जलयोजन क्षमता अणुओं के बीच मजबूत हाइड्रोजन बांड और वैन डेर वाल्स बलों को कवर करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, यह केवल फूलता है लेकिन पानी में घुलता नहीं है। जब एक प्रतिस्थापन को आणविक श्रृंखला में पेश किया जाता है, तो न केवल प्रतिस्थापन हाइड्रोजन श्रृंखला को नष्ट कर देता है, बल्कि आसन्न श्रृंखलाओं के बीच प्रतिस्थापन के कारण इंटरचेन हाइड्रोजन बंधन भी नष्ट हो जाता है। पदार्थ जितना बड़ा होगा, अणुओं के बीच की दूरी उतनी ही अधिक होगी। दूरी जितनी अधिक होगी. हाइड्रोजन बांड को नष्ट करने का प्रभाव जितना अधिक होगा, सेल्यूलोज जाली के विस्तार के बाद सेलूलोज़ ईथर पानी में घुलनशील हो जाता है और समाधान में प्रवेश करता है, जिससे उच्च-चिपचिपापन समाधान बनता है। जब तापमान बढ़ता है, तो पॉलिमर का जलयोजन कमजोर हो जाता है, और श्रृंखलाओं के बीच का पानी बाहर निकल जाता है। जब निर्जलीकरण प्रभाव पर्याप्त होता है, तो अणु एकत्रित होने लगते हैं, जिससे एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना जेल बनती है और बाहर मुड़ जाती है। मोर्टार के जल प्रतिधारण को प्रभावित करने वाले कारकों में सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट, जोड़ी गई मात्रा, कणों की सुंदरता और उपयोग तापमान शामिल हैं।

सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, जल प्रतिधारण प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा, और पॉलिमर समाधान की चिपचिपाहट उतनी ही अधिक होगी। पॉलिमर के आणविक भार (पॉलिमराइजेशन डिग्री) के आधार पर, यह आणविक संरचना की श्रृंखला की लंबाई और श्रृंखला के आकार से भी निर्धारित होता है, और प्रतिस्थापन के प्रकार और मात्रा का वितरण भी सीधे इसकी चिपचिपाहट सीमा को प्रभावित करता है। [η]=किमीα

[η] बहुलक समाधान की आंतरिक चिपचिपाहट
एम पॉलिमर आणविक भार
α बहुलक विशेषता स्थिरांक
K चिपचिपापन समाधान गुणांक

किसी बहुलक विलयन की श्यानता बहुलक के आणविक भार पर निर्भर करती है। सेलूलोज़ ईथर समाधान की चिपचिपाहट और एकाग्रता विभिन्न क्षेत्रों में अनुप्रयोग से संबंधित है। इसलिए, प्रत्येक सेलूलोज़ ईथर में कई अलग-अलग चिपचिपाहट विनिर्देश होते हैं, और चिपचिपाहट का समायोजन मुख्य रूप से क्षार सेलूलोज़ के क्षरण, यानी सेलूलोज़ आणविक श्रृंखलाओं के टूटने से होता है।
मोर्टार में सेलूलोज़ ईथर की मात्रा जितनी अधिक होगी, जल प्रतिधारण प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा, और चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, जल प्रतिधारण प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा।

कण आकार के लिए, कण जितना महीन होगा, जल धारण उतना ही बेहतर होगा। चित्र 3 देखें। सेलूलोज़ ईथर के बड़े कण पानी के संपर्क में आने के बाद, सतह तुरंत घुल जाती है और पानी के अणुओं को घुसपैठ करने से रोकने के लिए सामग्री को लपेटने के लिए एक जेल बनाती है। एकसमान से कम फैलाव घुल जाता है, जिससे बादलयुक्त फ़्लोकुलेंट घोल या समूह बन जाता है। यह सेल्युलोज ईथर के जल प्रतिधारण को बहुत प्रभावित करता है, और सेल्युलोज ईथर को चुनने के लिए घुलनशीलता कारकों में से एक है।

सेलूलोज़ ईथर का गाढ़ा होना और थिक्सोट्रॉपी

सेल्यूलोज ईथर का दूसरा कार्य - गाढ़ा करना, इस पर निर्भर करता है: सेल्यूलोज ईथर के पोलीमराइजेशन की डिग्री, समाधान एकाग्रता, कतरनी दर, तापमान और अन्य स्थितियां। समाधान की जेलिंग संपत्ति एल्काइल सेलूलोज़ और इसके संशोधित डेरिवेटिव के लिए अद्वितीय है। जेलेशन गुण प्रतिस्थापन की डिग्री, समाधान एकाग्रता और योजक से संबंधित हैं। हाइड्रोक्साइल्किल संशोधित डेरिवेटिव के लिए, जेल गुण भी हाइड्रोक्साइल्किल की संशोधन डिग्री से संबंधित हैं। कम चिपचिपाहट वाले एमसी और एचपीएमसी के लिए, 10%-15% समाधान तैयार किया जा सकता है, मध्यम चिपचिपाहट वाले एमसी और एचपीएमसी के लिए 5%-10% समाधान तैयार किया जा सकता है, और उच्च चिपचिपाहट वाले एमसी और एचपीएमसी केवल 2%-3% समाधान तैयार कर सकते हैं, और आमतौर पर सेलूलोज़ ईथर का चिपचिपापन वर्गीकरण भी 1% -2% समाधान के साथ वर्गीकृत किया गया है। उच्च आणविक भार सेलूलोज़ ईथर में उच्च गाढ़ा करने की क्षमता होती है। एक ही सांद्रता वाले घोल में, विभिन्न आणविक भार वाले पॉलिमर की चिपचिपाहट अलग-अलग होती है। उच्च डिग्री. लक्ष्य चिपचिपाहट केवल कम आणविक भार सेलूलोज़ ईथर की एक बड़ी मात्रा जोड़कर प्राप्त की जा सकती है। इसकी चिपचिपाहट कतरनी दर पर बहुत कम निर्भर करती है, और उच्च चिपचिपाहट लक्ष्य चिपचिपाहट तक पहुंचती है, और आवश्यक अतिरिक्त मात्रा छोटी होती है, और चिपचिपाहट मोटाई दक्षता पर निर्भर करती है। इसलिए, एक निश्चित स्थिरता प्राप्त करने के लिए, सेलूलोज़ ईथर (समाधान की एकाग्रता) और समाधान चिपचिपाहट की एक निश्चित मात्रा की गारंटी दी जानी चाहिए। घोल की सांद्रता बढ़ने के साथ घोल का जेल तापमान भी रैखिक रूप से कम हो जाता है, और एक निश्चित सांद्रता तक पहुँचने के बाद कमरे के तापमान पर जैल गिर जाता है। कमरे के तापमान पर एचपीएमसी की जेलिंग सांद्रता अपेक्षाकृत अधिक होती है।

संगति को कण आकार का चयन करके और संशोधन की विभिन्न डिग्री के साथ सेलूलोज़ ईथर चुनकर भी समायोजित किया जा सकता है। तथाकथित संशोधन एमसी के कंकाल संरचना पर हाइड्रोक्साइल्किल समूहों के प्रतिस्थापन की एक निश्चित डिग्री पेश करना है। दो प्रतिस्थापनों के सापेक्ष प्रतिस्थापन मूल्यों को बदलकर, यानी, मेथॉक्सी और हाइड्रोक्साइल्किल समूहों के डीएस और एमएस सापेक्ष प्रतिस्थापन मूल्यों को हम अक्सर कहते हैं। सेलूलोज़ ईथर की विभिन्न प्रदर्शन आवश्यकताओं को दो प्रतिस्थापनों के सापेक्ष प्रतिस्थापन मूल्यों को बदलकर प्राप्त किया जा सकता है।

पाउडर निर्माण सामग्री में उपयोग किए जाने वाले सेलूलोज़ ईथर को ठंडे पानी में जल्दी से घुलना चाहिए और सिस्टम के लिए उपयुक्त स्थिरता प्रदान करनी चाहिए। यदि एक निश्चित कतरनी दर दी जाती है, तो यह अभी भी फ्लोकुलेंट और कोलाइडल ब्लॉक बन जाता है, जो एक घटिया या खराब गुणवत्ता वाला उत्पाद है।

सीमेंट पेस्ट की स्थिरता और सेलूलोज़ ईथर की खुराक के बीच एक अच्छा रैखिक संबंध भी है। सेलूलोज़ ईथर मोर्टार की चिपचिपाहट को काफी बढ़ा सकता है। खुराक जितनी बड़ी होगी, प्रभाव उतना ही अधिक स्पष्ट होगा।

उच्च-चिपचिपापन सेलूलोज़ ईथर जलीय घोल में उच्च थिक्सोट्रॉपी होती है, जो सेलूलोज़ ईथर की एक प्रमुख विशेषता भी है। एमसी पॉलिमर के जलीय घोल में आमतौर पर उनके जेल तापमान के नीचे स्यूडोप्लास्टिक और गैर-थिक्सोट्रोपिक तरलता होती है, लेकिन न्यूटोनियन प्रवाह गुण कम कतरनी दर पर होते हैं। प्रतिस्थापन के प्रकार और प्रतिस्थापन की डिग्री की परवाह किए बिना, सेल्युलोज ईथर के आणविक भार या एकाग्रता के साथ स्यूडोप्लास्टिकिटी बढ़ती है। इसलिए, समान चिपचिपाहट ग्रेड के सेल्यूलोज ईथर, चाहे एमसी, एचपीएमसी, एचईएमसी कोई भी हो, हमेशा समान रियोलॉजिकल गुण दिखाएंगे जब तक कि एकाग्रता और तापमान स्थिर रखा जाता है। तापमान बढ़ने पर संरचनात्मक जैल बनते हैं और अत्यधिक थिक्सोट्रोपिक प्रवाह होता है। उच्च सांद्रता और कम चिपचिपाहट वाले सेलूलोज़ ईथर जेल तापमान से नीचे भी थिक्सोट्रॉपी दिखाते हैं। बिल्डिंग मोर्टार के निर्माण में लेवलिंग और सैगिंग के समायोजन के लिए यह संपत्ति बहुत लाभकारी है। यहां यह स्पष्ट करने की आवश्यकता है कि सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, जल प्रतिधारण उतना ही बेहतर होगा, लेकिन चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, सेलूलोज़ ईथर का सापेक्ष आणविक भार उतना अधिक होगा, और इसकी घुलनशीलता में कमी होगी, जिसका नकारात्मक प्रभाव पड़ता है मोर्टार एकाग्रता और निर्माण प्रदर्शन पर। चिपचिपापन जितना अधिक होगा, मोर्टार पर गाढ़ा होने का प्रभाव उतना ही अधिक स्पष्ट होगा, लेकिन यह पूरी तरह से आनुपातिक नहीं है। कुछ मध्यम और निम्न चिपचिपाहट, लेकिन संशोधित सेलूलोज़ ईथर गीले मोर्टार की संरचनात्मक ताकत में सुधार करने में बेहतर प्रदर्शन करता है। चिपचिपाहट बढ़ने के साथ, सेल्युलोज ईथर की जल अवधारण में सुधार होता है