Ցելյուլոզային hpmc-ի որակը որոշում է շաղախի որակը

Չոր խառը շաղախի մեջ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային HPMC-ի ավելացման քանակությունը շատ ցածր է, բայց այն կարող է զգալիորեն բարելավել թաց շաղախի աշխատանքը, և դա հիմնական հավելումն է, որն ազդում է շաղախի շինարարության վրա: Ցելյուլոզային եթերները տարբեր աստիճանի մածուցիկությամբ և հավելումներով դրական ազդեցություն են ունենում չոր փոշի շաղախի աշխատանքի վրա: Ներկայումս շատ որմնադրությանը և սվաղման շաղախներն ունեն ջրի պահպանման վատ ցուցանիշներ, և ջրի ցեխը կբաժանվի մի քանի րոպե կանգնելուց հետո: Ջրի պահպանումը մեթիլցելյուլոզային էթերի կարևոր կատարումն է, և դա նաև այն ցուցանիշն է, որին ուշադրություն են դարձնում չոր շաղախի ներքին շատ արտադրողներ, հատկապես բարձր ջերմաստիճան ունեցող հարավային շրջաններում: Չոր փոշի շաղախի ջրի պահպանման ազդեցության վրա ազդող գործոնները ներառում են ավելացված HPMC-ի քանակը, HPMC-ի մածուցիկությունը, մասնիկների նուրբությունը և օգտագործման միջավայրի ջերմաստիճանը:

1. Հայեցակարգ. Ցելյուլոզային եթերը սինթետիկ պոլիմեր է, որը պատրաստված է բնական ցելյուլոզից՝ քիմիական փոփոխության միջոցով: Ցելյուլոզային եթերը բնական ցելյուլոզայի ածանցյալ է: Ցելյուլոզային եթերի արտադրությունը տարբերվում է սինթետիկ պոլիմերներից։ Նրա ամենահիմնական նյութը ցելյուլոզն է՝ բնական պոլիմերային միացություն։ Բջջանյութի բնական կառուցվածքի առանձնահատկությունների պատճառով ցելյուլոզն ինքնին էթերիֆիկացնող նյութերի հետ արձագանքելու ունակություն չունի: Այնուամենայնիվ, այտուցված նյութի բուժումից հետո մոլեկուլային շղթաների և շղթաների միջև ամուր ջրածնային կապերը ոչնչացվում են, և հիդրոքսիլ խմբի ակտիվ ազատումը վերածվում է ռեակտիվ ալկալային ցելյուլոզայի: Ստացեք ցելյուլոզային եթեր: Ցելյուլոզային եթերների հատկությունները կախված են փոխարինողների տեսակից, քանակից և բաշխումից։ Ցելյուլոզային եթերների դասակարգումը հիմնված է նաև փոխարինողների տեսակի, եթերիֆիկացման աստիճանի, լուծելիության և հարակից կիրառական հատկությունների վրա: Ըստ մոլեկուլային շղթայի փոխարինողների տեսակի՝ այն կարելի է բաժանել մոնոեթերի և խառը եթերի։ HPMC-ն, որը մենք սովորաբար օգտագործում ենք, խառը եթեր է: Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային եթեր HPMC-ն արտադրանք է, որը ստացվում է միավորի վրա հիդրօքսիլ խմբի մի մասը փոխարինելով մեթոքսի խմբով, իսկ մյուս մասը՝ հիդրօքսիպրոպիլ խմբով: Կառուցվածքային բանաձևն է [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)) CH3] n] x

HPMC-ն հիմնականում օգտագործվում է շինանյութերի, լատեքսային ծածկույթների, դեղամիջոցների, ամենօրյա քիմիական նյութերի և այլնի մեջ: Օգտագործվում է որպես խտացուցիչ, ջուր պահող միջոց, կայունացուցիչ, ցրող և թաղանթ ձևավորող միջոց:

2. Ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանում. Շինանյութերի, հատկապես չոր փոշու շաղախի արտադրության մեջ ցելյուլոզային եթերն անփոխարինելի դեր է խաղում, հատկապես հատուկ շաղախի (մոդիֆիկացված շաղախ) արտադրության մեջ, այն անփոխարինելի և կարևոր բաղադրիչ է։ Շաղախի մեջ ջրում լուծվող ցելյուլոզային եթերի կարևոր դերը հիմնականում ունի երեք ասպեկտ, մեկը ջրի գերազանց պահպանման ունակությունն է, մյուսը ազդեցություն է շաղախի հետևողականության և տիկսոտրոպիայի վրա, և երրորդը ցեմենտի հետ փոխազդեցությունն է: Ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման ազդեցությունը կախված է բազային շերտի ջրի կլանումից, շաղախի բաղադրությունից, շաղախի շերտի հաստությունից, շաղախի ջրի պահանջարկից և ամրացման նյութի ամրացման ժամանակից: Ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանումն ինքնին առաջանում է հենց բջջանյութի եթերի լուծելիությունից և ջրազրկումից: Ինչպես բոլորս գիտենք, թեև բջջանյութի մոլեկուլային շղթան պարունակում է մեծ քանակությամբ բարձր հիդրատիվ OH խմբեր, այն ջրում լուծելի չէ, քանի որ ցելյուլոզային կառուցվածքն ունի բյուրեղության բարձր աստիճան: Միայն հիդրօքսիլային խմբերի հիդրացիոն ունակությունը բավարար չէ մոլեկուլների միջև ամուր ջրածնային կապերը և վան դեր Վալսյան ուժերը ծածկելու համար: Հետեւաբար, այն միայն ուռչում է, բայց չի լուծվում ջրի մեջ։ Երբ փոխարինողը մտցվում է մոլեկուլային շղթա, ոչ միայն փոխարինողը ոչնչացնում է ջրածնային շղթան, այլև միջշղթայական ջրածնային կապը ոչնչացվում է հարակից շղթաների միջև փոխարինողի սեպման պատճառով: Որքան մեծ է փոխարինողը, այնքան մեծ է մոլեկուլների միջև հեռավորությունը: Որքան մեծ է հեռավորությունը: Որքան մեծ է ջրածնային կապերի քայքայման ազդեցությունը, բջջանյութի եթերը դառնում է ջրում լուծվող այն բանից հետո, երբ ցելյուլոզային ցանցն ընդարձակվում է և լուծույթը մտնում է՝ առաջացնելով բարձր մածուցիկությամբ լուծույթ։ Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, պոլիմերի խոնավացումը թուլանում է, և շղթաների միջև եղած ջուրը դուրս է մղվում։ Երբ ջրազրկման էֆեկտը բավարար է, մոլեկուլները սկսում են համախմբվել՝ ձևավորելով ցանցի եռաչափ կառուցվածքի գել և ծալված դուրս: Շաղախի ջրի պահպանման վրա ազդող գործոնները ներառում են ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, ավելացված քանակությունը, մասնիկների նուրբությունը և օգտագործման ջերմաստիճանը: Որքան մեծ է ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, այնքան ավելի լավ է ջրի պահպանումը: Ընդհանուր առմամբ, որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան լավ է ջրի պահպանման ազդեցությունը: Որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան ավելի ակնհայտ է խտացման ազդեցությունը շաղախի վրա, բայց դա ուղիղ համեմատական ​​չէ: Որքան բարձր լինի մածուցիկությունը, այնքան ավելի մածուցիկ կլինի թաց շաղախը, այսինքն՝ շինարարության ընթացքում այն ​​դրսևորվում է որպես քերիչին կպչող և հիմքին բարձր կպչունություն։ Բայց օգտակար չէ ինքնին թաց շաղախի կառուցվածքային ամրությունը բարձրացնելը: Շինարարության ընթացքում հակակախվածությունը ակնհայտ չէ: Որքան մեծ է շաղախին ավելացված ցելյուլոզային եթերի քանակը, այնքան ավելի լավ է ջրի պահպանումը, և որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան ավելի լավ է ջրի պահպանումը: Ինչ վերաբերում է մասնիկների չափին, ապա որքան նուրբ է մասնիկը, այնքան ավելի լավ է ջրի պահպանումը: Ցելյուլոզային եթերի խոշոր մասնիկները ջրի հետ շփվելուց հետո մակերեսը անմիջապես լուծվում է և ձևավորում է գել՝ նյութը փաթաթելու համար, որպեսզի ջրի մոլեկուլները չշարունակեն ներթափանցել: Երբեմն այն չի կարող միատեսակ ցրվել և լուծարվել նույնիսկ երկարատև խառնելուց հետո՝ ձևավորելով ամպամած ճաղավանդակ լուծույթ կամ ագլոմերացիա: Այն մեծապես ազդում է ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման վրա, և լուծելիությունը ցելյուլոզային եթերի ընտրության գործոններից մեկն է: Նրբությունը նաև մեթիլցելյուլոզային եթերի կարևոր կատարողական ցուցանիշն է: Չոր փոշու շաղախի համար օգտագործվող HPMC-ն պետք է լինի փոշի, ցածր ջրի պարունակությամբ, իսկ նուրբությունը նաև պահանջում է, որ մասնիկների չափի 20%-60%-ը լինի 63 մմ-ից պակաս: Նրբությունը ազդում է մեթիլցելյուլոզային եթերի լուծելիության վրա: Coarse MC-ն սովորաբար հատիկավոր է, և այն հեշտությամբ լուծվում է ջրի մեջ առանց ագլոմերացիայի, բայց տարրալուծման արագությունը շատ դանդաղ է, ուստի այն հարմար չէ չոր փոշու հավանգում օգտագործելու համար: Չոր փոշու հավանգում MC-ն ցրվում է ցեմենտացնող նյութերի մեջ, ինչպիսիք են ագրեգատը, նուրբ լցոնիչը և ցեմենտը, և միայն բավականաչափ նուրբ փոշին կարող է խուսափել մեթիլցելյուլոզային եթերի ագլոմերացումից ջրի հետ խառնվելիս: Երբ HPMC-ին ավելացնում են ջուր՝ ագլոմերատները լուծարելու համար, այն շատ դժվար է ցրվել և լուծարվել: Մեխանիկական կոնստրուկցիաներով ցողված շաղախի համար նուրբության պահանջն ավելի բարձր է` խառնման ավելի կարճ ժամանակի պատճառով: HPMC-ի նուրբությունը որոշակի ազդեցություն ունի նաև ջրի պահպանման վրա: Ընդհանուր առմամբ, նույն մածուցիկությամբ, բայց տարբեր նուրբությամբ մեթիլ ցելյուլոզային եթերների համար, նույն ավելացման քանակով, որքան նուրբ է, այնքան լավ ջրի պահպանման էֆեկտը: HPMC-ի ջրի պահպանումը նույնպես կապված է օգտագործվող ջերմաստիճանի հետ, իսկ մեթիլցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանումը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Այնուամենայնիվ, իրական նյութերի կիրառման մեջ չոր փոշի շաղախը հաճախ կիրառվում է տաք ենթաշերտերի վրա բարձր ջերմաստիճանի (40 աստիճանից բարձր) շատ միջավայրերում, օրինակ՝ արտաքին պատի ծեփամածիկի սվաղումը արևի տակ ամռանը, ինչը հաճախ արագացնում է ցեմենտի ամրացումը և կարծրացումը: չոր փոշի հավանգ. Ջրի պահպանման մակարդակի նվազումը հանգեցնում է ակնհայտ զգացողության, որ թե՛ աշխատունակությունը, թե՛ ճաքերի դիմադրությունը ազդում են, և հատկապես կարևոր է նվազեցնել ջերմաստիճանի գործոնների ազդեցությունը այս պայմաններում:

3. Ցելյուլոզային եթերի խտացում և տիքսոտրոպիա. Ցելյուլոզային եթերի երկրորդ ֆունկցիան՝ խտացնող ազդեցությունը կախված է ցելյուլոզային եթերի պոլիմերացման աստիճանից, լուծույթի կոնցենտրացիայից, ջերմաստիճանից և այլ պայմաններից։ Լուծույթի գելային հատկությունը եզակի է ալկիլ ցելյուլոզայի և նրա փոփոխված ածանցյալների համար: Գելացման հատկությունները կապված են փոխարինման աստիճանի, լուծույթի կոնցենտրացիայի և հավելումների հետ: Հիդրօքսիալկիլի ձևափոխված ածանցյալների համար գելի հատկությունները նույնպես կապված են հիդրօքսիալկիլի փոփոխության աստիճանի հետ: Ցածր մածուցիկությամբ HPMC լուծույթի համար կարելի է պատրաստել 10%-15% կոնցենտրացիայի լուծույթ, միջին մածուցիկության HPMC 5%-10% լուծույթ, իսկ բարձր մածուցիկությամբ HPMC-ն կարող է պատրաստել միայն 2%-3% լուծույթ, իսկ մածուցիկությունը. Ցելյուլոզային եթերը սովորաբար գնահատվում է նաև 1%-2% լուծույթով: Բարձր մոլեկուլային քաշի ցելյուլոզային եթերն ունի խտացման բարձր արդյունավետություն: Տարբեր մոլեկուլային քաշ ունեցող պոլիմերները նույն կոնցենտրացիայի լուծույթում ունեն տարբեր մածուցիկություն: Պոլիմերացման բարձր աստիճան: Թիրախային մածուցիկությունը կարելի է ձեռք բերել միայն մեծ քանակությամբ ցածր մոլեկուլային քաշի ցելյուլոզային եթերի ավելացմամբ: Դրա մածուցիկությունը քիչ է կախված կտրվածքի արագությունից, և բարձր մածուցիկությունը հասնում է նպատակային մածուցիկությանը, և ավելացման պահանջվող գումարը փոքր է, և մածուցիկությունը կախված է խտացման արդյունավետությունից: Հետևաբար, որոշակի հետևողականության հասնելու համար պետք է երաշխավորված լինի ցելյուլոզային եթերի որոշակի քանակություն (լուծույթի կոնցենտրացիան) և լուծույթի մածուցիկությունը։ Լուծույթի գելի ջերմաստիճանը նույնպես գծայինորեն նվազում է լուծույթի կոնցենտրացիայի ավելացման հետ, իսկ որոշակի կոնցենտրացիայի հասնելուց հետո գել է սենյակային ջերմաստիճանում։ HPMC-ի գելային կոնցենտրացիան համեմատաբար բարձր է սենյակային ջերմաստիճանում: Հետևողականությունը կարող է նաև ճշգրտվել՝ ընտրելով մասնիկների չափը և ընտրելով ցելյուլոզային եթերներ՝ փոփոխման տարբեր աստիճաններով: Այսպես կոչված մոդիֆիկացիան ԲԿ-ի կմախքի կառուցվածքի վրա հիդրօքսիալկիլ խմբերի փոխարինման որոշակի աստիճանի ներմուծումն է: Փոխելով երկու փոխարինողների հարաբերական փոխարինման արժեքները, այսինքն՝ մեթոքսի և հիդրօքսիալկիլ խմբերի DS և ms հարաբերական փոխարինման արժեքները, որոնք մենք հաճախ ասում ենք։ Ցելյուլոզային եթերի տարբեր կատարողական պահանջներ կարելի է ձեռք բերել՝ փոխելով երկու փոխարինողների հարաբերական փոխարինման արժեքները: Հետևողականության և փոփոխության միջև կապը. ցելյուլոզային եթերի ավելացումն ազդում է շաղախի ջրի սպառման վրա, ջրի և ցեմենտի ջրի կապող հարաբերակցությունը փոխելը խտացնող էֆեկտ է, որքան մեծ է դեղաչափը, այնքան մեծ է ջրի սպառումը: Փոշու շինանյութերում օգտագործվող ցելյուլոզային եթերները պետք է արագ լուծվեն սառը ջրում և ապահովեն համակարգի համար համապատասխան հետևողականություն: Կա նաև լավ գծային հարաբերություն ցեմենտի մածուկի հետևողականության և ցելյուլոզային եթերի չափաբաժնի միջև: Ցելյուլոզային եթերը կարող է մեծապես մեծացնել շաղախի մածուցիկությունը: Որքան մեծ է դեղաչափը, այնքան ավելի ակնհայտ է ազդեցությունը: Ցելյուլոզային եթերի բարձր մածուցիկությամբ ջրային լուծույթն ունի բարձր թիքսոտրոպիա, որը նաև բջջանյութի եթերի հիմնական հատկանիշն է։ Հետևաբար, նույն մածուցիկության աստիճանի ցելյուլոզային եթերները միշտ ցուցադրում են նույն ռեոլոգիական հատկությունները, քանի դեռ կոնցենտրացիան և ջերմաստիճանը պահպանվում են անփոփոխ: Կառուցվածքային գելերը ձևավորվում են, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, և առաջանում են բարձր թիքսոտրոպային հոսքեր։ Բարձր կոնցենտրացիայի և ցածր մածուցիկության ցելյուլոզային եթերները ցույց են տալիս տիքսոտրոպիա նույնիսկ գելի ջերմաստիճանից ցածր: Այս գույքը մեծ օգուտ է բերում շինարարական շաղախի կառուցման ժամանակ հարթեցման և անկման ճշգրտման համար: Այստեղ պետք է բացատրել, որ որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, այնքան լավ է ջրի պահպանումը, բայց որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի հարաբերական մոլեկուլային քաշը և դրա լուծելիության համապատասխան նվազումը, ինչը բացասական ազդեցություն է ունենում։ շաղախի կոնցենտրացիայի և շինարարության կատարողականի վրա: Որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան ավելի ակնհայտ է խտացման ազդեցությունը շաղախի վրա, բայց դա լիովին համաչափ չէ։ Որոշ միջին և ցածր մածուցիկության, բայց փոփոխված ցելյուլոզային եթերն ավելի լավ է կատարում խոնավ շաղախի կառուցվածքային ամրությունը բարելավելու համար: Մածուցիկության բարձրացմամբ բարելավվում է ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանումը։

4. Ցելյուլոզային եթերի դանդաղեցումՑելյուլոզային եթերի երրորդ գործառույթը ցեմենտի խոնավացման գործընթացի հետաձգումն է: Ցելյուլոզային եթերը շաղախին օժտում է տարբեր օգտակար հատկություններով, ինչպես նաև նվազեցնում է ցեմենտի վաղ խոնավացման ջերմությունը և հետաձգում ցեմենտի խոնավացման դինամիկ գործընթացը: Սա անբարենպաստ է ցուրտ շրջաններում հավանգ օգտագործելու համար: Հետաձգման այս ազդեցությունը պայմանավորված է ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլների կլանմամբ հիդրացիոն արտադրանքների վրա, ինչպիսիք են CSH-ը և ca(OH)2-ը: Ծակոտիների լուծույթի մածուցիկության բարձրացման շնորհիվ ցելյուլոզային եթերը նվազեցնում է լուծույթում իոնների շարժունակությունը՝ դրանով իսկ հետաձգելով խոնավացման գործընթացը: Որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի կոնցենտրացիան հանքային գելի նյութում, այնքան ավելի ընդգծված է խոնավացման հետաձգման ազդեցությունը: Ցելյուլոզային եթերը ոչ միայն հետաձգում է ամրացումը, այլև հետաձգում է ցեմենտի շաղախի համակարգի կարծրացման գործընթացը: Ցելյուլոզային եթերի դանդաղեցնող ազդեցությունը կախված է ոչ միայն հանքային գելային համակարգում դրա կոնցենտրացիայից, այլև քիմիական կառուցվածքից: Որքան լավ է ցելյուլոզային եթերի հետաձգման ազդեցությունը, այնքան ավելի ուժեղ է հիդրոֆիլ փոխարինման հետաձգման ազդեցությունը, քան ջրի ավելացմանը: Այնուամենայնիվ, ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը քիչ ազդեցություն ունի ցեմենտի խոնավացման կինետիկայի վրա: Ցելյուլոզային եթերի պարունակության ավելացման հետ շաղախի ամրացման ժամանակը զգալիորեն մեծանում է։ Կա լավ ոչ գծային հարաբերակցություն շաղախի սկզբնական ամրացման ժամանակի և ցելյուլոզային եթերի պարունակության միջև, և լավ գծային հարաբերակցություն վերջնական ամրացման ժամանակի և ցելյուլոզային եթերի պարունակության միջև: Մենք կարող ենք վերահսկել շաղախի շահագործման ժամանակը` փոխելով ցելյուլոզային եթերի քանակը: Ամփոփելով, պատրաստի շաղախի մեջ ցելյուլոզային եթերը դեր է խաղում ջրի պահպանման, խտացման, ցեմենտի խոնավացման ուժի հետաձգման և շինարարության կատարողականի բարելավման գործում: Ջրի պահպանման լավ հզորությունը ցեմենտի խոնավացումն ավելի ամբողջական է դարձնում, կարող է բարելավել թաց շաղախի թաց մածուցիկությունը, մեծացնել շաղախի միացման ուժը և կարգավորել ժամանակը: Ցելյուլոզային եթերի ավելացումը մեխանիկական ցողման շաղախին կարող է բարելավել շաղախի ցողման կամ պոմպային աշխատանքը և կառուցվածքային ամրությունը: Հետևաբար, ցելյուլոզային եթերը լայնորեն օգտագործվում է որպես պատրաստի շաղախի կարևոր հավելում: