Pangembangan eter selulosa HEMC novel kanggo nyuda aglomerasi ing plester sing disemprotake mesin adhedhasar gipsum

Pangembangan eter selulosa HEMC novel kanggo nyuda aglomerasi ing plester sing disemprotake mesin adhedhasar gipsum

Gypsum-based machine-sprayed plaster (GSP) wis akeh digunakake ing Eropah Kulon wiwit taun 1970-an. Munculé uyuh mechanical wis èfèktif nambah efficiency construction plastering nalika ngurangi biaya construction. Kanthi pendalaman komersialisasi GSP, eter selulosa sing larut banyu wis dadi aditif utama. Eter selulosa menehi GSP kanthi kinerja penylametan banyu sing apik, sing mbatesi panyerepan kelembapan substrat ing plester, saéngga entuk wektu setelan sing stabil lan sifat mekanik sing apik. Kajaba iku, kurva rheologis spesifik selulosa eter bisa nambah efek uyuh mesin lan kanthi signifikan nyederhanakake proses leveling lan finishing mortir.

Senadyan kaluwihan sing jelas saka eter selulosa ing aplikasi GSP, bisa uga duweni potensi nyumbangake pembentukan gumpalan garing nalika disemprotake. Clumps unwetted iki uga dikenal minangka clumping utawa caking, lan padha bisa ngaruh mengaruhi leveling lan pagawean saka mortir. Aglomerasi bisa nyuda efisiensi situs lan nambah biaya aplikasi produk gipsum kanthi kinerja dhuwur. Kanggo luwih ngerti efek eter selulosa ing pambentukan gumpalan ing GSP, kita nganakake panaliten kanggo nyoba ngenali paramèter produk sing cocog sing mengaruhi pembentukan kasebut. Adhedhasar asil panaliten iki, kita ngembangake serangkaian produk eter selulosa kanthi kecenderungan nyuda aglomerat lan ngevaluasi ing aplikasi praktis.

tembung kunci: selulosa eter; plester semprotan mesin gipsum; tingkat disolusi; morfologi partikel

1. Pambuka

Eter selulosa sing larut banyu wis kasil digunakake ing plester semburan mesin (GSP) adhedhasar gipsum kanggo ngatur kabutuhan banyu, nambah retensi banyu lan nambah sifat rheologis mortir. Mulane, mbantu nambah kinerja mortir udan, saéngga njamin kekuatan mortir sing dibutuhake. Amarga sifat komersial lan ramah lingkungan, campuran garing GSP wis dadi bahan bangunan interior sing akeh digunakake ing saindenging Eropa sajrone 20 taun kepungkur.

Mesin kanggo nyampur lan nyemprotake GSP campuran garing wis sukses dikomersialake sajrone pirang-pirang dekade. Sanajan sawetara fitur teknis peralatan saka manufaktur beda-beda, kabeh mesin uyuh sing kasedhiya kanthi komersial ngidini wektu agitasi sing winates kanggo banyu kanggo nyampur karo mortir campuran garing gypsum sing ngemot eter selulosa. Umume, kabeh proses nyampur mung sawetara detik. Sawise nyampur, mortir teles dipompa liwat selang pangiriman lan disemprotake menyang tembok substrat. Kabeh proses rampung ing menit. Nanging, ing wektu sing cendhak, eter selulosa kudu dibubarake kanthi lengkap supaya bisa ngembangake sifate ing aplikasi kasebut. Nambahake produk eter selulosa sing alus ing formulasi mortir gipsum njamin pembubaran lengkap sajrone proses nyemprot iki.

Eter selulosa sing digiling sacoro apik nggawe konsistensi kanthi cepet nalika kontak karo banyu sajrone agitasi ing sprayer. Mundhak viskositas kanthi cepet sing disebabake dening pembubaran eter selulosa nyebabake masalah karo wetting banyu bebarengan partikel bahan semen gipsum. Nalika banyu wiwit kenthel, dadi kurang adi lan ora bisa nembus menyang pori-pori cilik ing antarane partikel gipsum. Sawise akses menyang pori-pori diblokir, proses wetting partikel bahan semen kanthi banyu ditundha. Wektu pencampuran ing sprayer luwih cendhek tinimbang wektu sing dibutuhake kanggo mbanyoni partikel gipsum kanthi lengkap, sing nyebabake pembentukan gumpalan bubuk garing ing mortir udan sing seger. Sawise clumps iki kawangun, padha ngalangi efisiensi buruh ing proses sakteruse: leveling mortir karo clumps banget troublesome lan njupuk wektu liyane. Sanajan sawise mortir wis disetel, rumpun sing wiwitan dibentuk bisa uga katon. Contone, nutupi rumpun ing sajrone konstruksi bakal nyebabake munculé wilayah peteng ing tahap pungkasan, sing ora pengin kita deleng.

Senajan eter selulosa wis digunakake minangka aditif ing GSP kanggo akèh taun, efek ing tatanan saka lumps unwetted durung diteliti akeh nganti saiki. Artikel iki nyedhiyakake pendekatan sistematis sing bisa digunakake kanggo mangerteni panyebab aglomerasi saka perspektif eter selulosa.

2. Alasan kanggo tatanan gumpalan unwetted ing GSP

2.1 Wetting saka plester adhedhasar plester

Ing tahap awal ngedegake program riset, sawetara sebab-sebab sing bisa nyebabake pembentukan gumpalan ing CSP dirakit. Sabanjure, liwat analisis sing dibantu komputer, masalah kasebut difokusake manawa ana solusi teknis praktis. Liwat karya kasebut, solusi optimal kanggo pambentukan aglomerat ing GSP wis disaring sadurunge. Saka pertimbangan teknis lan komersial, rute teknis kanggo ngganti wetting partikel gypsum kanthi perawatan permukaan dibuwang. Saka sudut pandang komersial, ide kanggo ngganti peralatan sing ana karo peralatan nyemprot kanthi kamar campuran sing dirancang khusus sing bisa njamin campuran banyu lan mortir sing cukup.

Pilihan liyane yaiku nggunakake agen wetting minangka aditif ing formulasi plester gypsum lan kita wis nemokake paten kanggo iki. Nanging, tambahan saka aditif iki mesthi duwe pengaruh negatif ing workability saka plester. Sing luwih penting, ngganti sifat fisik mortir, utamane kekerasan lan kekuatan. Dadi kita ora nliti jero banget. Kajaba iku, tambahan agen wetting uga dianggep bisa duwe impact salabetipun ing lingkungan.

Ngelingi yen eter selulosa wis dadi bagian saka formulasi plester adhedhasar gipsum, ngoptimalake eter selulosa dhewe dadi solusi paling apik sing bisa dipilih. Ing wektu sing padha, kudu ora mengaruhi sifat penylametan banyu utawa ngrugekake sifat rheologis saka plester sing digunakake. Adhedhasar hipotesis sing diusulake sadurunge yen generasi bubuk non-wetted ing GSP amarga kenaikan cepet banget ing viskositas eter selulosa sawise kontak karo banyu nalika diaduk, ngontrol karakteristik pembubaran eter selulosa dadi tujuan utama sinau. .

2.2 Wektu larut eter selulosa

Cara sing gampang kanggo nyuda tingkat pembubaran eter selulosa yaiku nggunakake produk kelas granular. Kerugian utama nggunakake pendekatan iki ing GSP yaiku partikel sing kasar banget ora larut kanthi lengkap ing jendela agitasi 10 detik sing cendhak ing sprayer, sing ndadékaké mundhut retensi banyu. Kajaba iku, pembengkakan eter selulosa sing ora larut ing tahap pungkasan bakal nyebabake penebalan sawise plesteran lan mengaruhi kinerja konstruksi, yaiku sing ora dikarepake.

Pilihan liyane kanggo nyuda tingkat pembubaran eter selulosa yaiku ngubungake silang permukaan eter selulosa kanthi glyoxal. Nanging, amarga reaksi crosslinking dikontrol pH, tingkat disolusi eter selulosa gumantung banget marang pH larutan banyu ing saubengé. Nilai pH sistem GSP dicampur karo jeruk slaked dhuwur banget, lan ikatan silang glyoxal ing permukaan kanthi cepet dibukak sawise kontak karo banyu, lan viskositas wiwit munggah langsung. Mulane, perawatan kimia kuwi ora bisa muter peran ing kontrol tingkat disolusi ing GSP.

Wektu pembubaran eter selulosa uga gumantung marang morfologi partikel. Nanging, kasunyatan iki durung entuk akeh perhatian nganti saiki, sanajan efek kasebut signifikan banget. Padha duwe tingkat disolusi linear konstan [kg / (m2•s)], supaya pembubaran lan viskositas mbangun sebanding karo permukaan sing kasedhiya. Tingkat iki bisa beda-beda kanthi owah-owahan ing morfologi partikel selulosa. Ing petungan kita dianggep yen viskositas lengkap (100%) tekan sawise 5 detik saka aduk campuran.

Petungan morfologi partikel sing beda-beda nuduhake yen partikel bola nduweni viskositas 35% saka viskositas pungkasan ing setengah wektu campuran. Ing wektu sing padha, partikel eter selulosa rod-shaped mung bisa tekan 10%. Partikel sing bentuke cakram wiwit bubar2,5 detik.

Uga kalebu karakteristik kelarutan becik kanggo eter selulosa ing GSP. Tundha viskositas wiwitan luwih saka 4,5 detik. Sawisé iku, viskositas mundhak kanthi cepet nganti tekan viskositas pungkasan sajrone 5 detik saka wektu aduk. Ing GSP, wektu pembubaran sing tundha dawa ngidini sistem nduweni viskositas sing kurang, lan banyu sing ditambahake bisa mbasahi partikel gypsum lan mlebu pori-pori ing antarane partikel tanpa gangguan.

3. Morfologi partikel eter selulosa

3.1 Pangukuran morfologi partikel

Amarga wangun partikel eter selulosa duwe pengaruh sing signifikan marang kelarutan, mula kudu nemtokake paramèter sing njlèntrèhaké wujud partikel eter selulosa, lan banjur kanggo ngenali beda antarane non-wetting Pembentukan aglomerat minangka parameter sing cocog. .

Kita entuk morfologi partikel eter selulosa kanthi teknik analisis gambar dinamis. Morfologi partikel eter selulosa bisa ditondoi kanthi lengkap nggunakake penganalisis gambar digital SYMPATEC (digawe ing Jerman) lan alat analisis piranti lunak khusus. Paramèter wangun partikel sing paling penting ditemokake minangka dawa rata-rata serat sing ditulis minangka LEFI (50,3) lan diameter rata-rata ditulis minangka DIFI (50,3). Data dawa rata-rata serat dianggep minangka dawa kebak panyebaran partikel eter selulosa tartamtu.

Biasane data distribusi ukuran partikel kayata diameter serat rata-rata DIFI bisa diitung adhedhasar jumlah partikel (dilambangake 0), dawa (dilambangake 1), area (dilambangake 2) utawa volume (dilambangake 3). Kabeh pangukuran data partikel ing makalah iki adhedhasar volume lan mulane dituduhake kanthi sufiks 3. Contone, ing DIFI(50,3), 3 tegese distribusi volume, lan 50 tegese 50% kurva distribusi ukuran partikel luwih cilik tinimbang nilai sing dituduhake, lan 50% liyane luwih gedhe tinimbang nilai sing dituduhake. Data wangun partikel eter selulosa diwenehi ing mikrometer (µm).

3.2 Selulosa eter sawise optimasi morfologi partikel

Njupuk menyang akun efek saka lumahing partikel, wektu pembubaran partikel partikel ether selulosa karo wangun partikel rod-kaya banget gumantung ing diameteripun serat rata-rata DIFI (50,3). Adhedhasar asumsi kasebut, karya pangembangan ing eter selulosa ditujokake kanggo entuk produk kanthi diameter serat rata-rata DIFI (50,3) sing luwih gedhe kanggo nambah kelarutan bubuk.

Nanging, Tambah ing rata-rata dawa serat DIFI (50,3) ora samesthine bakal diiringi dening Tambah ing ukuran partikel rata-rata. Nambah loro paramèter bebarengan bakal nyebabake partikel sing gedhe banget kanggo dissolve rampung ing wektu agitation 10-detik khas saka uyuh mechanical.

Mulane, sing becik hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) kudu luwih gedhe diameteripun serat rata-rata DIFI (50,3) nalika ngramut dawa serat rata-rata LEFI (50,3). Kita nggunakake proses produksi eter selulosa anyar kanggo ngasilake HEMC sing luwih apik. Wangun partikel saka eter selulosa larut banyu sing dipikolehi liwat proses produksi iki beda banget karo wangun partikel selulosa sing digunakake minangka bahan mentah kanggo produksi. Ing tembung liyane, proses produksi ngidini desain wangun partikel saka selulosa eter dadi independen saka bahan baku produksi sawijining.

Telung gambar mikroskop elektron scanning: siji saka selulosa eter diprodhuksi dening proses standar, lan siji saka selulosa eter diprodhuksi dening proses anyar karo diameteripun luwih gedhe saka DIFI (50,3) saka produk alat proses conventional. Uga ditampilake yaiku morfologi selulosa lemah sing digunakake ing produksi rong produk kasebut.

Mbandhingake mikrograf elektron selulosa lan selulosa eter sing diprodhuksi dening proses standar, gampang ditemokake yen loro kasebut nduweni ciri morfologi sing padha. Jumlah partikel sing akeh ing gambar kasebut nuduhake struktur sing dawa lan tipis, sing nuduhake yen fitur morfologis dhasar ora owah sanajan reaksi kimia wis kedadeyan. Cetha yen karakteristik morfologi partikel saka produk reaksi ana hubungane karo bahan mentah.

Ditemokake yen karakteristik morfologi eter selulosa sing diprodhuksi dening proses anyar beda banget, nduweni diameter rata-rata DIFI sing luwih gedhe (50,3), lan utamane nyedhiyakake wangun partikel sing cendhak lan kandel, dene partikel tipis lan dawa sing khas. ing bahan baku selulosa Meh punah.

Tokoh iki maneh nuduhake yen morfologi partikel eter selulosa sing diprodhuksi dening proses anyar ora ana hubungane maneh karo morfologi bahan mentah selulosa - link antarane morfologi bahan mentah lan produk pungkasan ora ana maneh.

4. Pengaruh morfologi partikel HEMC ing pambentukan rumpun unwetted ing GSP

GSP diuji ing kondisi aplikasi lapangan kanggo verifikasi manawa hipotesis kita babagan mekanisme kerja (sing nggunakake produk eter selulosa kanthi diameter rata-rata DIFI (50,3) sing luwih gedhe bakal nyuda aglomerasi sing ora dikarepake) bener. HEMC kanthi diameter rata-rata DIFI (50,3) wiwit saka 37 µm nganti 52 µm digunakake ing eksperimen kasebut. Kanggo nyilikake pengaruh faktor saliyane morfologi partikel, basa plester gypsum lan kabeh aditif liyane tetep ora diganti. Viskositas eter selulosa tetep konstan sajrone tes (60.000mPa.s, larutan banyu 2%, diukur nganggo rheometer HAAKE).

A sprayer gypsum kasedhiya komersial (PFT G4) digunakake kanggo uyuh ing trials aplikasi. Fokus ing ngevaluasi pembentukan clumps unwetted saka mortir gipsum sanalika sawise wis Applied ing tembok. Assessment clumping ing tahap iki ing saindhenging proses aplikasi plastering bakal paling apik kanggo mbukak beda ing kinerja produk. Ing tes kasebut, para pekerja sing berpengalaman menehi rating kahanan clumping, kanthi 1 minangka sing paling apik lan 6 minangka sing paling awon.

Asil tes kasebut kanthi jelas nuduhake korelasi antarane diameter rata-rata serat DIFI (50,3) lan skor kinerja clumping. Konsisten karo hipotesis kita yen produk selulosa eter kanthi DIFI (50,3) luwih gedhe ngluwihi produk DIFI (50,3) sing luwih cilik, skor rata-rata kanggo DIFI (50,3) saka 52 µm yaiku 2 (apik), dene sing duwe DIFI ( 50,3) saka 37µm lan 40µm skor 5 (gagal).

Kaya sing dikarepake, prilaku clumping ing aplikasi GSP gumantung banget karo diameter rata-rata DIFI (50,3) saka eter selulosa sing digunakake. Kajaba iku, kasebut ing diskusi sadurunge yen ing antarane kabeh parameter morfologi DIFI (50,3) banget kena pengaruh wektu pembubaran bubuk eter selulosa. Iki negesake manawa wektu pembubaran eter selulosa, sing ana hubungane karo morfologi partikel, pungkasane mengaruhi pembentukan gumpalan ing GSP. DIFI sing luwih gedhe (50,3) nyebabake wektu pembubaran bubuk sing luwih suwe, sing nyuda kemungkinan aglomerasi. Nanging, wektu pembubaran wêdakakêna sing dawa banget bakal dadi angel kanggo eter selulosa kanggo larut kanthi lengkap sajrone wektu aduk peralatan nyemprot.

Produk HEMC anyar kanthi profil pembubaran sing dioptimalake amarga diameter serat rata-rata sing luwih gedhe DIFI (50,3) ora mung duwe wetting bubuk gypsum sing luwih apik (kaya sing katon ing evaluasi clumping), nanging uga ora mengaruhi kinerja penylametan banyu. produk. Penylametan banyu sing diukur miturut EN 459-2 ora bisa dibedakake saka produk HEMC kanthi viskositas sing padha karo DIFI (50,3) saka 37μm nganti 52μm. Kabeh pangukuran sawise 5 menit lan 60 menit ana ing kisaran sing dibutuhake sing dituduhake ing grafik.

Nanging, uga dikonfirmasi yen DIFI (50,3) dadi gedhe banget, partikel eter selulosa ora bakal larut maneh. Iki ditemokake nalika nyoba DIFI (50,3) produk 59 µM. Asil tes penylametan banyu sawise 5 menit lan utamane sawise 60 menit gagal nyukupi minimal sing dibutuhake.

5. Ringkesan

Eter selulosa minangka aditif penting ing formulasi GSP. Karya riset lan pangembangan produk ing kene ndeleng korélasi antara morfologi partikel eter selulosa lan pembentukan gumpalan sing ora dibasahi (disebut clumping) nalika disemprot sacara mekanis. Iki adhedhasar asumsi mekanisme kerja yen wektu pembubaran wêdakakêna selulosa eter mengaruhi wetting bubuk gipsum kanthi banyu lan kanthi mangkono nyebabake pembentukan gumpalan.

Wektu larut gumantung saka morfologi partikel eter selulosa lan bisa dipikolehi nggunakake alat analisis gambar digital. Ing GSP, eter selulosa kanthi diameter rata-rata DIFI (50,3) sing dioptimalake wis ngoptimalake karakteristik pembubaran bubuk, saéngga luwih akeh wektu kanggo banyu udan partikel gypsum, saéngga bisa ngoptimalake anti-aglomerasi. Eter selulosa jinis iki diprodhuksi nggunakake proses produksi anyar, lan wangun partikel ora gumantung ing wangun asli saka bahan baku kanggo produksi.

Rata-rata diameter serat DIFI (50,3) duweni efek sing penting banget kanggo clumping, sing wis diverifikasi kanthi nambahake produk iki menyang basis gypsum sing disemprot mesin sing kasedhiya kanggo nyemprotake ing situs. Salajengipun, tes semprotan lapangan iki ngonfirmasi asil laboratorium kita: produk eter selulosa sing paling apik kanthi DIFI (50,3) sing gedhe banget larut sajrone wektu agitasi GSP. Mulane, produk eter selulosa kanthi sifat anti-caking paling apik sawise ningkatake wangun partikel isih njaga kinerja penylametan banyu asli.