Sellulósi eter í vörum sem byggt er á sementi

Sellulósi eter er eins konar fjölnota aukefni sem hægt er að nota í sementvörur. Þessi grein kynnir efnafræðilega eiginleika metýlsellulósa (MC) og hýdroxýprópýlmetýlsellulósa (HPMC /) sem almennt eru notaðir í sementvörur, aðferðina og meginregluna um netlausnina og helstu eiginleika lausnarinnar. Rætt var um lækkun hitastigs og seigju í sementvörum út frá hagnýtri framleiðslureynslu.

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

1. Yfirlit

Sellulósaeter (CE í stuttu máli) er búið til úr sellulósa með eterunarhvarfi eins eða fleiri eterandi efna og þurrmölun. CE má skipta í jónískar og ójónískar gerðir, þar á meðal ójónandi tegund CE vegna einstakra hitauppstreymiseiginleika og leysni, saltþols, hitaþols og hefur viðeigandi yfirborðsvirkni. Það er hægt að nota sem vatnsheldur, sviflausn, ýruefni, filmumyndandi efni, smurefni, lím og gigtarbót. Helstu erlendu neyslusvæðin eru latexhúðun, byggingarefni, olíuboranir og svo framvegis. Í samanburði við erlend lönd er framleiðsla og notkun vatnsleysanlegs CE enn á frumstigi. Með því að bæta heilsu og umhverfisvitund fólks. Vatnsleysanlegt CE, sem er skaðlaust lífeðlisfræði og mengar ekki umhverfið, mun hafa mikla þróun.

Á sviði byggingarefna sem venjulega er valið CE er metýlsellulósa (MC) og hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC), er hægt að nota sem málningu, gifs, steypuhræra og sementvörur mýkingarefni, seigfljótandi efni, vökvasöfnunarefni, loftfælniefni og tefjandi efni. Mestur hluti byggingarefnaiðnaðarins er notaður við venjulegt hitastig, notkunarskilyrði eru þurrblönduð duft og vatn, sem hefur minna í för með sér upplausnareiginleika og heita hlaupeiginleika CE, en í vélvæddri framleiðslu á sementsvörum og öðrum sérstökum hitaskilyrðum, eru þessir eiginleikar CE mun gegna meira hlutverki.

2. Efnafræðilegir eiginleikar CE

CE fæst með því að meðhöndla sellulósa með ýmsum efna- og eðlisfræðilegum aðferðum. Samkvæmt mismunandi efnaskiptauppbyggingu má venjulega skipta í: MC, HPMC, hýdroxýetýlsellulósa (HEC), osfrv.: Hvert CE hefur grunnbyggingu sellulósa - þurrkaður glúkósa. Við framleiðslu CE eru sellulósatrefjar fyrst hitaðar í basískri lausn og síðan meðhöndlaðar með eterandi efni. Trefjahvarfefnin eru hreinsuð og mulin til að mynda einsleitt duft með ákveðinni fínleika.

Framleiðsluferlið MC notar aðeins metanklóríð sem eterunarefni. Til viðbótar við notkun metanklóríðs notar framleiðslu HPMC einnig própýlenoxíð til að fá hýdroxýprópýl skiptihópa. Ýmsar CE hafa mismunandi útskiptihraða fyrir metýl og hýdroxýprópýl, sem hefur áhrif á lífræna eindrægni og hitastig hlaups CE lausnar.

Fjöldi staðgönguhópa á þurrkuðum glúkósa byggingareiningum sellulósa er hægt að gefa upp með hundraðshluta massa eða meðalfjölda staðgönguhópa (þ.e. DS — Degree of Substitution). Fjöldi skiptihópa ákvarðar eiginleika CE-vara. Áhrif meðalstigs útskipta á leysni eterunarafurða eru sem hér segir:

(1) lítið skiptingarstig leysanlegt í lúg;

(2) örlítið mikið skiptingarstig sem er leysanlegt í vatni;

(3) mikla útskiptingu uppleyst í skautuðum lífrænum leysum;

(4) Hærra stigi útskipta uppleyst í óskautuðum lífrænum leysum.

3. Upplausnaraðferð CE

CE hefur einstakan leysnieiginleika, þegar hitastigið fer upp í ákveðið hitastig er það óleysanlegt í vatni, en undir þessu hitastigi mun leysni þess aukast með lækkun hitastigs. CE er leysanlegt í köldu vatni (og í sumum tilfellum í sérstökum lífrænum leysum) í gegnum bólgu- og vökvunarferlið. CE lausnir hafa ekki augljósar leysnitakmarkanir sem birtast við upplausn jónískra salta. Styrkur CE er almennt takmörkuð við seigjuna sem hægt er að stjórna af framleiðslubúnaðinum og er einnig mismunandi eftir seigju og efnafræðilegri fjölbreytni sem notandinn þarfnast. Styrkur lausnar af lágseigju CE er yfirleitt 10% ~ 15% og hár seigja CE er almennt takmörkuð við 2% ~ 3%. Mismunandi gerðir af CE (eins og duft eða yfirborðsmeðhöndlað duft eða korn) geta haft áhrif á hvernig lausnin er útbúin.

3.1 CE án yfirborðsmeðferðar

Þrátt fyrir að CE sé leysanlegt í köldu vatni, verður það að vera alveg dreift í vatni til að koma í veg fyrir klump. Í sumum tilfellum má nota háhraða blöndunartæki eða trekt í köldu vatni til að dreifa CE dufti. Hins vegar, ef ómeðhöndlaða duftinu er bætt beint í kalt vatn án þess að hræra nægilega, myndast miklir kekki. Aðalástæðan fyrir köku er sú að CE-duftagnirnar eru ekki alveg blautar. Þegar aðeins hluti af duftinu er leyst upp myndast gelfilma sem kemur í veg fyrir að duftið sem eftir er haldi áfram að leysast upp. Þess vegna, fyrir upplausn, ætti að dreifa CE agnunum að fullu eins langt og hægt er. Eftirfarandi tvær dreifingaraðferðir eru almennt notaðar.

3.1.1 Dreifingaraðferð fyrir þurrblöndu

Þessi aðferð er oftast notuð í sementvörur. Áður en vatni er bætt við skaltu blanda öðru dufti við CE duft jafnt, þannig að CE duftagnir dreifist. Lágmarksblöndunarhlutfall: Annað duft: CE duft =(3 ~ 7) : 1.

Í þessari aðferð er CE-dreifing lokið í þurru ástandi, með því að nota annað duft sem miðil til að dreifa CE-ögnum sín á milli, til að forðast gagnkvæma tengingu CE-agna þegar vatni er bætt við og hefur áhrif á frekari upplausn. Því er ekki þörf á heitu vatni til að dreifa, en upplausnarhraði fer eftir duftagnunum og hræringarskilyrðum.

3.1.2 Dreifingaraðferð fyrir heitt vatn

(1) Fyrsta 1/5 ~ 1/3 af nauðsynlegu vatnshituninni í 90C yfir, bætið við CE og hrærið síðan þar til allar agnir dreifast blautar, og síðan er afganginum af vatni í köldu eða ísvatni bætt við til að lækka hitastig lausn, þegar náð CE upplausnarhitastigi, byrjaði duftið að vökva, seigja jókst.

(2) Þú getur líka hitað allt vatnið og bætt síðan við CE til að hræra á meðan það kólnar þar til vökvun er lokið. Næg kæling er mjög mikilvæg fyrir fullkomna vökvun CE og myndun seigju. Fyrir fullkomna seigju ætti að kæla MC lausn í 0 ~ 5 ℃, en HPMC þarf aðeins að kæla í 20 ~ 25 ℃ eða lægri. Þar sem full vökvun krefst nægilegrar kælingar eru HPC lausnir almennt notaðar þar sem ekki er hægt að nota kalt vatn: samkvæmt upplýsingum hefur HPMC minni hitastigslækkun en MC við lægra hitastig til að ná sömu seigju. Það er athyglisvert að dreifingaraðferð með heitu vatni gerir það að verkum að CE agnir dreifast aðeins jafnt við hærra hitastig, en engin lausn myndast á þessum tíma. Til að fá lausn með ákveðinni seigju þarf að kæla hana aftur.

3.2 Yfirborðsmeðhöndlað dreift CE duft

Í mörgum tilfellum þarf CE að hafa bæði dreifilega og hraða vökvaeiginleika (myndandi seigju) í köldu vatni. Yfirborðsmeðhöndlað CE er tímabundið óleysanlegt í köldu vatni eftir sérstaka efnameðferð, sem tryggir að þegar CE er bætt við vatn mun það ekki strax mynda augljósa seigju og hægt er að dreifa því við tiltölulega litla skurðkraft. „Töfunartími“ vökvunar eða seigjumyndunar er afleiðing af samsetningu gráðu yfirborðsmeðferðar, hitastigs, pH kerfisins og CE lausnarstyrks. Töf á vökvun er almennt minni við hærri styrk, hitastig og pH-gildi. Almennt er þó ekki tekið tillit til styrks CE fyrr en hann nær 5% (massahlutfall vatns).

Til að ná sem bestum árangri og fullkominni vökvun ætti að hræra yfirborðsmeðhöndlaða CE í nokkrar mínútur við hlutlausar aðstæður, með pH á bilinu 8,5 til 9,0, þar til hámarks seigju er náð (venjulega 10-30 mínútur). Þegar sýrustigið breytist í basískt (pH 8,5 til 9,0) leysist yfirborðsmeðhöndlað CE upp alveg og hratt og lausnin getur verið stöðug við pH 3 til 11. Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að að stilla sýrustig grugglausnar með háum styrk mun valda því að seigja verður of há til að dæla og hella. Stilla skal pH-gildið eftir að grugglausnin hefur verið þynnt í æskilegan styrk.

Til að draga saman, upplausnarferli CE inniheldur tvö ferli: eðlisfræðilega dreifingu og efnaupplausn. Lykillinn er að dreifa CE ögnum sín á milli fyrir upplausn, til að forðast þéttingu vegna mikillar seigju við upplausn við lágan hita, sem mun hafa áhrif á frekari upplausn.

4. Eiginleikar CE lausnar

Mismunandi gerðir af CE vatnslausnum munu hlaupa við sitt sérstaka hitastig. Gelið er algjörlega afturkræft og myndar lausn þegar það er kælt aftur. Afturkræf varmahlaup CE er einstök. Í mörgum sementvörum er aðalnotkun seigju CE og samsvarandi vökvasöfnunar- og smureiginleika, og seigja og hlauphitastig, beint samband, undir hlauphitastigi, því lægra sem hitastigið er, því hærra er seigja CE, því betri er samsvarandi vökvasöfnun árangur.

Núverandi skýring á hlaupfyrirbærinu er þessi: í upplausnarferlinu er þetta svipað

Fjölliða sameindir þráðarins tengjast vatnsameindalaginu, sem leiðir til bólgu. Vatnssameindir virka eins og smurolía sem getur dregið í sundur langar keðjur fjölliða sameinda þannig að lausnin hefur eiginleika seigfljóts vökva sem auðvelt er að losa við. Þegar hitastig lausnarinnar eykst missir sellulósafjölliðan vatn smám saman og seigja lausnarinnar minnkar. Þegar hlaupmarkinu er náð verður fjölliðan alveg þurrkuð, sem leiðir til tengingar milli fjölliðanna og myndun hlaupsins: styrkur hlaupsins heldur áfram að aukast þar sem hitastigið helst yfir hlaupmarkinu.

Þegar lausnin kólnar fer hlaupið að snúast við og seigja minnkar. Að lokum fer seigja kælilausnarinnar aftur í upphafshækkunarferilinn og eykst með lækkun hitastigs. Lausnina má kæla niður í upphafsseigjugildi. Þess vegna er hitauppstreymisferli CE afturkræft.

Meginhlutverk CE í sementvörum er sem seiggjafi, mýkiefni og vökvasöfnunarefni, þannig að hvernig á að stjórna seigju og hlauphita er orðinn mikilvægur þáttur í sementvörum sem venjulega nota upphaflega hlauphitastigið undir hluta ferilsins, þannig að því lægra sem hitastigið er, því hærra sem seigjan er, því augljósari áhrifin af vökvasöfnun seigjuefnisins. Prófunarniðurstöður framleiðslulínu útpressunar sementplata sýna einnig að því lægra sem efnishitastigið er undir sama innihaldi CE, því betri er seigjumyndun og vökvasöfnunaráhrif. Þar sem sementkerfi er afar flókið eðlis- og efnafræðilegt eignakerfi, eru margir þættir sem hafa áhrif á breytingu á CE hlauphitastigi og seigju. Og áhrif ýmissa Taianin stefna og gráðu eru ekki þau sömu, þannig að hagnýt beitingin komst einnig að því að eftir blöndun sementskerfis, er raunverulegt hlauphitastig CE (þ.e. lækkun líms og vökvasöfnunaráhrifa er mjög augljóst við þetta hitastig ) eru lægri en hlauphitastigið sem varan gefur til kynna, því við val á CE vörum til að taka tillit til þeirra þátta sem valda lækkun hlauphita. Eftirfarandi eru helstu þættirnir sem við teljum hafa áhrif á seigju og hlauphitastig CE lausnar í sementvörum.

4.1 Áhrif pH gildis á seigju

MC og HPMC eru ójónísk, þannig að seigja lausnarinnar en seigja náttúrulegs jónísks líms hefur breiðari svið DH stöðugleika, en ef pH gildið fer yfir bilið 3 ~ 11 munu þau smám saman draga úr seigjunni við a. hærra hitastig eða í geymslu í langan tíma, sérstaklega lausn með mikilli seigju. Seigja CE vörulausnar minnkar í sterkri sýru eða sterkri basalausn, sem er aðallega vegna ofþornunar á CE af völdum basa og sýru. Þess vegna lækkar seigja CE venjulega að vissu marki í basísku umhverfi sementvara.

4.2 Áhrif hitunarhraða og hræringar á hlaupferli

Hitastig hlauppunktsins verður fyrir áhrifum af sameinuðum áhrifum hitunarhraða og hræringarhraða. Hræring með miklum hraða og hröð upphitun mun almennt auka hlauphitastigið verulega, sem er hagstætt fyrir sementvörur sem myndast við vélræna blöndun.

4.3 Áhrif styrks á heitt hlaup

Ef styrkur lausnarinnar er aukinn lækkar venjulega hlauphitastigið og hlauppunktar CE með lága seigju eru hærri en CE með mikilli seigju. Eins og DOW's METHOCEL A

Hitastig hlaupsins verður lækkað um 10 ℃ fyrir hverja 2% aukningu á styrk vörunnar. 2% aukning á styrk F-gerð vara mun lækka hlauphitastigið um 4 ℃.

4.4 Áhrif aukefna á varmahlaup

Á sviði byggingarefna eru mörg efni ólífræn sölt, sem mun hafa veruleg áhrif á hlauphitastig CE lausnar. Það fer eftir því hvort aukefnið virkar sem storkuefni eða leysanlegt efni, sum aukefni geta aukið hitauppstreymi hlauphita CE, á meðan önnur geta lækkað hitauppstreymi hlaups á CE: til dæmis etanól sem eykur leysi, PEG-400 (pólýetýlen glýkól) , anedíól osfrv., getur aukið hlaupmarkið. Sölt, glýserín, sorbitól og önnur efni munu draga úr hlaupmarkinu, ójónað CE fellur almennt ekki út vegna fjölgildra málmjóna, en þegar styrkur raflausna eða önnur uppleyst efni fer yfir ákveðin mörk er hægt að salta CE vörur í lausn, þetta er vegna samkeppni raflausna við vatn, sem leiðir til minnkunar á vökvun CE, Saltinnihald lausnar CE vörunnar er yfirleitt aðeins hærra en Mc vörunnar og saltinnihaldið er aðeins öðruvísi í mismunandi HPMC.

Mörg innihaldsefni í sementsvörum munu láta hlauppunkt CE falla, þannig að val á aukefnum ætti að taka tillit til þess að þetta getur valdið hlauppunkti og seigju CE breytingum.

5.Niðurstaða

(1) sellulósaeter er náttúrulegur sellulósi í gegnum eterunarviðbrögð, hefur grunnbyggingareiningu þurrkaðs glúkósa, í samræmi við tegund og fjölda skiptihópa á uppbótarstöðu sinni og hefur mismunandi eiginleika. Ójónandi eter eins og MC og HPMC er hægt að nota sem seigfljótandi efni, vökvasöfnunarefni, loftfælniefni og annað sem er mikið notað í byggingarefni.

(2) CE hefur einstakan leysni, myndar lausn við ákveðið hitastig (eins og hlauphitastig) og myndar fast hlaup eða fasta agnablöndu við hlauphitastig. Helstu upplausnaraðferðirnar eru þurrblöndunardreifingaraðferðir, dreifingaraðferðir fyrir heitt vatn osfrv., Í sementvörum sem almennt eru notaðar er þurrblöndunardreifingaraðferðin. Lykillinn er að dreifa CE jafnt áður en það leysist upp og mynda lausn við lágt hitastig.

(3) Styrkur lausnar, hitastig, pH gildi, efnafræðilegir eiginleikar aukefna og hræringarhraði mun hafa áhrif á hlauphitastig og seigju CE lausnar, sérstaklega sementvörur eru ólífrænar saltlausnir í basísku umhverfi, draga venjulega úr hlauphita og seigju CE lausnar. , sem hefur skaðleg áhrif. Þess vegna, samkvæmt eiginleikum CE, ætti í fyrsta lagi að nota það við lágt hitastig (undir hlauphitastigi), og í öðru lagi ætti að taka tillit til áhrifa aukefna.