Eter selulosa ing produk adhedhasar semen

Eter selulosa minangka aditif serbaguna sing bisa digunakake ing produk semen. Makalah iki ngenalake sifat kimia metil selulosa (MC) lan hidroksipropil metil selulosa (HPMC /) sing umum digunakake ing produk semen, cara lan prinsip solusi jaring lan karakteristik utama solusi kasebut. Penurunan suhu gel termal lan viskositas ing produk semen dibahas adhedhasar pengalaman produksi praktis.

tembung kunci:selulosa eter; Metil selulosa;Hidroksipropil metil selulosa; Suhu gel panas; viskositas

1. Ringkesan

Eter selulosa (cekak CE) digawe saka selulosa liwat reaksi eterifikasi siji utawa sawetara agen etherifying lan grinding garing. CE bisa dipérang dadi jinis ion lan non-ionik, ing antarane jinis CE non-ionik amarga karakteristik gel termal unik lan kelarutan, tahan uyah, tahan panas, lan nduweni aktivitas permukaan sing cocok. Bisa digunakake minangka agen penahan banyu, agen penundaan, emulsifier, agen pembentuk film, pelumas, adesif lan perbaikan rheologis. Wilayah konsumsi manca utama yaiku lapisan lateks, bahan bangunan, pengeboran minyak lan liya-liyane. Dibandhingake karo negara manca, produksi lan aplikasi CE larut banyu isih ana ing tahap awal. Kanthi nambah kesadaran kesehatan lan lingkungan masarakat. CE larut banyu, sing ora mbebayani kanggo fisiologi lan ora ngrusak lingkungan, bakal berkembang kanthi apik.

Ing lapangan bahan bangunan biasane dipilih CE punika metil selulosa (MC) lan hydroxypropyl metil selulosa (HPMC), bisa digunakake minangka Paint, plester, mortir lan produk semen plasticizer, viscosifier, agen penylametan banyu, agen entraining online lan agen retarding. Umume industri bahan bangunan digunakake ing suhu normal, nggunakake kahanan yaiku bubuk campuran garing lan banyu, kurang nglibatake karakteristik pembubaran lan karakteristik gel panas CE, nanging ing produksi mekanis produk semen lan kondisi suhu khusus liyane, karakteristik kasebut saka CE bakal duwe peran sing luwih lengkap.

2. Sifat kimia saka CE

CE dipikolehi kanthi ngobati selulosa liwat serangkaian metode kimia lan fisik. Miturut struktur substitusi kimia beda, biasane bisa dipérang dadi: MC, HPMC, hydroxyethyl cellulose (HEC), etc. : Saben CE nduweni struktur dhasar saka selulosa - dehydrated glukosa. Ing proses ngasilake CE, serat selulosa pisanan dipanasake ing larutan alkali lan banjur diolah nganggo agen etherifying. Produk reaksi berserat diresiki lan ditumbuk dadi bubuk seragam saka kehalusan tartamtu.

Proses produksi MC mung nggunakake metana klorida minangka agen etherifying. Saliyane nggunakake metana klorida, produksi HPMC uga nggunakake propylene oxide kanggo entuk gugus substituen hidroksipropil. Macem-macem CE duwe tingkat substitusi metil lan hidroksipropil sing beda, sing mengaruhi kompatibilitas organik lan suhu gel termal solusi CE.

Jumlah klompok substitusi ing unit struktural glukosa dehidrasi selulosa bisa dituduhake kanthi persentase massa utawa jumlah rata-rata klompok substitusi (yaiku, DS - Degree of Substitution). Jumlah klompok substituen nemtokake sifat produk CE. Pengaruh tingkat substitusi rata-rata ing kelarutan produk eterifikasi kaya ing ngisor iki:

(1) tingkat substitusi kurang larut ing lye;

(2) tingkat substitusi sing rada dhuwur larut ing banyu;

(3) tingkat dhuwur saka substitusi larut ing pelarut organik polar;

(4) Tingkat substitusi sing luwih dhuwur sing larut ing pelarut organik non-polar.

3. Metode disolusi CE

CE nduweni sifat kelarutan sing unik, nalika suhu munggah menyang suhu tartamtu, ora larut ing banyu, nanging ing ngisor suhu iki, kelarutan bakal tambah kanthi nyuda suhu. CE larut ing banyu adhem (lan ing sawetara kasus ing pelarut organik tartamtu) liwat proses pembengkakan lan hidrasi. Solusi CE ora duwe watesan kelarutan sing jelas sing katon ing pembubaran uyah ion. Konsentrasi CE umume diwatesi karo viskositas sing bisa dikontrol dening peralatan produksi, lan uga beda-beda miturut viskositas lan macem-macem kimia sing dibutuhake pangguna. Konsentrasi solusi saka viskositas rendah CE umume 10% ~ 15%, lan viskositas dhuwur CE umume diwatesi nganti 2% ~ 3%. Jinis CE sing beda-beda (kayata bubuk utawa bubuk sing diolah permukaan utawa granular) bisa mengaruhi cara solusi disiapake.

3.1 CE tanpa perawatan permukaan

Sanajan CE larut ing banyu adhem, kudu dibubarake kanthi lengkap ing banyu supaya ora clumping. Ing sawetara kasus, mixer kacepetan dhuwur utawa corong bisa digunakake ing banyu adhem kanggo nyebar bubuk CE. Nanging, yen wêdakakêna sing ora ditambani ditambahake langsung menyang banyu adhem tanpa diaduk kanthi cukup, gumpalan-gumpalan sing gedhé bakal dibentuk. Alesan utama kanggo caking yaiku partikel bubuk CE ora teles. Nalika mung bagean saka wêdakakêna dibubaraké, film gel bakal kawangun, kang ngalangi wêdakakêna isih saka terus dissolve. Mula, sadurunge bubar, partikel CE kudu dibubarake kanthi sabisa. Ing ngisor iki rong cara dispersi sing umum digunakake.

3.1.1 Metode dispersi campuran garing

Cara iki paling umum digunakake ing produk semen. Sadurunge nambahake banyu, nyampur bubuk liyane karo bubuk CE kanthi merata, supaya partikel bubuk CE kasebar. Rasio pencampuran minimal: bubuk liyane: bubuk CE =(3 ~ 7): 1.

Ing cara iki, sawur CE wis rampung ing negara garing, nggunakake wêdakakêna liyane minangka medium kanggo mbubarake partikel CE karo saben liyane, supaya supaya ikatan bebarengan partikel CE nalika nambah banyu lan mengaruhi pembubaran luwih. Mulane, banyu panas ora dibutuhake kanggo dispersi, nanging tingkat pembubaran gumantung saka partikel bubuk lan kondisi aduk.

3.1.2 Cara sawur banyu panas

(1) Pisanan 1/5 ~ 1/3 saka panas banyu dibutuhake kanggo 90C ndhuwur, nambah CE, lan banjur nglakoake nganti kabeh partikel buyar udan, lan banjur banyu isih ing kadhemen utawa es banyu ditambahake kanggo ngurangi suhu ing solusi, sawise tekan suhu pembubaran CE, wêdakakêna wiwit hydrate, viskositas tambah.

(2) Sampeyan uga bisa panas kabeh banyu, lan banjur nambah CE kanggo nglakoake nalika cooling nganti hidrasi lengkap. Pendinginan sing cukup penting banget kanggo hidrasi lengkap CE lan pembentukan viskositas. Kanggo viskositas becik, solusi MC kudu digawe adhem nganti 0 ~ 5 ℃, nalika HPMC mung kudu digawe adhem nganti 20 ~ 25 ℃ utawa ngisor. Amarga hidrasi lengkap mbutuhake pendinginan sing cukup, solusi HPMC umume digunakake ing ngendi banyu adhem ora bisa digunakake: miturut informasi kasebut, HPMC duwe pengurangan suhu sing luwih murah tinimbang MC ing suhu sing luwih murah kanggo entuk viskositas sing padha. Wigati dicathet yen metode dispersi banyu panas mung nggawe partikel CE nyebar kanthi rata ing suhu sing luwih dhuwur, nanging ora ana solusi sing dibentuk ing wektu iki. Kanggo entuk solusi kanthi viskositas tartamtu, kudu digawe adhem maneh.

3.2 Lumahing dianggep bubuk CE dispersible

Ing pirang-pirang kasus, CE kudu duwe karakteristik hidrasi sing bisa dispersible lan cepet (mbentuk viskositas) ing banyu adhem. CE sing diobati lumahing ora larut ing banyu adhem sawise perawatan kimia khusus, sing njamin yen CE ditambahake ing banyu, ora bakal langsung mbentuk viskositas sing jelas lan bisa disebar ing kahanan gaya geser sing relatif cilik. "Waktu tundha" hidrasi utawa pembentukan viskositas minangka asil saka kombinasi derajat perawatan permukaan, suhu, pH sistem, lan konsentrasi larutan CE. Wektu tundha hidrasi umume suda ing konsentrasi, suhu, lan tingkat pH sing luwih dhuwur. Umumé, konsentrasi CE ora dianggep nganti tekan 5% (rasio massa banyu).

Kanggo asil sing paling apik lan hidrasi lengkap, permukaan sing diobati CE kudu diaduk sawetara menit ing kondisi netral, kanthi kisaran pH saka 8,5 nganti 9,0, nganti viskositas maksimal tekan (biasane 10-30 menit). Sawise pH owah dadi dhasar (pH 8,5 nganti 9,0), permukaan sing diobati CE larut kanthi lengkap lan cepet, lan solusi kasebut bisa stabil ing pH 3 nganti 11. Nanging, penting kanggo dicathet yen nyetel pH saka slurry konsentrasi dhuwur. bakal nimbulaké viskositas dhuwur banget kanggo pumping lan pouring. PH kudu diatur sawise slurry wis diencerke kanggo konsentrasi dikarepake.

Kanggo ringkesan, proses pembubaran CE kalebu rong proses: dispersi fisik lan pembubaran kimia. Kuncine yaiku nyebarake partikel CE sadurunge bubar, supaya ora aglomerasi amarga viskositas dhuwur sajrone pembubaran suhu sing kurang, sing bakal mengaruhi pembubaran luwih lanjut.

4. Properties saka solusi CE

Ana macem-macem solusi banyu CE sing beda-beda ing suhu tartamtu. Gel kasebut bisa dibatalake lan dadi solusi nalika digawe adhem maneh. Gelasi termal sing bisa dibalik saka CE unik. Ing pirang-pirang produk semen, panggunaan utama viskositas CE lan penylametan banyu lan pelumasan sing cocog, lan viskositas lan suhu gel duwe hubungan langsung, ing suhu gel, suhu sing luwih murah, sing luwih dhuwur viskositas CE, luwih apik kinerja penylametan banyu cocog.

Panjelasan saiki kanggo fenomena gel yaiku: ing proses pembubaran, iki padha

Molekul polimer saka benang nyambungake karo lapisan molekul banyu, sing nyebabake bengkak. Molekul banyu tumindak kaya lenga pelumas, sing bisa narik rantai molekul polimer sing dawa, saengga solusi kasebut nduweni sifat cairan kental sing gampang dibuwang. Nalika suhu solusi mundhak, polimer selulosa mboko sithik ilang banyu lan viskositas solusi mudhun. Nalika titik gel wis tekan, polimer dadi dehidrasi rampung, nyebabake hubungan antarane polimer lan pembentukan gel: kekuatan gel terus mundhak amarga suhu tetep ing ndhuwur titik gel.

Minangka solusi cools, gel wiwit mbalikke lan viskositas sudo. Pungkasan, viskositas solusi pendinginan bali menyang kurva kenaikan suhu awal lan mundhak kanthi nyuda suhu. Solusi bisa digawe adhem nganti nilai viskositas awal. Mulane, proses gel termal saka CE bisa dibatalake.

Peranan utama CE ing produk semen minangka viscosifier, plasticizer lan agen penylametan banyu, supaya carane ngontrol viskositas lan suhu gel wis dadi faktor penting ing produk semen biasane nggunakake titik suhu gel dhisikan ngisor bagean saka kurva, Dadi luwih murah suhu, luwih dhuwur viskositas, luwih jelas efek penylametan banyu viscosifier. Asil tes garis produksi papan semen extrusion uga nuduhake yen suhu materi sing luwih murah ana ing konten CE sing padha, luwih apik viskosifikasi lan efek penylametan banyu. Amarga sistem semen minangka sistem properti fisik lan kimia sing kompleks, ana akeh faktor sing mengaruhi owah-owahan suhu lan viskositas gel CE. Lan pengaruh saka macem-macem gaya Taianin lan gelar ora padha, supaya aplikasi praktis uga ketemu sing sawise nyawiji sistem semen, titik suhu gel nyata CE (yaiku, lim lan efek penylametan banyu nolak banget ketok ing suhu iki. ) luwih murah tinimbang suhu gel sing dituduhake produk, mula, ing pilihan produk CE kanggo njupuk faktor sing nyebabake penurunan suhu gel. Ing ngisor iki minangka faktor utama sing dipercaya mengaruhi viskositas lan suhu gel solusi CE ing produk semen.

4.1 Pengaruh nilai pH ing viskositas

MC lan HPMC sing non-ionik, supaya viskositas solusi saka viskositas lim ion alam wis sawetara luwih akeh saka stabilitas DH, nanging yen Nilai pH ngluwihi sawetara saka 3 ~ 11, padha mboko sithik ngurangi viskositas ing a suhu sing luwih dhuwur utawa ing panyimpenan kanggo dangu, utamané solusi viskositas dhuwur. Viskositas solusi produk CE suda ing asam kuat utawa larutan basa kuwat, sing utamane amarga dehidrasi CE sing disebabake dening basa lan asam. Mulane, viskositas CE biasane suda ing lingkungan alkalin produk semen.

4.2 Pengaruh tingkat pemanasan lan pengadukan ing proses gel

Suhu titik gel bakal dipengaruhi dening efek gabungan saka tingkat pemanasan lan tingkat geser aduk. Kacepetan dhuwur aduk lan cepet dadi panas umume bakal nambah suhu gel Ngartekno, kang sarujuk kanggo produk semen kawangun dening nyawiji mechanical.

4.3 Pengaruh konsentrasi ing gel panas

Nambah konsentrasi solusi biasane nyuda suhu gel, lan titik gel viskositas rendah CE luwih dhuwur tinimbang CE viskositas dhuwur. Kayata METOCEL DOW A

Suhu gel bakal suda 10 ℃ kanggo saben nambah 2% ing konsentrasi produk. Tambah 2% ing konsentrasi produk F-jinis bakal ngurangi suhu gel dening 4 ℃.

4.4 Pengaruh aditif ing gelation termal

Ing bidang bahan bangunan, akeh bahan yaiku uyah anorganik, sing bakal duwe pengaruh sing signifikan ing suhu gel solusi CE. Gumantung apa aditif tumindak minangka agen koagulan utawa solubilizing, sawetara aditif bisa nambah suhu gel termal saka CE, dene liyane bisa nyuda suhu gel termal saka CE: contone, etanol pelarut-nambahi, PEG-400(polietilen glikol) , anediol, lan liya-liyane, bisa nambah titik gel. Uyah, gliserin, sorbitol lan zat liyane bakal nyuda titik gel, CE non-ionik umume ora bakal precipitated amarga ion logam polyvalent, nanging nalika konsentrasi elektrolit utawa bahan larut liyane ngluwihi watesan tartamtu, produk CE bisa salted metu ing solusi, iki amarga kompetisi saka elektrolit kanggo banyu, asil ing abang saka hidrasi saka CE, Isi uyah saka solusi produk CE umume rada luwih dhuwur tinimbang produk Mc, lan isi uyah rada beda. ing HPMC beda.

Akeh bahan ing produk semen bakal nggawe titik gel saka CE mudhun, mula pilihan aditif kudu digatekake manawa bisa nyebabake titik gel lan viskositas owah-owahan CE.

5. Kesimpulan

(1) eter selulosa minangka selulosa alami liwat reaksi eterifikasi, nduweni unit struktural dhasar glukosa dehidrasi, miturut jinis lan jumlah gugus substituen ing posisi panggantos lan nduweni sifat sing beda. Eter non-ionik kayata MC lan HPMC bisa digunakake minangka viscosifier, agen penylametan banyu, agen entrainment udhara lan akeh digunakake ing produk bahan bangunan.

(2) CE nduweni kelarutan unik, mbentuk solusi ing suhu tartamtu (kayata suhu gel), lan mbentuk gel padhet utawa campuran partikel padhet ing suhu gel. Cara pembubaran utama yaiku metode dispersi campuran garing, metode dispersi banyu panas, lan liya-liyane, ing produk semen sing umum digunakake yaiku metode dispersi campuran garing. Kuncine yaiku nyebarake CE kanthi merata sadurunge larut, dadi solusi ing suhu sing sithik.

(3) Konsentrasi solusi, suhu, nilai pH, sifat kimia aditif lan tingkat aduk bakal mengaruhi suhu gel lan viskositas solusi CE, utamane produk semen minangka solusi uyah anorganik ing lingkungan alkalin, biasane nyuda suhu gel lan viskositas solusi CE. , nggawa efek ala. Mulane, miturut karakteristik CE, pisanan, kudu digunakake ing suhu sing kurang (ing ngisor suhu gel), lan kaping pindho, pengaruh aditif kudu dianggep.