ცელულოზის hpmc-ის ხარისხი განსაზღვრავს ნაღმტყორცნების ხარისხს

მშრალ შერეულ ნაღმტყორცნებში, ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის HPMC-ის დამატებით რაოდენობა ძალიან დაბალია, მაგრამ მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნების მოქმედება და ეს არის მთავარი დანამატი, რომელიც გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების კონსტრუქციულ შესრულებაზე. ცელულოზის ეთერები სხვადასხვა ხარისხის სიბლანტისა და დამატებების მქონე დადებით გავლენას ახდენენ მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნების მუშაობაზე. დღესდღეობით, ბევრი ქვისა და თაბაშირის ნაღმტყორცნები აქვს წყლის შეკავების ცუდი ეფექტურობას და წყლის შლამი გამოიყოფა რამდენიმე წუთის დგომის შემდეგ. წყლის შეკავება მეთილის ცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვანი ფუნქციაა და ასევე ის ეფექტურობა, რომელსაც ბევრი შიდა მშრალი ნაღმტყორცნების მწარმოებელი, განსაკუთრებით სამხრეთ რეგიონებში მაღალი ტემპერატურის მქონე მწარმოებლები, ყურადღებას აქცევენ. მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების ეფექტზე მოქმედი ფაქტორები მოიცავს დამატებული HPMC-ის რაოდენობას, HPMC-ის სიბლანტეს, ნაწილაკების სისუფთავეს და გამოყენების გარემოს ტემპერატურას.

1. კონცეფცია: ცელულოზის ეთერი არის სინთეზური პოლიმერი, რომელიც დამზადებულია ბუნებრივი ცელულოზისგან ქიმიური მოდიფიკაციის გზით. ცელულოზის ეთერი არის ბუნებრივი ცელულოზის წარმოებული. ცელულოზის ეთერის წარმოება განსხვავდება სინთეზური პოლიმერებისგან. მისი ყველაზე ძირითადი მასალაა ცელულოზა, ბუნებრივი პოლიმერული ნაერთი. ბუნებრივი ცელულოზის სტრუქტურის თავისებურებების გამო, თავად ცელულოზას არ გააჩნია ეთერიფიკაციის აგენტებთან რეაგირების უნარი. თუმცა, შეშუპების აგენტის დამუშავების შემდეგ, ძლიერი წყალბადის ბმები მოლეკულურ ჯაჭვებსა და ჯაჭვებს შორის ნადგურდება და ჰიდროქსილის ჯგუფის აქტიური გათავისუფლება ხდება რეაქტიული ტუტე ცელულოზა. მიიღეთ ცელულოზის ეთერი. ცელულოზის ეთერების თვისებები დამოკიდებულია შემცვლელების ტიპზე, რაოდენობასა და განაწილებაზე. ცელულოზის ეთერების კლასიფიკაცია ასევე ეფუძნება შემცვლელების ტიპს, ეთერიფიკაციის ხარისხს, ხსნადობას და შესაბამის გამოყენების თვისებებს. მოლეკულურ ჯაჭვზე შემცვლელების ტიპის მიხედვით, იგი შეიძლება დაიყოს მონოეთერად და შერეულ ეთერად. HPMC, რომელსაც ჩვენ ჩვეულებრივ ვიყენებთ, არის შერეული ეთერი. ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერი HPMC არის პროდუქტი, რომელიც მიიღება ერთეულზე ჰიდროქსილის ჯგუფის ნაწილის მეთოქსი ჯგუფით და მეორე ნაწილის ჰიდროქსიპროპილის ჯგუფით ჩანაცვლებით. სტრუქტურული ფორმულა არის [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)) CH3] n] x

HPMC ძირითადად გამოიყენება სამშენებლო მასალებში, ლატექსის საფარებში, მედიცინაში, ყოველდღიურ ქიმიკატებში და ა.შ. გამოიყენება როგორც გასქელება, წყლის შემაკავებელი საშუალება, სტაბილიზატორი, დისპერსანტი და ფირის ფორმირების საშუალება.

2. ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება: სამშენებლო მასალების, განსაკუთრებით მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნების წარმოებაში ცელულოზის ეთერი შეუცვლელ როლს ასრულებს, განსაკუთრებით სპეციალური ნაღმტყორცნების (მოდიფიცირებული ნაღმტყორცნების) წარმოებაში, ის შეუცვლელი და მნიშვნელოვანი კომპონენტია. წყალში ხსნადი ცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვან როლს ნაღმტყორცნებში ძირითადად აქვს სამი ასპექტი, ერთი არის შესანიშნავი წყლის შეკავების უნარი, მეორე არის გავლენა ნაღმტყორცნების კონსისტენციაზე და თიქსოტროპიაზე და მესამე არის ურთიერთქმედება ცემენტთან. ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავების ეფექტი დამოკიდებულია საბაზისო ფენის წყლის შთანთქმაზე, ნაღმტყორცნების შემადგენლობაზე, ნაღმტყორცნების ფენის სისქეზე, ნაღმტყორცნების წყალზე მოთხოვნილებაზე და დამაგრების მასალის დროზე. თავად ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება ხდება თავად ცელულოზის ეთერის ხსნადობისა და გაუწყლოების შედეგად. როგორც ყველამ ვიცით, მიუხედავად იმისა, რომ ცელულოზის მოლეკულური ჯაჭვი შეიცავს უამრავ ჰიდრატირებად OH ჯგუფებს, ის წყალში არ არის ხსნადი, რადგან ცელულოზის სტრუქტურას აქვს კრისტალურობის მაღალი ხარისხი. მხოლოდ ჰიდროქსილის ჯგუფების ჰიდრატაციის უნარი არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ დაფაროს ძლიერი წყალბადის ბმები და მოლეკულებს შორის ვან დერ ვაალის ძალები. ამიტომ, ის მხოლოდ ადიდებს, მაგრამ არ იხსნება წყალში. როდესაც შემცვლელი შეჰყავთ მოლეკულურ ჯაჭვში, არა მხოლოდ შემცვლელი ანადგურებს წყალბადის ჯაჭვს, არამედ ნადგურდება წყალბადის ჯაჭვური კავშირი მეზობელ ჯაჭვებს შორის შემცვლელის ჩაყრის გამო. რაც უფრო დიდია შემცვლელი, მით მეტია მანძილი მოლეკულებს შორის. რაც უფრო დიდია მანძილი. რაც უფრო დიდია წყალბადის ბმების განადგურების ეფექტი, ცელულოზის ეთერი წყალში ხსნადი ხდება მას შემდეგ, რაც ცელულოზის გისოსი გაფართოვდება და ხსნარი შედის, რაც ქმნის მაღალი სიბლანტის ხსნარს. ტემპერატურის მატებისას პოლიმერის ჰიდრატაცია სუსტდება და ჯაჭვებს შორის წყალი გამოიდევნება. როდესაც დეჰიდრატაციის ეფექტი საკმარისია, მოლეკულები იწყებენ აგრეგაციას, ქმნიან სამგანზომილებიანი ქსელის სტრუქტურის გელს და იკეცება. ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე მოქმედი ფაქტორები მოიცავს ცელულოზის ეთერის სიბლანტეს, დამატებულ რაოდენობას, ნაწილაკების სისუფთავეს და გამოყენების ტემპერატურას. რაც უფრო დიდია ცელულოზის ეთერის სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავება. ზოგადად რომ ვთქვათ, რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების ეფექტი. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო აშკარაა გასქელების ეფექტი ნაღმტყორცნებზე, მაგრამ ეს არ არის პირდაპირპროპორციული. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო ბლანტი იქნება სველი ნაღმტყორცნები, ანუ კონსტრუქციის დროს იგი ვლინდება საფხეკაზე მიწებებით და სუბსტრატთან მაღალი წებოვნებით. მაგრამ ეს არ არის სასარგებლო თავად სველი ნაღმტყორცნების სტრუქტურული სიმტკიცის გაზრდა. მშენებლობის დროს, ცვენის საწინააღმდეგო მოქმედება აშკარა არ არის. რაც უფრო დიდია ნაღმტყორცნებში დამატებული ცელულოზის ეთერის რაოდენობა, მით უკეთესია წყლის შეკავება და რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავების მოქმედება. რაც შეეხება ნაწილაკების ზომას, რაც უფრო თხელია ნაწილაკი, მით უკეთესია წყლის შეკავება. მას შემდეგ, რაც ცელულოზის ეთერის დიდი ნაწილაკები წყალთან კონტაქტში შედიან, ზედაპირი მაშინვე იშლება და წარმოიქმნება გელი მასალის შესაფუთად, რათა თავიდან აიცილოს წყლის მოლეკულების შეღწევა. ხანდახან არ შეიძლება მისი თანაბრად დაშლა და დაშლა ხანგრძლივი მორევის შემდეგაც კი, რაც ქმნის მოღრუბლულ ფლოკულენტურ ხსნარს ან აგლომერაციას. ეს დიდად მოქმედებს ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავებაზე და ხსნადობა არის ცელულოზის ეთერის არჩევის ერთ-ერთი ფაქტორი. სისუფთავე ასევე არის მეთილის ცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვანი შესრულების მაჩვენებელი. მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნისთვის გამოყენებული HPMC უნდა იყოს ფხვნილი, დაბალი წყლის შემცველობით, და სისუფთავე ასევე მოითხოვს ნაწილაკების ზომის 20%-60% იყოს 63 მმ-ზე ნაკლები. სისუფთავე გავლენას ახდენს მეთილის ცელულოზის ეთერის ხსნადობაზე. უხეში MC ჩვეულებრივ მარცვლოვანია და ადვილად იშლება წყალში აგლომერაციის გარეშე, მაგრამ დაშლის სიჩქარე ძალიან ნელია, ამიტომ არ არის შესაფერისი მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნებში გამოსაყენებლად. მშრალ ფხვნილის ნაღმტყორცნებში MC ნაწილდება ცემენტის მასალებში, როგორიცაა აგრეგატი, წვრილ შემავსებელი და ცემენტი, და მხოლოდ საკმარისად წვრილ ფხვნილს შეუძლია თავიდან აიცილოს მეთილის ცელულოზის ეთერის აგლომერაცია წყალთან შერევისას. როდესაც HPMC-ს უმატებენ წყალს აგლომერატების დასაშლელად, მისი დაშლა და დაშლა ძალიან რთულია. მექანიკური კონსტრუქციის მქონე შესხურებული ნაღმტყორცნებისთვის სიპრიალის მოთხოვნა უფრო მაღალია შერევის ხანმოკლე დროის გამო. HPMC-ის სისუფთავე ასევე გარკვეულ გავლენას ახდენს მის წყლის შეკავებაზე. ზოგადად რომ ვთქვათ, მეთილის ცელულოზის ეთერებისთვის ერთი და იგივე სიბლანტის, მაგრამ განსხვავებული სიმკვრივის მქონე, იგივე დანამატის ოდენობით, რაც უფრო თხელია, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების ეფექტი. HPMC-ის წყლის შეკავება ასევე დაკავშირებულია გამოყენებულ ტემპერატურასთან, ხოლო მეთილცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. თუმცა, რეალურ მასალაში, მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნები ხშირად გამოიყენება ცხელ სუბსტრატებზე მაღალ ტემპერატურაზე (40 გრადუსზე მაღალი) ბევრ გარემოში, მაგალითად, გარე კედლის შტუშის შელესვა ზაფხულში მზის ქვეშ, რაც ხშირად აჩქარებს ცემენტის გამაგრებას და გამკვრივებას. მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნები. წყლის შეკავების სიჩქარის შემცირება იწვევს აშკარა განცდას, რომ გავლენას ახდენს როგორც სამუშაოუნარიანობაზე, ასევე ბზარის წინააღმდეგობაზე, და განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ამ პირობებში ტემპერატურის ფაქტორების გავლენის შემცირება.

3. ცელულოზის ეთერის გასქელება და თიქსოტროპია: ცელულოზის ეთერის მეორე ფუნქცია - გასქელება ეფექტი დამოკიდებულია: ცელულოზის ეთერის პოლიმერიზაციის ხარისხზე, ხსნარის კონცენტრაციაზე, ტემპერატურაზე და სხვა პირობებზე. ხსნარის გელის თვისება უნიკალურია ალკილის ცელულოზისა და მისი მოდიფიცირებული წარმოებულებისთვის. გელაციის თვისებები დაკავშირებულია ჩანაცვლების ხარისხთან, ხსნარის კონცენტრაციასთან და დანამატებთან. ჰიდროქსიალკილის მოდიფიცირებული წარმოებულებისთვის, გელის თვისებები ასევე დაკავშირებულია ჰიდროქსიალკილის მოდიფიკაციის ხარისხთან. დაბალი სიბლანტის HPMC ხსნარისთვის შეიძლება მომზადდეს 10%-15% კონცენტრაციის ხსნარი, საშუალო სიბლანტის HPMC 5%-10% ხსნარი, ხოლო მაღალი სიბლანტის HPMC-ს შეუძლია მოამზადოს მხოლოდ 2%-3% ხსნარი და სიბლანტე ცელულოზის ეთერი ჩვეულებრივ ფასდება ასევე 1%-2% ხსნარით. მაღალმოლეკულური წონის ცელულოზის ეთერს აქვს მაღალი გასქელება ეფექტურობა. სხვადასხვა მოლეკულური წონის პოლიმერებს აქვთ განსხვავებული სიბლანტე იმავე კონცენტრაციის ხსნარში. პოლიმერიზაციის მაღალი ხარისხი. სამიზნე სიბლანტის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ დიდი რაოდენობით დაბალმოლეკულური წონის ცელულოზის ეთერის დამატებით. მისი სიბლანტე მცირეა დამოკიდებული ათვლის სიჩქარეზე, ხოლო მაღალი სიბლანტე აღწევს სამიზნე სიბლანტეს, ხოლო საჭირო დანამატის რაოდენობა მცირეა, ხოლო სიბლანტე დამოკიდებულია გასქელების ეფექტურობაზე. ამიტომ, გარკვეული თანმიმდევრულობის მისაღწევად, გარანტირებული უნდა იყოს ცელულოზის ეთერის გარკვეული რაოდენობა (ხსნარის კონცენტრაცია) და ხსნარის სიბლანტე. ხსნარის გელის ტემპერატურა ასევე წრფივად მცირდება ხსნარის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად და გელი ოთახის ტემპერატურაზე გარკვეული კონცენტრაციის მიღწევის შემდეგ. HPMC-ის გელის კონცენტრაცია შედარებით მაღალია ოთახის ტემპერატურაზე. თანმიმდევრულობა ასევე შეიძლება დარეგულირდეს ნაწილაკების ზომის არჩევით და ცელულოზის ეთერების არჩევით სხვადასხვა ხარისხის მოდიფიკაციით. ეგრეთ წოდებული მოდიფიკაცია არის MC-ის ჩონჩხის სტრუქტურაზე ჰიდროქსიალკილის ჯგუფების ჩანაცვლების გარკვეული ხარისხის დანერგვა. ორი შემცვლელის ფარდობითი ჩანაცვლების მნიშვნელობების შეცვლით, ანუ მეთოქსი და ჰიდროქსიალკილის ჯგუფების DS და ms ფარდობითი ჩანაცვლების მნიშვნელობები, რასაც ჩვენ ხშირად ვამბობთ. ცელულოზის ეთერის მუშაობის სხვადასხვა მოთხოვნები შეიძლება მიღებულ იქნეს ორი შემცვლელის ფარდობითი ჩანაცვლების მნიშვნელობების შეცვლით. თანმიმდევრულობასა და მოდიფიკაციას შორის: ცელულოზის ეთერის დამატება გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების წყლის მოხმარებაზე, წყლისა და ცემენტის წყალ-შემკვრელი თანაფარდობის შეცვლა არის გასქელების ეფექტი, რაც უფრო მაღალია დოზა, მით მეტია წყლის მოხმარება. დაფხვნილ სამშენებლო მასალებში გამოყენებული ცელულოზის ეთერები სწრაფად უნდა გაიხსნას ცივ წყალში და უზრუნველყოს სისტემის შესაბამისი კონსისტენცია. ასევე არსებობს კარგი ხაზოვანი კავშირი ცემენტის პასტის კონსისტენციასა და ცელულოზის ეთერის დოზას შორის. ცელულოზის ეთერს შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს ნაღმტყორცნების სიბლანტე. რაც უფრო დიდია დოზა, მით უფრო აშკარაა ეფექტი. მაღალი სიბლანტის ცელულოზის ეთერის წყალხსნარს აქვს მაღალი თიქსოტროპია, რაც ასევე ცელულოზის ეთერის მთავარი მახასიათებელია. ამიტომ, ერთი და იგივე სიბლანტის ხარისხის ცელულოზის ეთერები ყოველთვის ავლენენ ერთსა და იმავე რეოლოგიურ თვისებებს, სანამ კონცენტრაცია და ტემპერატურა მუდმივია. ტემპერატურის მომატებისას წარმოიქმნება სტრუქტურული გელები და ჩნდება ძლიერ თიქსოტროპული ნაკადები. მაღალი კონცენტრაცია და დაბალი სიბლანტის ცელულოზის ეთერები აჩვენებენ თიქსოტროპიას გელის ტემპერატურის ქვემოთაც კი. ამ ქონებას დიდი სარგებლობა მოაქვს სამშენებლო ნაღმტყორცნების მშენებლობაში გათანაბრებისა და დახრის კორექტირებისთვის. აქვე უნდა განვმარტოთ, რომ რაც უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავება, მაგრამ რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის ფარდობითი მოლეკულური წონა და მცირდება მისი ხსნადობა, რაც უარყოფითად მოქმედებს. ნაღმტყორცნების კონცენტრაციაზე და კონსტრუქციულ შესრულებაზე. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო აშკარაა გასქელების ეფექტი ნაღმტყორცნებზე, მაგრამ ეს არ არის სრულიად პროპორციული. ზოგიერთი საშუალო და დაბალი სიბლანტის, მაგრამ მოდიფიცირებული ცელულოზის ეთერს აქვს უკეთესი მოქმედება სველი ნაღმტყორცნების სტრუქტურული სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად. სიბლანტის მატებასთან ერთად უმჯობესდება ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება.

4. ცელულოზის ეთერის ჩამორჩენა: ცელულოზის ეთერის მესამე ფუნქციაა ცემენტის დატენიანების პროცესის შეფერხება. ცელულოზის ეთერი ანიჭებს ნაღმტყორცნებს სხვადასხვა სასარგებლო თვისებებით, ასევე ამცირებს ცემენტის ადრეული დატენიანების სითბოს და ანელებს ცემენტის დატენიანების დინამიურ პროცესს. ეს არახელსაყრელია ცივ რეგიონებში ნაღმტყორცნების გამოყენებისთვის. ეს შეფერხების ეფექტი გამოწვეულია ცელულოზის ეთერის მოლეკულების ადსორბციით ჰიდრატაციის პროდუქტებზე, როგორიცაა CSH და ca(OH)2. ფორების ხსნარის სიბლანტის გაზრდის გამო, ცელულოზის ეთერი ამცირებს იონების მოძრაობას ხსნარში, რითაც ანელებს ჰიდრატაციის პროცესს. რაც უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის კონცენტრაცია მინერალურ გელის მასალაში, მით უფრო გამოხატულია ჰიდრატაციის შეფერხების ეფექტი. ცელულოზის ეთერი არა მხოლოდ აყოვნებს გამაგრებას, არამედ ანელებს ცემენტის ნაღმტყორცნების სისტემის გამკვრივების პროცესს. ცელულოზის ეთერის შემნელებელი ეფექტი დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის კონცენტრაციაზე მინერალური გელის სისტემაში, არამედ ქიმიურ სტრუქტურაზეც. რაც უფრო კარგია ცელულოზის ეთერის შემნელებელი ეფექტი, მით უფრო ძლიერია ჰიდროფილური ჩანაცვლების შემაფერხებელი ეფექტი, ვიდრე წყლის გამაძლიერებელი ჩანაცვლება. თუმცა, ცელულოზის ეთერის სიბლანტე მცირე გავლენას ახდენს ცემენტის ჰიდრატაციის კინეტიკაზე. ცელულოზის ეთერის შემცველობის მატებასთან ერთად, ნაღმტყორცნების დაყენების დრო მნიშვნელოვნად იზრდება. არსებობს კარგი არაწრფივი კორელაცია ნაღმტყორცნების საწყის დამაგრების დროსა და ცელულოზის ეთერის შემცველობას შორის და კარგი წრფივი კორელაცია საბოლოო დამაგრების დროსა და ცელულოზის ეთერის შემცველობას შორის. ჩვენ შეგვიძლია გავაკონტროლოთ ნაღმტყორცნების მუშაობის დრო ცელულოზის ეთერის რაოდენობის შეცვლით. შეჯამებისთვის, მზა ნაღმტყორცნებში ცელულოზის ეთერი თამაშობს როლს წყლის შეკავებაში, გასქელებაში, აფერხებს ცემენტის ჰიდრატაციის ძალას და აუმჯობესებს სამშენებლო სამუშაოებს. წყლის შეკავების კარგი უნარი ხდის ცემენტის დატენიანებას უფრო სრულყოფილს, შეუძლია გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნების სველი სიბლანტე, გაზარდოს ნაღმტყორცნების შემაკავშირებელი ძალა და დაარეგულიროს დრო. ცელულოზის ეთერის დამატება მექანიკურ შესაფრქვევ ნაღმტყორცნებს შეუძლია გააუმჯობესოს შესხურების ან ამოტუმბვის მოქმედება და ნაღმტყორცნების სტრუქტურული სიმტკიცე. ამიტომ, ცელულოზის ეთერი ფართოდ გამოიყენება, როგორც მნიშვნელოვანი დანამატი მზა ნაღმტყორცნებში.