Devlopman nouvo etè seluloz HEMC pou diminye aglomerasyon nan andui machin flite ki baze sou jips.

Devlopman nouvo etè seluloz HEMC pou diminye aglomerasyon nan andui machin flite ki baze sou jips.

Gypsum ki baze sou machin flite lacho (GSP) te lajman itilize nan Ewòp oksidantal depi ane 1970 yo. Aparisyon nan flite mekanik te efektivman amelyore efikasite nan konstriksyon plastering pandan y ap diminye depans konstriksyon yo. Ak grandisan nan komèsyalizasyon GSP, dlo-idrosolubl etè seluloz te vin tounen yon aditif kle. Etè seluloz bay GSP ak bon pèfòmans dlo retansyon, ki limite absòpsyon imidite substrate la nan andui, kidonk jwenn yon tan ki estab ak bon pwopriyete mekanik. Anplis de sa, koub la reolojik espesifik nan etè seluloz ka amelyore efè a nan machin flite ak siyifikativman senplifye pwosesis yo nivelman mòtye ki vin apre ak fini.

Malgre avantaj evidan nan etè seluloz nan aplikasyon GSP, li kapab tou potansyèlman kontribye nan fòmasyon nan boul sèk lè flite. Bouch ki pa mouye sa yo ke yo rekonèt tou kòm clumping oswa caking, epi yo ka yon move efè sou nivelman an ak fini nan mòtye a. Agglomerasyon ka diminye efikasite sit la epi ogmante pri aplikasyon pou pwodwi jips pèfòmans-wo. Yo nan lòd yo pi byen konprann efè a nan etè seluloz sou fòmasyon nan boul nan GSP, nou fè yon etid pou eseye idantifye paramèt pwodwi ki enpòtan ki enfliyanse fòmasyon yo. Ki baze sou rezilta etid sa a, nou devlope yon seri de pwodwi etè seluloz ak yon tandans redwi agglomera ak evalye yo nan aplikasyon pratik.

Mo kle: etè seluloz; gypsum machin espre lacho; to yap divòse; mòfoloji patikil

1. Entwodiksyon

Etè seluloz dlo-idrosolubl yo te itilize avèk siksè nan jips ki baze sou machin flite andui (GSP) pou kontwole demann dlo, amelyore retansyon dlo ak amelyore pwopriyete reolojik nan mòtye. Se poutèt sa, li ede amelyore pèfòmans nan mòtye mouye a, kidonk asire fòs ki nesesè nan mòtye a. Akòz pwopriyete komèsyal solid li yo ak zanmitay anviwònman an, sèk melanj GSP te vin tounen yon materyèl bilding enteryè lajman itilize nan tout Ewòp pandan 20 ane ki sot pase yo.

Machin pou melanje ak flite sèk-melanj GSP te komèsyalize avèk siksè pou dè dekad. Malgre ke kèk karakteristik teknik nan ekipman ki soti nan diferan manifaktirè yo varye, tout machin flite ki disponib komèsyalman pèmèt yon tan ajitasyon trè limite pou dlo melanje ak seluloz etè ki gen jips mòtye sèk-melanje. Anjeneral, tout pwosesis la melanje pran sèlman kèk segonn. Apre melanje, mòtye mouye a ponpe nan kawotchou livrezon an epi flite sou miray substra a. Tout pwosesis la fini nan yon minit. Sepandan, nan yon peryòd tan kout, etè seluloz bezwen konplètman fonn yo nan lòd yo konplètman devlope pwopriyete yo nan aplikasyon an. Ajoute pwodwi etè seluloz byen fin nan fòmilasyon jips mòtye asire disolisyon konplè pandan pwosesis flite sa a.

Etè seluloz tise byen tè ​​bati konsistans byen vit sou kontak ak dlo pandan ajitasyon nan vaporisateur la. Ogmantasyon rapid viskozite ki te koze pa disolisyon etè seluloz la lakòz pwoblèm ak dlo konkouran mouye patikil materyèl jips siman yo. Kòm dlo a kòmanse epesir, li vin mwens likid epi li pa ka antre nan ti porositë ki genyen ant patikil jips yo. Apre aksè a porositë yo bloke, pwosesis la mouye nan patikil materyèl siman yo pa dlo reta. Tan an melanje nan vaporisateur la te pi kout pase tan ki nesesè yo konplètman mouye patikil yo jips, ki te lakòz fòmasyon nan amas poud sèk nan mòtye a fre mouye. Yon fwa ke sa yo te fòme, yo anpeche efikasite nan travayè yo nan pwosesis ki vin apre: nivelman mòtye ak ama se trè anbarasman epi li pran plis tan. Menm apre mòtye a te mete, okòmansman fòme ama ka parèt. Pa egzanp, kouvri touf yo andedan pandan konstriksyon ap mennen nan aparans nan zòn nwa nan etap nan pita, ki nou pa vle wè.

Malgre ke etè seluloz yo te itilize kòm aditif nan GSP pou anpil ane, efè yo sou fòmasyon nan boul unwetted pa te etidye anpil twò lwen. Atik sa a prezante yon apwòch sistematik ki ka itilize pou konprann kòz rasin aglomerasyon nan yon pèspektiv etè seluloz.

2. Rezon pou fòmasyon nan ama unwetted nan GSP

2.1 Mouye andui ki baze sou andui

Nan premye etap yo nan etabli pwogram rechèch la, yo te rasanble yon kantite kòz rasin posib pou fòmasyon nan ama nan CSP la. Apre sa, atravè analiz òdinatè, pwoblèm nan konsantre sou si gen yon solisyon teknik pratik. Atravè travay sa yo, solisyon an pi bon nan fòmasyon nan agglomera nan GSP te preliminèman tès depistaj soti. Soti nan tou de konsiderasyon teknik ak komèsyal yo, wout la teknik nan chanje mouye nan patikil jips pa tretman sifas yo regle. Soti nan yon pwen de vi komèsyal, lide pou ranplase ekipman ki deja egziste a ak yon ekipman flite ak yon chanm melanje ki fèt espesyalman ki ka asire ase melanje nan dlo ak mòtye.

Yon lòt opsyon se sèvi ak ajan mouye kòm aditif nan fòmilasyon lacho jips epi nou jwenn yon patant pou sa a deja. Sepandan, adisyon sa a inevitableman afekte travayabilite lacho a. Sa ki pi enpòtan, li chanje pwopriyete fizik mòtye a, espesyalman dite ak fòs. Se konsa, nou pa t fouye twò pwofondman nan li. Anplis de sa, adisyon a nan ajan mouye tou konsidere kòm pètèt gen yon enpak negatif sou anviwònman an.

Lè ou konsidere ke etè seluloz se deja yon pati nan fòmilasyon lacho ki baze sou jips, optimize etè seluloz tèt li vin pi bon solisyon ki ka chwazi. An menm tan an, li pa dwe afekte pwopriyete retansyon dlo oswa yon move efè sou pwopriyete reolojik nan andui an itilize. Ki baze sou ipotèz ki te deja pwopoze a ke jenerasyon an poud ki pa mouye nan GSP se akòz ogmantasyon an twòp rapid nan viskozite nan etè seluloz apre kontak ak dlo pandan brase, kontwole karakteristik sa yo disolisyon nan etè seluloz te vin objektif prensipal la nan etid nou an. .

2.2 Tan dissolution nan etè seluloz

Yon fason fasil pou ralanti pousantaj disolisyon etè seluloz se sèvi ak pwodwi granulaire klas. Dezavantaj prensipal la nan itilize apwòch sa a nan GSP se ke patikil ki twò koryas pa fonn konplètman nan fennèt la ajitasyon kout 10 segonn nan vaporisateur la, ki mennen nan yon pèt nan retansyon dlo. Anplis de sa, anfle nan etè seluloz ki pa fonn nan etap nan pita ap mennen nan epesman apre plastering ak afekte pèfòmans nan konstriksyon, ki se sa nou pa vle wè.

Yon lòt opsyon pou redwi pousantaj yap divòse nan seluloz etè se revèsib relye sifas la nan etè seluloz ak glyoxal. Sepandan, depi reyaksyon crosslinking la kontwole pH, to disolisyon etè seluloz la trè depann de pH solisyon akeuz ki antoure a. Valè pH sistèm GSP melanje ak lacho etenn se trè wo, ak lyezon yo kwa-linking nan glyoxal sou sifas la yo byen vit louvri apre yo fin kontakte dlo, ak viskozite a kòmanse monte imedyatman. Se poutèt sa, tretman chimik sa yo pa ka jwe yon wòl nan kontwole pousantaj yap divòse nan GSP.

Tan an disolisyon nan etè seluloz depann tou sou mòfoloji patikil yo. Sepandan, reyalite sa a pa te resevwa anpil atansyon byen lwen tèlman, byenke efè a trè enpòtan. Yo gen yon to konstan lineyè disolisyon [kg/(m2•s)], kidonk yap divòse ak viskozite yo pwopòsyonèl ak sifas ki disponib. Pousantaj sa a ka varye anpil ak chanjman nan mòfoloji patikil seluloz yo. Nan kalkil nou yo, li sipoze ke viskozite konplè (100%) rive apre 5 segonn nan melanje melanje.

Kalkil diferan mòfoloji patikil te montre ke patikil esferik te gen yon viskozite 35% nan viskozite final la nan mwatye tan an melanje. Nan menm peryòd tan an, patikil etè seluloz ki gen fòm baton ka sèlman rive nan 10%. Patikil ki gen fòm disk yo jis te kòmanse fonn apre2.5 segonn.

Yo enkli tou karakteristik solubilite ideyal pou etè seluloz nan GSP. Reta premye ogmantasyon viskozite pou plis pase 4.5 segonn. Apre sa, viskozite a te ogmante rapidman pou rive nan viskozite final la nan 5 segonn nan tan melanje melanje. Nan GSP, tankou yon tan reta disolisyon tan pèmèt sistèm nan gen yon viskozite ki ba, ak dlo a te ajoute ka konplètman mouye patikil yo jips epi antre nan porositë ki genyen ant patikil yo san yo pa twoub.

3. Mòfoloji patikil nan etè seluloz

3.1 Mezi mòfoloji patikil

Depi fòm nan patikil etè seluloz gen yon enpak siyifikatif sou solubility, li nesesè premye detèmine paramèt ki dekri fòm nan patikil etè seluloz, ak Lè sa a, yo idantifye diferans ki genyen ant ki pa mouye fòmasyon nan aglomerat se yon paramèt patikilyèman enpòtan. .

Nou jwenn mòfoloji patikil etè seluloz pa teknik analiz imaj dinamik. Mòfoloji patikil nan etè seluloz ka konplètman karakterize lè l sèvi avèk yon analizè imaj dijital SYMPATEC (te fè nan Almay) ak zouti analiz lojisyèl espesifik. Paramèt fòm patikil ki pi enpòtan yo te jwenn yo dwe longè mwayèn fib ki eksprime kòm LEFI (50,3) ak dyamèt mwayèn ki eksprime kòm DIFI (50,3). Done longè mwayèn fib yo konsidere kòm longè konplè yon sèten patikil etè seluloz gaye.

Anjeneral gwosè patikil distribisyon done tankou dyamèt fib mwayèn DIFI ka kalkile baze sou kantite patikil (ki endike pa 0), longè (ki endike pa 1), zòn (ki endike pa 2) oswa volim (ki endike pa 3). Tout mezi done patikil yo nan papye sa a baze sou volim e se poutèt sa yo endike ak yon sifiks 3. Pou egzanp, nan DIFI(50,3), 3 vle di distribisyon volim, ak 50 vle di ke 50% nan koub distribisyon gwosè patikil la pi piti pase valè ki endike a, ak lòt 50% se pi gwo pase valè ki endike a. Done fòm patikil etè seluloz yo bay an mikromèt (µm).

3.2 Etè seluloz apre optimize mòfoloji patikil

Lè w ap pran an kont efè sifas patikil la, tan disolisyon patikil nan seluloz etè patikil ak yon fòm patikil ki tankou baton depann fòtman sou dyamèt fib mwayèn DIFI (50,3). Ki baze sou sipozisyon sa a, travay devlopman sou etè seluloz te vize a jwenn pwodwi ak yon pi gwo dyamèt fib mwayèn DIFI (50,3) amelyore solubility nan poud lan.

Sepandan, yon ogmantasyon nan longè an mwayèn fib DIFI (50,3) pa atann yo dwe akonpaye pa yon ogmantasyon nan gwosè a patikil mwayèn. Ogmante tou de paramèt ansanm sa pral lakòz patikil ki twò gwo pou fonn konplètman nan tan tipik 10 segonn ajitasyon nan flite mekanik.

Se pou sa, yon idéal hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) ta dwe gen yon pi gwo mwayèn fibre dyamèt DIFI(50,3) pandan ke yo kenbe mwayèn longueur fibre LEFI(50,3). Nou itilize yon nouvo pwosesis pwodiksyon etè seluloz pou pwodwi yon HEMC amelyore. Fòm patikil nan etè seluloz dlo-idrosolubl jwenn nan pwosesis pwodiksyon sa a se konplètman diferan de fòm nan patikil nan seluloz la itilize kòm matyè premyè pou pwodiksyon an. Nan lòt mo, pwosesis pwodiksyon an pèmèt konsepsyon an fòm patikil nan etè seluloz yo dwe endepandan de matyè premyè pwodiksyon li yo.

Twa optik imaj mikwoskòp elektwonik: youn nan etè seluloz ki te pwodwi pa pwosesis estanda a, ak youn nan etè seluloz ki te pwodwi pa nouvo pwosesis la ak yon dyamèt pi gwo DIFI (50,3) pase pwodwi zouti pwosesis konvansyonèl yo. Yo montre tou mòfoloji nan seluloz la tise byen fin itilize nan pwodiksyon an nan de pwodwi sa yo.

Konpare mikrograf elèktron nan seluloz ak etè seluloz ki te pwodwi pa pwosesis estanda a, li fasil jwenn ke de yo gen menm karakteristik mòfolojik. Gwo kantite patikil nan tou de imaj yo montre tipikman long, estrikti mens, sijere ke karakteristik mòfolojik debaz yo pa chanje menm apre reyaksyon chimik la te fèt. Li klè ke karakteristik mòfoloji patikil nan pwodwi reyaksyon yo trè korelasyon ak matyè premyè yo.

Li te jwenn ke karakteristik sa yo mòfolojik nan etè a seluloz ki te pwodwi pa nouvo pwosesis la yo siyifikativman diferan, li gen yon pi gwo dyamèt mwayèn DIFI (50,3), ak sitou prezante fòm wonn kout ak epè patikil, pandan y ap tipik patikil yo mens ak long. nan matyè premyè seluloz Prèske disparèt.

Figi sa a ankò montre ke mòfoloji patikil nan etè yo seluloz ki te pwodwi pa nouvo pwosesis la pa gen rapò ak mòfoloji nan materyèl la anvan tout koreksyon seluloz - lyen ki genyen ant mòfoloji a nan materyèl la anvan tout koreksyon ak pwodwi final la pa egziste ankò.

4. Efè mòfoloji patikil HEMC sou fòmasyon ama ki pa mouye nan GSP

GSP te teste anba kondisyon aplikasyon jaden pou verifye ke ipotèz nou an sou mekanis k ap travay la (ki sèvi ak yon pwodwi etè seluloz ak yon pi gwo dyamèt DIFI (50,3) ta diminye aglomerasyon vle) te kòrèk. Nan eksperyans sa yo te itilize HEMC ki gen dyamèt DIFI(50,3) ki soti nan 37 µm a 52 µm. Yo nan lòd yo minimize enfliyans nan faktè lòt pase mòfoloji patikil, baz la lacho jips ak tout lòt aditif yo te kenbe san okenn chanjman. Viskozite etè seluloz la te kenbe konstan pandan tès la (60,000mPa.s, 2% solisyon akeuz, mezire ak yon rheometer HAAKE).

Yo te itilize yon vaporisateur jips ki disponib nan komès (PFT G4) pou flite nan esè aplikasyon yo. Konsantre sou evalye fòmasyon nan mòtye jips ki pa mouye yo imedyatman apre li te aplike nan miray la. Evalyasyon clumping nan etap sa a nan tout pwosesis aplikasyon plastering la pral pi byen revele diferans ki genyen nan pèfòmans pwodwi yo. Nan tès la, travayè ki gen eksperyans yo te evalye sitiyasyon an gwoupman, ak 1 ki pi bon an ak 6 ki pi move a.

Rezilta tès yo montre klèman korelasyon ki genyen ant mwayèn fib dyamèt DIFI (50,3) ak nòt pèfòmans clumping la. Konfòm ak ipotèz nou an ke pwodwi etè seluloz ak pi gwo DIFI(50,3) depase pi piti pwodwi DIFI(50,3), nòt mwayèn pou DIFI(50,3) nan 52 µm te 2 (bon), pandan ke moun ki gen DIFI( 50,3) nan 37µm ak 40µm bay nòt 5 (echèk).

Kòm nou espere, konpòtman an clumping nan aplikasyon GSP depann anpil sou dyamèt mwayèn DIFI (50,3) nan etè a seluloz itilize. Anplis, li te mansyone nan diskisyon anvan an ke nan mitan tout paramèt mòfolojik DIFI (50,3) fòtman afekte tan an yap divòse nan poud etè seluloz. Sa a konfime ke tan disolisyon seluloz etè, ki trè korelasyon ak mòfoloji patikil, finalman afekte fòmasyon nan ama nan GSP. Yon DIFI pi gwo (50,3) lakòz yon tan disolisyon pi long nan poud lan, ki siyifikativman diminye chans pou aglomerasyon. Sepandan, tan disolisyon poud twò lontan ap fè li difisil pou etè seluloz la fonn konplètman nan tan an brase nan ekipman an flite.

Nouvo pwodwi HEMC ak yon pwofil disolisyon optimize akòz yon pi gwo dyamèt fib mwayèn DIFI (50,3) pa sèlman gen pi bon mouye nan poud jips (jan yo wè nan evalyasyon an clumping), men tou, pa afekte pèfòmans nan retansyon dlo nan. pwodwi a. Retansyon dlo ki mezire dapre EN 459-2 pa te kapab distenge ak pwodwi HEMC nan menm viskozite ak DIFI (50,3) soti nan 37µm a 52µm. Tout mezi apre 5 minit ak 60 minit tonbe nan ranje obligatwa yo montre nan graf la.

Sepandan, li te konfime tou ke si DIFI (50,3) vin twò gwo, patikil etè seluloz yo p ap fonn nèt ankò. Sa a te jwenn lè tès yon DIFI (50,3) nan 59 µM pwodwi. Rezilta tès retansyon dlo li yo apre 5 minit epi sitou apre 60 minit echwe pou pou satisfè minimòm obligatwa a.

5. Rezime

Etè seluloz yo se aditif enpòtan nan fòmilasyon GSP. Travay rechèch la ak devlopman pwodwi isit la gade nan korelasyon ki genyen ant mòfoloji patikil nan etè seluloz ak fòmasyon nan ama unwetted (sa yo rele clumping) lè mekanikman flite. Li baze sou sipozisyon an nan mekanis nan k ap travay ke tan an yap divòse nan poud etè seluloz afekte mouye nan poud jips pa dlo e konsa afekte fòmasyon nan ama.

Tan disolisyon an depann de mòfoloji patikil etè seluloz la epi yo ka jwenn lè l sèvi avèk zouti analiz imaj dijital. Nan GSP, etè seluloz ak yon gwo dyamèt mwayèn DIFI (50,3) te optimize karakteristik dissolution poud, sa ki pèmèt dlo a byen mouye patikil jips yo, kidonk pèmèt pi gwo anti-agglomerasyon. Sa a ki kalite etè seluloz pwodui lè l sèvi avèk yon nouvo pwosesis pwodiksyon, ak fòm patikil li yo pa depann sou fòm orijinal la nan materyèl la anvan tout koreksyon pou pwodiksyon an.

Mwayèn fib dyamèt DIFI (50,3) gen yon efè trè enpòtan sou clumping, ki te verifye lè yo ajoute pwodui sa a nan yon baz jips machin-flite komèsyal ki disponib pou flite sou plas. Anplis de sa, tès espre jaden sa yo konfime rezilta laboratwa nou yo: pwodwi ki pi bon seluloz etè ak gwo DIFI (50,3) yo te konplètman idrosolubl nan fennèt tan GSP ajitasyon an. Se poutèt sa, pwodwi a etè seluloz ak pi bon pwopriyete yo anti-caking apre amelyore fòm nan patikil toujou kenbe pèfòmans nan retansyon dlo orijinal la.