Sellulósa eter í sementsafurðum

Sellulósa eter er eins konar fjölnota aukefni sem hægt er að nota í sementvörum. Þessi grein kynnir efnafræðilega eiginleika metýlsellulósa (MC) og hýdroxýprópýlmetýlsellulósa (HPMC /) sem oft er notað í sementafurðum, aðferð og meginreglu netlausnarinnar og helstu einkenni lausnarinnar. Fjallað var um lækkun hitauppstreymis og seigju í sementafurðum út frá hagnýtri framleiðslureynslu.

Lykilorð:sellulósa eter; Metýl sellulósa;Hýdroxýprópýl metýl sellulósa; Heitt hlaup hitastig; seigja

1. yfirlit

Sellulósa eter (CE í stuttu máli) er úr sellulósa með etering viðbrögðum eins eða fleiri eterifyings og þurrum mala. Hægt er að skipta CE í jónískar og ójónískar gerðir, þar á meðal ekki jónandi gerð CE vegna einstaka hitauppstreymiseinkenna og leysni, saltviðnáms, hitaþols og hefur viðeigandi yfirborðsvirkni. Það er hægt að nota það sem vatnsbúnað, fjöðrunarefni, ýruefni, filmu myndunarefni, smurolía, lím og gervigreind. Helstu erlendu neyslusvæðin eru latexhúðun, byggingarefni, olíuboranir og svo framvegis. Í samanburði við erlend lönd er framleiðsla og notkun vatnsleysanlegs CE enn á barnsaldri. Með bata á heilsu og umhverfisvitund fólks. Vatnsleysanlegt CE, sem er skaðlaust fyrir lífeðlisfræði og mengar ekki umhverfið, mun hafa mikla þróun.

Á sviði byggingarefna er venjulega valið CE metýlsellulósa (MC) og hýdroxýprópýl metýl sellulósa (HPMC), er hægt að nota sem málningu, gifs, steypuhræra og sementafurðir mýkingarefni, viskosifier, vatnsgeymsluefni, loftloftefni og endurþjöppun. Flest byggingarefnaiðnaðurinn er notaður við venjulegt hitastig, með því að nota aðstæður eru þurrblöndu duft og vatn, sem minna felur í CE mun gegna fullu hlutverki.

2. efnafræðilegir eiginleikar Ce

CE fæst með því að meðhöndla sellulósa með röð efnafræðilegra og eðlisfræðilegra aðferða. Samkvæmt mismunandi efnafræðilegri uppbyggingu er venjulega hægt að skipta í: MC, HPMC, hýdroxýetýl sellulósa (HEC) osfrv .: Hver CE hefur grunnbyggingu sellulósa - þurrkaðs glúkósa. Í því ferli að framleiða CE eru sellulósa trefjar fyrst hitaðar í basískri lausn og síðan meðhöndlaðar með eterifyingefnum. Trefjaviðbragðsafurðin er hreinsuð og mulduð til að mynda samræmt duft af ákveðinni fínleika.

Framleiðsluferlið MC notar aðeins metanklóríð sem eterifying umboðsmann. Til viðbótar við notkun metanklóríðs notar framleiðsla HPMC einnig própýlenoxíð til að fá hýdroxýprópýl skiptihópa. Ýmis CE hafa mismunandi metýl og hýdroxýprópýl skiptihlutfall, sem hefur áhrif á lífræna eindrægni og hitauppstreymi hitastig CE lausnar.

Fjöldi skiptishópa á þurrkuðum glúkósa byggingareiningum sellulósa er hægt að tjá með prósentu massa eða meðalfjölda skiptishópa (þ.e. DS - gráðu í stað). Fjöldi staðgengilshópa ákvarðar eiginleika CE vörur. Áhrif meðalstigs skiptingar á leysni eterificationafurða eru eftirfarandi:

(1) Lágt uppbótargráðu leysanlegt í Lye;

(2) örlítið mikil skiptingu leysanleg í vatni;

(3) mikil skiptingu leyst upp í skautum lífrænum leysum;

(4) Hærra stig skiptingar leystist upp í skautuðum lífrænum leysum.

3. Upplausnaraðferð CE

CE er með einstaka leysanleika, þegar hitastigið hækkar í ákveðið hitastig, þá er það óleysanlegt í vatni, en undir þessu hitastigi mun leysni hans aukast með lækkun hitastigs. CE er leysanlegt í köldu vatni (og í sumum tilvikum í sérstökum lífrænum leysum) í gegnum bólgu og vökvun. CE lausnir hafa ekki augljósar leysanlegar takmarkanir sem birtast í upplausn jónasölt. Styrkur CE er almennt takmarkaður við seigju sem hægt er að stjórna með framleiðslubúnaðinum og er einnig breytilegur eftir seigju og efnafræðilegri fjölbreytni sem notandinn þarfnast. Lausn styrkur lítillar seigju CE er yfirleitt 10% ~ 15% og mikil seigja CE er yfirleitt takmörkuð við 2% ~ 3%. Mismunandi gerðir CE (svo sem duft eða yfirborðsmeðhöndlað duft eða korn) geta haft áhrif á hvernig lausnin er framleidd.

3.1 CE án yfirborðsmeðferðar

Þrátt fyrir að CE sé leysanlegt í köldu vatni verður það að dreifa því alveg í vatni til að forðast klump. Í sumum tilvikum er hægt að nota háhraðablöndunartæki eða trekt í köldu vatni til að dreifa CE dufti. Hins vegar, ef ómeðhöndluðu duftinu er bætt beint við kalt vatn án þess að hræra nægilega, myndast verulegur molar. Aðalástæðan fyrir köku er að CE duftagnirnar eru ekki alveg blautar. Þegar aðeins hluti duftsins er uppleyst verður hlaupfilm mynduð, sem kemur í veg fyrir að duftið sem eftir er haldi áfram að leysast upp. Þess vegna, fyrir upplausn, ætti að dreifa CE agnum að fullu eins langt og hægt er. Eftirfarandi tvær dreifingaraðferðir eru oft notaðar.

3.1.1 Dreifingaraðferð Dry Mix

Þessi aðferð er oftast notuð í sementvörum. Áður en þú bætir vatni skaltu blanda öðru dufti við CE duft jafnt, þannig að CE duftagnir dreifast. Lágmarks blöndunarhlutfall: Annað duft: CE duft = (3 ~ 7): 1.

Í þessari aðferð er CE dreifingu lokið í þurru ástandi, með því að nota annað duft sem miðilinn til að dreifa CE agnum hvert við annað, svo að forðast gagnkvæma tengingu CE agna þegar verið er að bæta við vatni og hafa áhrif á frekari upplausn. Þess vegna er ekki þörf á heitu vatni til dreifingar, en upplausnarhraðinn fer eftir duftagnirnar og hrærandi aðstæður.

3.1.2 Aðferð við dreifingu á heitu vatni

(1) Fyrsta 1/5 ~ 1/3 af nauðsynlegu vatnshituninni að 90C hér að ofan, bætið við CE og hrærið síðan þar til allar agnir dreifðust blautar, og síðan vatnið sem eftir er í kulda eða ísvatni bætt við til að draga úr hitastigi á Lausn, einu sinni náði CE -upplausnarhitastiginu, duftið byrjaði að vökva, seigja jókst.

(2) Þú getur líka hitað allt vatnið og síðan bætt við CE til að hræra á meðan þú kælir þar til vökvun er lokið. Næg kæling er mjög mikilvæg fyrir fullkomna vökva á CE og myndun seigju. Til að kjósa seigju ætti MC -lausn að kæla sig í 0 ~ 5 ℃, en aðeins þarf að kæla HPMC í 20 ~ 25 ℃ eða undir. Þar sem full vökvun krefst nægilegrar kælingar eru HPMC lausnir oft notaðar þar sem ekki er hægt að nota kalt vatn: Samkvæmt upplýsingunum hefur HPMC minni hitastigslækkun en MC við lægra hitastig til að ná sömu seigju. Þess má geta að aðferð við dreifingu á heitu vatni gerir CE agnir aðeins dreifst jafnt við hærra hitastig, en engin lausn er mynduð á þessum tíma. Til að fá lausn með ákveðinni seigju verður að kæla hana aftur.

3.2 Yfirborðsmeðhöndlað dreifanlegt CE duft

Í mörgum tilvikum er CE krafist að hafa bæði dreifanlegan og skjótan vökva (mynda seigju) einkenni í köldu vatni. Yfirborðsmeðhöndlað CE er tímabundið óleysanlegt í köldu vatni eftir sérstaka efnafræðilega meðferð, sem tryggir að þegar CE er bætt við vatn mun það ekki strax mynda augljós seigju og hægt er að dreifa þeim við tiltölulega litlar skyggnkraftsskilyrði. „Seinkunartími“ vökvunar eða seigju myndunar er afleiðing af samsetningu yfirborðsmeðferðar, hitastigs, sýrustigs kerfisins og CE -lausnar. Seinkun vökvunar minnkar venjulega við hærri styrk, hitastig og pH gildi. Almennt er þó ekki talinn styrkur CE fyrr en hann nær 5% (massahlutfall vatns).

Til að ná sem bestum árangri og fullkominni vökva ætti að hræra yfirborðsmeðhöndlað CE í nokkrar mínútur við hlutlausar aðstæður, með pH á bilinu 8,5 til 9,0, þar til hámarks seigja er náð (venjulega 10-30 mínútur). Þegar sýrustigið breytist í grunn (pH 8,5 í 9,0) leysist yfirborðið sem meðhöndlað er að öllu leyti og hratt og lausnin getur verið stöðug við pH 3 til 11. Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að aðlaga pH í háum styrk slurry mun valda því að seigjan er of mikil til að dæla og hella. Aðlaga ætti sýrustigið eftir að slurry hefur verið þynnt út í tilætluðum styrk.

Til að draga saman, upplausnarferlið CE felur í sér tvo ferla: eðlisfræðilega dreifingu og efnafræðilega upplausn. Lykillinn er að dreifa CE agnum hvert við annað fyrir upplausn, til að forðast þéttingu vegna mikillar seigju við upplausn með lágum hitastigi, sem hefur áhrif á frekari upplausn.

4. Eiginleikar Ce lausnar

Mismunandi tegundir af vatnslausnum CE munu gelta við sérstakt hitastig þeirra. Gelið er alveg afturkræft og myndar lausn þegar það er kælt aftur. Afturkræf hitauppstreymi CE er einstök. Í mörgum sementvörum hefur aðalnotkun seigju CE og samsvarandi vatns varðveislu og smurninga eiginleika, og seigja og hlaup hitastig hafa bein tengsl, undir hlauphitastiginu, því lægra sem hitastigið er, því hærra er seigja CE, Því betri sem samsvarandi árangur vatns varðveislu.

Núverandi skýring á hlaupfyrirbæri er þetta: í upplausnarferlinu er þetta svipað

Fjölliða sameindir þráðarinnar tengjast vatnsameindalaginu, sem leiðir til bólgu. Vatnsameindir virka eins og smurolía, sem getur dregið í sundur langar keðjur af fjölliða sameindum, þannig að lausnin hefur eiginleika seigfljótandi vökva sem auðvelt er að varpa. Þegar hitastig lausnarinnar eykst tapar sellulósa fjölliðan smám saman vatni og seigja lausnarinnar minnkar. Þegar hlauppunktinum er náð verður fjölliðan alveg ofþornuð, sem leiðir til tengingarinnar milli fjölliða og myndunar hlaupsins: styrkur hlaupsins heldur áfram að aukast þegar hitastigið er áfram yfir hlauppunktinum.

Þegar lausnin kólnar byrjar hlaupið að snúa við og seigjan minnkar. Að lokum snýr seigja kælingarlausnarinnar í upphafshitunarferilinn og eykst með lækkun hitastigs. Lausnin getur verið kæld að upphaflegu seigju gildi þess. Þess vegna er hitauppstreymi CE afturkræft.

Aðalhlutverk CE í sementafurðum er sem seigju, mýkingarefni og vatnsgeymsla, svo hvernig á að stjórna seigju og hlauphitastig hefur orðið mikilvægur þáttur í sementafurðum notar venjulega upphafshitastig sitt undir hluta ferilsins, Þannig að því lægra sem hitastigið er, því hærra er seigja, því augljósari er áhrif vatnsgeymsluvatns. Prófaniðurstöður framleiðslulínu extrusion cemensionborðs sýna einnig að því lægra sem hitastig efnisins er undir sama innihaldi CE, því betra er seigju og vatnsgeymsla áhrif. Þar sem sementskerfi er afar flókið eðlis- og efnaeignakerfi eru margir þættir sem hafa áhrif á breytingu á CE hlauphita og seigju. Og áhrif ýmissa Taianin þróun og gráðu eru ekki þau sömu, þannig að hagnýt notkunin kom einnig í ljós að eftir blöndunar sementskerfi er raunverulegur hlauphitastig CE (það er að lækka lími og vatnsgeymsluáhrif mjög augljós við þetta hitastig ) eru lægri en hlauphitastigið sem vöran gefur til kynna, því við val á CE vörum til að taka mið af þeim þáttum sem valda hækkun hitahita. Eftirfarandi eru meginþættirnir sem við teljum hafa áhrif á seigju og hlauphita CE lausnar í sementafurðum.

4.1 Áhrif pH gildi á seigju

MC og HPMC eru ekki jónísk, þannig Hærra hitastig eða í geymslu í langan tíma, sérstaklega mikla seigjulausn. Seigja CE vörulausnar minnkar í sterkri sýru eða sterkri grunnlausn, sem er aðallega vegna ofþornunar CE af völdum basa og sýru. Þess vegna minnkar seigja CE venjulega að vissu marki í basískum umhverfi sementsafurða.

4.2 Áhrif hitunarhraða og hrærslu á hlaupferli

Hitastig hlauppunkts verður fyrir áhrifum af samanlögðum áhrifum hitunarhraða og hrærslu klippihraða. Háhraði hrærslu og hröð upphitun eykur venjulega hlauphitastigið verulega, sem er hagstætt fyrir sementafurðir sem myndast með vélrænni blöndun.

4.3 Áhrif styrks á heitt hlaup

Með því að auka styrk lausnarinnar lækkar venjulega hlauphitastigið og hlauppunktar lítillar seigju CE eru hærri en í mikilli seigju CE. Svo sem Dow's Methocel a

Hlauphitastigið mun lækka um 10 ℃ fyrir hverja 2% aukningu á styrk vörunnar. 2% aukning á styrk F-tegundar afurða mun draga úr hlauphitastiginu um 4 ℃.

4.4 Áhrif aukefna á hitauppstreymi

Á sviði byggingarefna eru mörg efni ólífræn sölt, sem munu hafa veruleg áhrif á hlauphita CE -lausnarinnar. Það fer eftir því hvort aukefnið virkar sem storkuefni eða leysanlegt lyf, sum aukefni geta aukið hitauppstreymi CE, en önnur geta lækkað hitauppstreymi hitastig CE: til dæmis leysibætandi etanól, PEG-400 (pólýetýlen glýkól) , anediol osfrv., getur aukið hlaupstað. Sölt, glýserín, sorbitól og önnur efni munu draga úr hlauppunkti, ekki verður jónandi CE yfirleitt ekki fellt út vegna fjölgildra málmjóna, en þegar saltaþéttni eða önnur uppleyst efni fara yfir ákveðin mörk, er hægt að salta CE afurðir út í í Lausn, þetta er vegna samkeppni raflausna við vatn, sem leiðir til minnkunar á vökva CE, saltinnihald lausnar CE vörunnar er yfirleitt aðeins hærra en MC vörunnar og saltinnihaldið er aðeins öðruvísi í mismunandi HPMC.

Mörg innihaldsefni í sementvörum munu gera hlauppunkta CE falla, þannig að val á aukefnum ætti að taka tillit til þess að þetta getur valdið hlauppunkti og seigju CE -breytinga.

5. Ályktun

(1) Sellulósa eter er náttúrulega sellulósa með eteríuviðbrögðum, hefur grunnbyggingareiningu þurrkaðs glúkósa, í samræmi við gerð og fjölda varahópa á staðstöðu sinni og hefur mismunandi eiginleika. Hægt er að nota jónandi eter eins og MC og HPMC sem viskosifier, vatnsgeymsluefni, loftþrýstingsaðila og annað sem mikið er notað í byggingarefnaafurðum.

(2) CE hefur einstaka leysni, myndar lausn við ákveðið hitastig (svo sem hlauphita) og myndar fast hlaup eða fast agnablöndu við hlauphita. Helstu upplausnaraðferðir eru þurrblöndunardreifingaraðferð, dreifingaraðferð heitt vatns osfrv., Í sementafurðum sem oft eru notaðar er þurrblöndunardreifingaraðferð. Lykillinn er að dreifa CE jafnt áður en hann leysist upp og myndar lausn við lágt hitastig.

(3) Styrkur lausnar, hitastig, pH gildi, efnafræðilegir eiginleikar aukefna og hrærsluhraði hafa áhrif á hlauphita og seigju CE lausnar, sérstaklega sementafurðir eru ólífrænar saltlausnir í basískum umhverfi, draga venjulega úr hlauphita og seigju CE lausnar , að hafa skaðleg áhrif. Þess vegna, samkvæmt einkennum CE, í fyrsta lagi, ætti það að nota við lágan hita (undir hlauphitastiginu), og í öðru lagi, ætti að taka tillit til áhrifa aukefna.