ცელულოზის ეთერი გამოიყენება მშრალ შერეულ ხსნარში

მიმოხილულია რამდენიმე ჩვეულებრივი ცელულოზის ერთჯერადი ეთერის და შერეული ეთერის ეფექტი მშრალ შერეულ ნაღმტყორცნებში წყლის შეკავებასა და გასქელებაზე, სითხეზე, სამუშაოდობაზე, ჰაერის შემწოვის ეფექტზე და მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების სიძლიერეზე. ის სჯობს ერთ ეთერს; მოსალოდნელია ცელულოზის ეთერის გამოყენების განვითარების მიმართულება მშრალ შერეულ ხსნარში.

საკვანძო სიტყვები:ცელულოზის ეთერი; მშრალი შერეული ნაღმტყორცნები; ერთჯერადი ეთერი; შერეული ეთერი

ტრადიციულ ნაღმტყორცნებს აქვს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა ადვილად გაბზარვა, სისხლდენა, ცუდი შესრულება, გარემოს დაბინძურება და ა.შ. და თანდათან ჩანაცვლდება მშრალად შერეული ნაღმტყორცნებით. მშრალი ნაღმტყორცნები, ასევე ცნობილი როგორც წინასწარ შერეული (მშრალი) ნაღმტყორცნები, მშრალი ფხვნილი მასალა, მშრალი ნაღმტყორცნები, მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნები, მშრალი შერეული ნაღმტყორცნები, არის ნახევრად მზა შერეული ხსნარი წყლის შერევის გარეშე. ცელულოზის ეთერს აქვს შესანიშნავი თვისებები, როგორიცაა გასქელება, ემულსიფიკაცია, სუსპენზია, ფირის ფორმირება, დამცავი კოლოიდი, ტენიანობის შეკავება და ადჰეზია და წარმოადგენს მნიშვნელოვან დანამატს მშრალ შერეულ ხსნარში.

ეს ნაშრომი წარმოგიდგენთ ცელულოზის ეთერის უპირატესობებს, ნაკლოვანებებსა და განვითარების ტენდენციას მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების გამოყენებისას.

1. მშრალი შერეული ხსნარის მახასიათებლები

სამშენებლო მოთხოვნების მიხედვით, მშრალი შერეული ნაღმტყორცნები შეიძლება გამოყენებულ იქნას საწარმოო საამქროში ზუსტად გაზომვისა და სრულად შერევის შემდეგ, შემდეგ კი წყალ-ცემენტის განსაზღვრული თანაფარდობის მიხედვით სამშენებლო მოედანზე წყალთან შერევა. ტრადიციულ ნაღმტყორცნებთან შედარებით, მშრალ შერეულ ხსნარს აქვს შემდეგი უპირატესობები:①შესანიშნავი ხარისხის, მშრალი შერეული ნაღმტყორცნები იწარმოება სამეცნიერო ფორმულის მიხედვით, ფართომასშტაბიანი ავტომატიზაციით, შესაბამისი დანამატებით, რათა უზრუნველყოფილი იყოს პროდუქტის ხარისხის განსაკუთრებული მოთხოვნების დაკმაყოფილება;②მრავალფეროვნება უხვი, სხვადასხვა შესრულების ნაღმტყორცნები შეიძლება დამზადდეს სხვადასხვა მოთხოვნების შესაბამისად;③კარგი კონსტრუქციული შესრულება, ადვილად გამოსაყენებელი და დაფხეკილი, რაც გამორიცხავს სუბსტრატის წინასწარ დასველებისა და შემდგომი მორწყვის მოვლის საჭიროებას;④მარტივი გამოსაყენებელი, უბრალოდ დაამატეთ წყალი და აურიეთ, მარტივი ტრანსპორტირება და შენახვა, მოსახერხებელი მშენებლობის მართვისთვის;⑤მწვანე და გარემოს დაცვა, სამშენებლო მოედანზე მტვრის არარსებობა, ნედლეულის სხვადასხვა გროვა, გარემოზე ზემოქმედების შემცირება;⑥ეკონომიური, მშრალ შერეული ნაღმტყორცნები თავიდან აიცილებენ ნედლეულის არაგონივრულ გამოყენებას გონივრული ინგრედიენტების გამო და ვარგისია მექანიზაციისთვის. მშენებლობა ამცირებს მშენებლობის ციკლს და ამცირებს მშენებლობის ხარჯებს.

ცელულოზის ეთერი მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების მნიშვნელოვანი ნაზავია. ცელულოზის ეთერს შეუძლია შექმნას სტაბილური კალციუმ-სილიკატ-ჰიდროქსიდი (CSH) ნაერთი ქვიშასა და ცემენტთან ერთად მაღალი ხარისხის ახალი ნაღმტყორცნების მასალების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

2. ცელულოზის ეთერი დანამატის სახით

ცელულოზის ეთერი არის მოდიფიცირებული ბუნებრივი პოლიმერი, რომელშიც წყალბადის ატომები ცელულოზის სტრუქტურულ ერთეულში ჰიდროქსილის ჯგუფზე ჩანაცვლებულია სხვა ჯგუფებით. ცელულოზის მთავარ ჯაჭვზე შემცვლელი ჯგუფების ტიპი, რაოდენობა და განაწილება განსაზღვრავს ტიპსა და ბუნებას.

ცელულოზის ეთერის მოლეკულურ ჯაჭვზე ჰიდროქსილის ჯგუფი აწარმოებს მოლეკულურ ჟანგბადის ობლიგაციებს, რომლებსაც შეუძლიათ გააუმჯობესონ ცემენტის ჰიდრატაციის ერთგვაროვნება და სისრულე; ნაღმტყორცნების კონსისტენციის გაზრდა, ხსნარის რეოლოგიისა და შეკუმშვის შეცვლა; გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების ბზარის წინააღმდეგობა; ჰაერის შეწოვა, ნაღმტყორცნების მუშაობისუნარიანობის გაუმჯობესება.

2.1 კარბოქსიმეთილცელულოზის გამოყენება

კარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC) არის იონური წყალში ხსნადი ერთი ცელულოზის ეთერი და ჩვეულებრივ გამოიყენება მისი ნატრიუმის მარილი. სუფთა CMC არის თეთრი ან რძიანი თეთრი ბოჭკოვანი ფხვნილი ან გრანულები, უსუნო და უგემოვნო. CMC-ის ხარისხის გასაზომად მთავარი ინდიკატორია ჩანაცვლების ხარისხი (DS) და სიბლანტე, გამჭვირვალობა და ხსნარის სტაბილურობა.

ნაღმტყორცნებში CMC დამატების შემდეგ, მას აქვს აშკარა გასქელება და წყლის შეკავების ეფექტი, ხოლო გასქელების ეფექტი დიდწილად დამოკიდებულია მის მოლეკულურ წონაზე და ჩანაცვლების ხარისხზე. 48 საათის განმავლობაში CMC დამატების შემდეგ, გაზომეს, რომ ნაღმტყორცნების ნიმუშის წყლის შთანთქმის სიჩქარე შემცირდა. რაც უფრო დაბალია წყლის შთანთქმის მაჩვენებელი, მით უფრო მაღალია წყლის შეკავების მაჩვენებელი; წყლის შეკავების ეფექტი იზრდება CMC დამატების მატებასთან ერთად. კარგი წყლის შეკავების ეფექტის გამო, მას შეუძლია უზრუნველყოს, რომ მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების ნარევი არ სისხლდენას ან დანაწევრებას. ამჟამად, CMC ძირითადად გამოიყენება როგორც დამღუპველი აგენტი კაშხლებში, დოკებში, ხიდებსა და სხვა შენობებში, რამაც შეიძლება შეამციროს წყლის გავლენა ცემენტზე და წვრილ აგრეგატებზე და შეამციროს გარემოს დაბინძურება.

CMC არის იონური ნაერთი და აქვს მაღალი მოთხოვნები ცემენტზე, წინააღმდეგ შემთხვევაში მას შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ცემენტში გახსნილ Ca(OH)2-თან ცემენტის ხსნარში შერევის შემდეგ, რათა წარმოქმნას წყალში უხსნადი კალციუმის კარბოქსიმეთილცელულოზა და დაკარგოს სიბლანტე, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს წყლის შეკავების მოქმედებას. CMC დაქვეითებულია; CMC ფერმენტის წინააღმდეგობა დაბალია.

2.2 გამოყენებაჰიდროქსიეთილის ცელულოზადა ჰიდროქსიპროპილ ცელულოზა

ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC) და ჰიდროქსიპროპილ ცელულოზა (HPC) არის არაიონური წყალში ხსნადი ერთი ცელულოზის ეთერები მარილის მაღალი წინააღმდეგობით. HEC სტაბილურია სითბოს მიმართ; ადვილად ხსნადი ცივ და ცხელ წყალში; როდესაც pH მნიშვნელობა არის 2-12, სიბლანტე ოდნავ იცვლება. HPC ხსნადია წყალში 40-ზე ქვემოთ°C და პოლარული გამხსნელების დიდი რაოდენობა. მას აქვს თერმოპლასტიურობა და ზედაპირული აქტივობა. რაც უფრო მაღალია ჩანაცვლების ხარისხი, მით უფრო დაბალია წყლის ტემპერატურა, რომელშიც HPC შეიძლება დაიშალა.

ნაღმტყორცნებში დამატებული HEC-ის ოდენობის მატებასთან ერთად, ნაღმტყორცნების კომპრესიული სიმტკიცე, დაჭიმვის სიმტკიცე და კოროზიის წინააღმდეგობა მცირდება მოკლე დროში, ხოლო ეფექტურობა ცოტათი იცვლება დროთა განმავლობაში. HEC ასევე გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნებში ფორების განაწილებაზე. ნაღმტყორცნებში HPC-ის დამატების შემდეგ, ნაღმტყორცნების ფორიანობა ძალიან დაბალია, ხოლო საჭირო წყალი მცირდება, რითაც მცირდება ნაღმტყორცნების სამუშაო მოქმედება. ფაქტობრივი გამოყენებისას, HPC უნდა იქნას გამოყენებული პლასტიზატორთან ერთად ნაღმტყორცნების მუშაობის გასაუმჯობესებლად.

2.3 მეთილის ცელულოზის გამოყენება

მეთილცელულოზა (MC) არის არაიონური ერთცელულოზის ეთერი, რომელსაც შეუძლია სწრაფად გაფანტოს და შესიდეს ცხელ წყალში 80-90 გრადუსზე.°C და გაციების შემდეგ სწრაფად იხსნება. MC-ის წყალხსნარს შეუძლია შექმნას გელი. გაცხელებისას MC არ იხსნება წყალში გელის წარმოქმნით და გაციებისას გელი დნება. ეს ფენომენი სრულიად შექცევადია. ნაღმტყორცნებში MC დამატების შემდეგ, წყლის შეკავების ეფექტი აშკარად გაუმჯობესებულია. MC-ის წყლის შეკავება დამოკიდებულია მის სიბლანტეზე, ჩანაცვლების ხარისხზე, სისუფთავესა და დამატებით რაოდენობაზე. MC-ის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების დაცვენის საწინააღმდეგო თვისება; აუმჯობესებს დისპერსიული ნაწილაკების ლუბრიანობას და ერთგვაროვნებას, ხდის ნაღმტყორცნს უფრო გლუვს და ერთგვაროვანს, თხრილის და გლუვის ეფექტი უფრო იდეალურია და სამუშაო შესრულება გაუმჯობესებულია.

დამატებული MC-ის რაოდენობა დიდ გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნებზე. როდესაც MC შემცველობა 2%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნების სიძლიერე მცირდება ორიგინალის ნახევარზე. წყლის შეკავების ეფექტი იზრდება MC-ის სიბლანტის მატებასთან ერთად, მაგრამ როდესაც MC-ის სიბლანტე აღწევს გარკვეულ მნიშვნელობას, MC-ის ხსნადობა მცირდება, წყლის შეკავება დიდად არ იცვლება და კონსტრუქციის შესრულება მცირდება.

2.4 ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის და ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის გამოყენება

ერთ ეთერს აქვს ცუდი დისპერსიუნარიანობა, აგლომერაცია და სწრაფი გამკვრივება, როდესაც დამატებული რაოდენობა მცირეა, და ძალიან ბევრი სიცარიელე ნაღმტყორცნებში, როდესაც დამატებული რაოდენობა დიდია და ბეტონის სიმტკიცე უარესდება; შესაბამისად, შრომისუნარიანობა, კომპრესიული ძალა და მოქნილობის სიმტკიცე. შესრულება არ არის იდეალური. შერეულ ეთერებს შეუძლიათ გარკვეულწილად დაძლიონ ცალკეული ეთერების ნაკლოვანებები; დამატებული ოდენობა ნაკლებია ერთეულ ეთერებზე.

ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზა (HEMC) და ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზა (HPMC) არის არაიონური შერეული ცელულოზის ეთერები თითოეული შემცვლელი ცელულოზის ეთერის თვისებებით.

HEMC-ის გარეგნობა არის თეთრი, მოთეთრო ფხვნილი ან გრანული, უსუნო და უგემოვნო, ჰიგიროსკოპიული, ცხელ წყალში ხსნადი. დაშლაზე გავლენას არ ახდენს pH მნიშვნელობა (MC-ის მსგავსი), მაგრამ მოლეკულურ ჯაჭვზე ჰიდროქსიეთილის ჯგუფების დამატების გამო, HEMC-ს აქვს მარილის ტოლერანტობა უფრო მაღალი ვიდრე MC, უფრო ადვილად იხსნება წყალში და აქვს კონდენსაციის უფრო მაღალი ტემპერატურა. HEMC-ს აქვს უფრო ძლიერი წყლის შეკავება ვიდრე MC; სიბლანტის სტაბილურობა, ნაოჭის წინააღმდეგობა და დისპერსიულობა უფრო ძლიერია ვიდრე HEC.

HPMC არის თეთრი ან მოთეთრო ფხვნილი, არატოქსიკური, უგემოვნო და უსუნო. HPMC-ის შესრულება სხვადასხვა სპეციფიკაციებით საკმაოდ განსხვავებულია. HPMC იხსნება ცივ წყალში გამჭვირვალე ან ოდნავ ბუნდოვან კოლოიდურ ხსნარში, ხსნადი ზოგიერთ ორგანულ გამხსნელებში და ასევე იხსნება წყალში. ორგანული გამხსნელების შერეული გამხსნელები, როგორიცაა ეთანოლი შესაბამისი პროპორციით, წყალში. წყალხსნარს აქვს მაღალი ზედაპირული აქტივობის, მაღალი გამჭვირვალობის და სტაბილური მუშაობის მახასიათებლები. წყალში HPMC-ის დაშლაზე ასევე არ მოქმედებს pH. ხსნადობა იცვლება სიბლანტის მიხედვით, რაც უფრო დაბალია სიბლანტე, მით მეტია ხსნადობა. HPMC მოლეკულებში მეთოქსილის შემცველობის შემცირებით, HPMC-ის გელის წერტილი იზრდება, წყალში ხსნადობა მცირდება და ასევე მცირდება ზედაპირული აქტივობა. ზოგიერთი ცელულოზის ეთერის საერთო მახასიათებლების გარდა, HPMC-ს ასევე აქვს კარგი მარილის წინააღმდეგობა, განზომილებიანი სტაბილურობა, ფერმენტების წინააღმდეგობა და მაღალი დისპერსიულობა.

HEMC და HPMC-ის ძირითადი ფუნქციები მშრალ შერეულ ნაღმტყორცნებში შემდეგია.①კარგი წყლის შეკავება. HEMC და HPMC შეუძლიათ უზრუნველყონ, რომ ნაღმტყორცნები არ გამოიწვევს პრობლემებს, როგორიცაა ქვიშა, დაფხვნილი და პროდუქტის სიძლიერის შემცირება წყლის ნაკლებობისა და ცემენტის არასრული ჰიდრატაციის გამო. აუმჯობესებს ერთგვაროვნებას, სამუშაოუნარიანობას და პროდუქტის გამკვრივებას. როდესაც დამატებული HPMC-ის რაოდენობა 0,08%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნების დაძაბვა და პლასტიკური სიბლანტე ასევე იზრდება HPMC-ის რაოდენობის მატებასთან ერთად.②როგორც ჰაერის შემწოვი აგენტი. როდესაც HEMC და HPMC შემცველობა არის 0.5%, გაზის შემცველობა არის ყველაზე დიდი, დაახლოებით 55%. ნაღმტყორცნების მოქნილობის სიმტკიცე და კომპრესიული ძალა.③შრომისუნარიანობის გაუმჯობესება. HEMC-ისა და HPMC-ის დამატება აადვილებს თხელფენიანი ნაღმტყორცნების დაფხვრას და ბათქაშის მოპირკეთებას.

HEMC-ს და HPMC-ს შეუძლია შეაფერხოს ნაღმტყორცნების ნაწილაკების დატენიანება, DS არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს ჰიდრატაციაზე და მეთოქსილის შემცველობის გავლენა დაგვიანებულ ჰიდრატაციაზე უფრო მეტია, ვიდრე ჰიდროქსიეთილისა და ჰიდროქსიპროპილის შემცველობა.

უნდა აღინიშნოს, რომ ცელულოზის ეთერი ორმაგ გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების მუშაობაზე და სწორად გამოყენების შემთხვევაში მას შეუძლია კარგი როლი შეასრულოს, მაგრამ არასწორად გამოყენების შემთხვევაში უარყოფითად იმოქმედებს. მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების მოქმედება პირველ რიგში დაკავშირებულია ცელულოზის ეთერის ადაპტირებასთან, ხოლო ცელულოზის ეთერი ასევე დაკავშირებულია ისეთ ფაქტორებთან, როგორიცაა დამატების რაოდენობა და თანმიმდევრობა. პრაქტიკულ გამოყენებაში შეიძლება შეირჩეს ერთი ტიპის ცელულოზის ეთერი, ან სხვადასხვა ტიპის ცელულოზის ეთერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომბინაციაში.

3. Outlook

მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების სწრაფი განვითარება იძლევა შესაძლებლობებსა და გამოწვევებს ცელულოზის ეთერის შემუშავებისა და გამოყენებისთვის. მკვლევარებმა და მწარმოებლებმა უნდა გამოიყენონ შესაძლებლობა გააუმჯობესონ ტექნიკური დონე და იმუშაონ ჯიშების გასაზრდელად და პროდუქტის სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად. მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების გამოყენების მოთხოვნების დაკმაყოფილებისას, მან მიაღწია ნახტომს ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიაში.