Дайын аралас ерітіндідегі целлюлоза эфирі

Дайын аралас ерітіндідегі целлюлоза эфирінің маңызды рөлі:

Дайын ерітіндіде целлюлоза эфирінің қосылған мөлшері өте аз, бірақ дымқыл ерітіндінің өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады, ерітінді құрылыс өнімділігі негізгі қоспа болып табылады. Құрғақ ерітіндінің қасиеттерін жақсартуға әртүрлі сорттары, әртүрлі тұтқырлығы, әр түрлі бөлшектердің мөлшері, әртүрлі тұтқырлық дәрежесі және қосу мөлшері бар целлюлоза эфирін орынды таңдау оң әсер етеді. Қазіргі уақытта көптеген кірпіш және сылақ ерітінділерінің суды ұстап тұру қабілеті нашар және су ерітіндісінің бөлінуі бірнеше минут тұрғаннан кейін пайда болады.

Суды ұстап тұру метилцеллюлоза эфирінің маңызды өнімділігі болып табылады, сонымен қатар көптеген отандық құрғақ ерітінді өндірушілері, әсіресе оңтүстік аймағындағы жоғары температура өндірушілері өнімділікке алаңдайды. Құрғақ ерітіндінің суды ұстау әсеріне әсер ететін факторларға МК мөлшері, MC тұтқырлығы, бөлшектердің ұсақтығы және қоршаған орта температурасы жатады.

Целлюлоза эфирі – химиялық модификация арқылы шикізат ретінде табиғи целлюлозадан жасалған синтетикалық полимер. Целлюлоза эфирі - табиғи целлюлозаның туындысы, целлюлоза эфирінің өндірісі және синтетикалық полимер әртүрлі, оның ең негізгі материалы целлюлоза, табиғи полимер қосылыстары. Табиғи целлюлоза құрылымының ерекшелігіне байланысты целлюлозаның өзі эфирлеуші затпен әрекеттесу қабілетіне ие емес. Алайда ісіну агентін өңдегеннен кейін молекулалық тізбектер арасындағы және тізбектегі күшті сутектік байланыстар жойылып, гидроксил тобының белсенділігі реакцияға қабілетті сілтілі целлюлозаға шығарылды, ал Эфирлеуші агент реакциясы арқылы целлюлоза эфирі алынды - OH тобы -НЕМЕСЕ тобына.

Целлюлоза эфирлерінің қасиеттері орынбасарларының түріне, санына және таралуына байланысты. Целлюлоза эфирінің классификациясы сонымен қатар алмастырғыштардың түріне, эфирлену дәрежесіне, ерігіштікке және онымен байланысты қолданылуына байланысты жіктеледі. Молекулалық тізбектегі орынбасарларының түріне қарай оны бір және аралас эфир деп бөлуге болады. MC әдетте бір эфир ретінде пайдаланылады, ал HPMC аралас эфир болып табылады. Метил целлюлоза эфирі MC — өнім құрылымы формуласымен ауыстырылған гидроксилметоксидтегі табиғи целлюлоза глюкоза бірлігі [COH7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, гидроксипропил метилцеллюлоза эфирі HPMC - гидроксил бөлігіндегі бірлік. метоксид гидроксипропилмен ауыстырылады, өнімнің басқа бөлігі гидроксипропилмен ауыстырылады, Құрылымдық формуласы [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X және гидроксиэтилметил целлюлоза эфирі HEMC, ол кеңінен қолданылады және нарықта сатылады.

Ерігіштігі бойынша иондық типті және иондық емес типті бөлуге болады. Суда еритін иондық емес целлюлоза эфирі негізінен алкил эфирі мен гидроксил алкил эфирінің екі сериясынан тұрады. Иондық CMC негізінен синтетикалық жуғыш затта, тоқыма, полиграфияда, тамақ өнімдерінде және мұнай өндіруде қолданылады. Иондық емес MC, HPMC, HEMC және т.б. негізінен құрылыс материалдарында, латекс жабындарында, медицинада, күнделікті химияда және басқа аспектілерде қолданылады. Қоюландырғыш, суды ұстағыш, тұрақтандырғыш, диспергирлеуші, қабық түзетін агент ретінде.

Целлюлоза эфирінің суын ұстап тұру: құрылыс материалдарын өндіруде, әсіресе құрғақ ерітіндіде, целлюлоза эфирі, әсіресе, арнайы ерітінді (модификацияланған ерітінді) өндіруде таптырмас рөл атқарады, сонымен қатар таптырмас бөлік. Ерітіндідегі суда еритін целлюлоза эфирінің маңызды рөлі негізінен үш аспектіге ие, бірі суды тамаша ұстау қабілеті, екіншісі ерітіндінің консистенциясы мен тиксотропия әсері, үшіншісі цементпен әрекеттесу. Целлюлоза эфирінің суын ұстап тұру гидроскопиялық негізіне, ерітіндінің құрамына, ерітінді қабатының қалыңдығына, ерітіндінің су қажеттілігіне, конденсация материалының конденсация уақытына байланысты. Целлюлоза эфирінің суды ұстап тұруы целлюлоза эфирінің ерігіштігі мен сусыздануынан туындайды. Целлюлозаның молекулалық тізбегі, олардың құрамында жоғары гидратталған ОН топтары көп болғанымен, кристалдық құрылымы жоғары болғандықтан суда ерімейтіні белгілі. Гидроксил топтарының гидратация қабілеті күшті молекулааралық сутегі байланыстары мен ван-дер-Ваальс күштерін өтеу үшін жеткіліксіз. Орынбасарларды молекулярлық тізбекке енгізген кезде орынбасарлар сутегі тізбегін бұзып қана қоймайды, сонымен қатар іргелес тізбектер арасындағы орынбасарлардың сыналануынан тізбек аралық сутектік байланыстар да үзіледі. Орынбасарлар неғұрлым үлкен болса, молекулалар арасындағы қашықтық соғұрлым үлкен болады. Сутегі байланысының әсері неғұрлым көп бұзылса, целлюлоза торының кеңеюі, целлюлоза эфиріне ерітінді суда еритін болады, жоғары тұтқыр ерітіндінің қалыптасуы. Температура көтерілген сайын полимердің гидратациясы азаяды және тізбектер арасындағы су сыртқа шығарылады. Сусыздандыру әсері жеткілікті болғанда, молекулалар біріктіріліп, гель үш өлшемді желіде бүктеледі.

Ерітіндінің суды ұстауына әсер ететін факторларға целлюлоза эфирінің тұтқырлығы, дозасы, бөлшектердің ұсақтығы және қызмет көрсету температурасы жатады.

Целлюлоза эфирінің тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым суды ұстау өнімділігі жақсы болады. Тұтқырлық МК өнімділігінің маңызды параметрі болып табылады. Қазіргі уақытта әртүрлі МК өндірушілері МК тұтқырлығын өлшеу үшін әртүрлі әдістер мен құралдарды пайдаланады. Негізгі әдістерге Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde және Brookfield жатады. Бір өнім үшін әртүрлі әдістермен өлшенген тұтқырлықтың нәтижелері өте әртүрлі, кейбіреулері тіпті бірнеше айырмашылықтар. Сондықтан, тұтқырлықты салыстыру кезінде оны бірдей сынау әдісі арасында жүргізу керек, оның ішінде температура, ротор және т.б.

Жалпы айтқанда, тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, суды ұстау әсері соғұрлым жақсы болады. Дегенмен, тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, МК молекулалық массасы соғұрлым жоғары болады және еріту өнімділігі сәйкесінше төмендейді, бұл ерітіндінің беріктігі мен құрылыс көрсеткіштеріне теріс әсер етеді. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ерітіндінің қалыңдатқыш әсері соғұрлым айқын болады, бірақ ол қатынасқа пропорционалды емес. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, дымқыл ерітінді жабысқақ болады, конструкциясы да, жабысқақ қырғыштың өнімділігі де, негізгі материалға жоғары адгезиясы. Бірақ дымқыл ерітіндінің құрылымдық беріктігін арттыру пайдалы емес. Құрылыс кезінде шөгуге қарсы өнімділік айқын емес. Керісінше, кейбір тұтқырлығы төмен, бірақ модификацияланған метилцеллюлоза эфирлері дымқыл ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуда тамаша көрсеткіштерге ие.

Ерітіндіге неғұрлым көп целлюлоза эфирі қосылса, соғұрлым суды ұстау өнімділігі жақсырақ, тұтқырлық соғұрлым жоғары болады, соғұрлым суды ұстау өнімділігі жақсы болады.

Бөлшектердің өлшемі үшін бөлшек неғұрлым ұсақ болса, соғұрлым суды жақсы ұстайды. Целлюлоза эфирінің ірі бөлшектері сумен жанасады, беті дереу ериді және материалды орау үшін гель түзеді, бұл су молекулаларының одан әрі енуіне жол бермеу үшін, кейде ұзақ уақыт араластыру кезінде біркелкі дисперсті ерітілмейді, лайлы флокулент ерітіндісінің пайда болуы немесе агломерат. Целлюлоза эфирінің ерігіштігі целлюлоза эфирін таңдау факторларының бірі болып табылады. Жіңішкелік сонымен қатар метилцеллюлоза эфирінің маңызды өнімділік көрсеткіші болып табылады. Құрғақ ерітіндіге арналған MC ұнтақты, судың аз мөлшерін және 20% ~ 60% бөлшектердің өлшемі 63 мм-ден аз ұсақтығын қажет етеді. Ұсақтық метилцеллюлоза эфирінің ерігіштігіне әсер етеді. Дөрекі МК әдетте түйіршіктелген және агломерациясыз суда оңай ериді, бірақ еру жылдамдығы өте баяу, сондықтан құрғақ ерітіндіде қолдануға жарамайды. Құрғақ ерітіндіде МК толтырғыш, ұсақ толтырғыштар және цемент сияқты цементтеу материалдары арасында дисперсті болады және тек жеткілікті ұсақ ұнтақ сумен араластырған кезде метилцеллюлоза эфирінің жиналуын болдырмайды. МК агломератты еріту үшін суды қосқанда, оны дисперсиялық және еріту өте қиын. Дөрекі ұсақтығы бар МК қалдықтарды ғана емес, сонымен қатар ерітіндінің жергілікті беріктігін төмендетеді. Мұндай құрғақ ерітіндіні үлкен аумақта тұрғызғанда, жергілікті құрғақ ерітіндінің қатаю жылдамдығы айтарлықтай төмендейді, нәтижесінде әртүрлі қатаю уақытынан пайда болатын крекинг пайда болады. Механикалық бүрку ерітіндісі үшін араластыру уақыты қысқа болғандықтан, ұсақтығы жоғарырақ болады.

МК-ның жұқалығы да оның суды ұстауына белгілі бір әсер етеді. Тұтқырлығы бірдей, бірақ жұқалығы әртүрлі метилцеллюлоза эфирі үшін, жалпы алғанда, бірдей мөлшерде қосылғанда суды ұстау әсері неғұрлым жақсырақ болады.

МК суды ұстауы да қолданылатын температураға байланысты, ал метилцеллюлоза эфирінің суды ұстауы температураның жоғарылауымен төмендейді. Бірақ нақты материалды қолдану кезінде құрғақ ерітіндінің көптеген орталары көбінесе ыстық субстратта құрылыс жағдайында жоғары температурада (40 градустан жоғары) болады, мысалы, сыртқы қабырғаларды жазғы инсоляциялау, бұл жиі қатаюды тездетеді. цемент пен құрғақ ерітіндіні қатайту. Суды ұстап тұру жылдамдығының төмендеуі құрылыс қабілеттілігі де, жарылуға төзімділік те әсер ететіні туралы айқын сезімге әкеледі. Бұл жағдайда температура факторларының әсерін азайту өте маңызды болады. Метилгидроксиэтилцеллюлоза эфирінің қоспасы технологиялық дамудың алдыңғы қатарында саналғанымен, оның температураға тәуелділігі әлі де құрғақ ерітіндінің қасиеттерінің әлсіреуіне әкеледі. Тіпті метилгидроксиэтил целлюлозасының дозасын ұлғайтумен (жазғы формула) құрылыс пен крекингке төзімділік әлі де пайдалану қажеттіліктерін қанағаттандыра алмайды. Эфирлену дәрежесін арттыру сияқты МК-ның кейбір арнайы өңдеуі арқылы MC суды ұстау әсері жоғары температурада жақсы әсерді сақтай алады, осылайша ол қатал жағдайларда жақсы өнімділікті қамтамасыз ете алады.

Сонымен қатар, целлюлоза эфирінің қоюлануы және тиксотропиясы: целлюлоза эфирінің екінші әрекеті – қоюлануы: целлюлоза эфирінің полимерлену дәрежесіне, ерітінді концентрациясына, ығысу жылдамдығына, температураға және басқа жағдайларға байланысты. Ерітіндінің гельдік қасиеті тек алкил целлюлозаға және оның модификацияланған туындыларына тән. Гельдену сипаттамалары алмастыру дәрежесіне, ерітінді концентрациясына және қоспаларға байланысты. Гидроксилкилмен модификацияланған туындылар үшін гель қасиеттері де гидроксил алкил модификациясының дәрежесіне байланысты. Тұтқырлығы төмен MC және HPMC ерітінді концентрациясы үшін 10%-15% концентрациялы ерітінді, орташа тұтқырлығы MC және HPMC 5%-10% ерітінді дайындауға болады, ал жоғары тұтқырлығы MC және HPMC 2%-3 ғана дайындалуы мүмкін. % ерітінді, және әдетте целлюлоза эфирінің тұтқырлығы разряды да 1%-2% ерітіндіге дейін болады. Жоғары молекулярлық целлюлоза эфирі қоюлатқыштың тиімділігі, ерітіндінің концентрациясы бірдей, молекулалық массасы әртүрлі полимерлердің тұтқырлығы әртүрлі, тұтқырлығы және молекулалық массасын келесі түрде көрсетуге болады, [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn – орташа. жоғары полимерлену дәрежесі. Мақсатты тұтқырлыққа жету үшін көбірек қосу үшін төмен молекулалық салмақты целлюлоза эфирі. Оның тұтқырлығы ығысу жылдамдығына аз тәуелді, мақсатты тұтқырлыққа жету үшін жоғары тұтқырлық, аз қосу үшін қажетті мөлшер, тұтқырлық қоюландыру тиімділігіне байланысты. Сондықтан белгілі бір консистенцияға жету үшін целлюлоза эфирінің белгілі бір мөлшері (ерітінді концентрациясы) және ерітіндінің тұтқырлығы қамтамасыз етілуі керек. Ерітінді концентрациясының жоғарылауымен ерітіндінің гельдену температурасы сызықты түрде төмендеді, ал гельдену белгілі бір концентрацияға жеткеннен кейін бөлме температурасында болды. HPMC бөлме температурасында жоғары гельдік концентрацияға ие.

Консистенцияны бөлшектердің өлшемін және модификацияның әртүрлі дәрежелері бар целлюлоза эфирлерін таңдау арқылы да реттеуге болады. Модификация деп аталатын нәрсе - бұл МК-ның қаңқалық құрылымына белгілі бір дәрежеде алмастыру дәрежесінде гидроксил алкил тобын енгізу. Екі орынбасушының салыстырмалы алмастыру мәндерін өзгерту арқылы, яғни метокси және гидроксил топтарының DS және MS салыстырмалы алмастыру мәндері. Целлюлоза эфирінің әртүрлі қасиеттері алмастырғыштардың екі түрінің салыстырмалы алмастыру мәндерін өзгерту арқылы қажет.

Консистенция мен модификация арасындағы байланыс: целлюлоза эфирінің қосылуы ерітіндінің су шығынына әсер етеді, ал су мен цементтің су-байланыстырғыш қатынасы өзгереді, бұл қоюлау әсері. Доза неғұрлым жоғары болса, соғұрлым суды тұтыну көп болады.

Ұнтақты құрылыс материалдарында қолданылатын целлюлоза эфирлері суық суда тез еріп, жүйенің дұрыс консистенциясын қамтамасыз етуі керек. Егер берілген ығысу жылдамдығы әлі де флоккулентті және коллоидты болса, бұл сапасыз немесе сапасыз өнім болып табылады.

Сондай-ақ цемент суспензиясының консистенциясы мен целлюлоза эфирінің дозасы арасында жақсы сызықтық байланыс бар, целлюлоза эфирі ерітіндінің тұтқырлығын айтарлықтай арттыруы мүмкін, доза неғұрлым көп болса, әсер соғұрлым айқын болады. Тұтқырлығы жоғары целлюлоза эфирінің сулы ерітіндісі жоғары тиксотропияға ие, бұл целлюлоза эфирінің сипаттамаларының бірі болып табылады. MC типті полимерлердің сулы ерітінділері әдетте гель температурасынан төмен псевдопластикалық, тиксотропты емес сұйықтыққа ие, бірақ төмен ығысу жылдамдығында Ньютондық ағындық қасиеттерге ие. Псевдопластика целлюлоза эфирінің молекулалық салмағының немесе концентрациясының жоғарылауымен жоғарылайды және орынбасушы түріне және дәрежесіне тәуелсіз. Сондықтан тұтқырлық дәрежесі бірдей целлюлоза эфирлері, мейлі MC, HPMC немесе HEMC болсын, концентрация мен температура тұрақты болған кезде әрқашан бірдей реологиялық қасиеттерді көрсетеді. Температура жоғарылағанда құрылымдық гель түзіліп, жоғары тиксотропты ағын пайда болады. Жоғары концентрациясы және төмен тұтқырлығы бар целлюлоза эфирлері гель температурасынан төмен болса да тиксотропия көрсетеді. Бұл қасиет құрылыс ерітіндісін салуға оның ағыны мен ағынының ілулі қасиетін реттеу үшін үлкен пайда әкеледі. Бұл жерде целлюлоза эфирінің тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым суды жақсы ұстайтынын, бірақ тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, целлюлоза эфирінің салыстырмалы молекулалық салмағы соғұрлым жоғары болатынын, оның ерігіштігінің сәйкес төмендеуіне кері әсер ететінін түсіндіру қажет. ерітінді концентрациясы және құрылыс өнімділігі. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ерітіндінің қалыңдатқыш әсері соғұрлым айқын болады, бірақ бұл толық пропорционалды қатынас емес. Кейбір тұтқырлығы төмен, бірақ дымқыл ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуда модификацияланған целлюлоза эфирі жақсырақ өнімділікке ие, тұтқырлықтың жоғарылауымен целлюлоза эфирінің суын ұстауы жақсарды.

Целлюлоза эфирінің тежелуі: целлюлоза эфирінің үшінші рөлі цементтің гидратация процесін кешіктіру болып табылады. Целлюлоза эфирі ерітіндіге әртүрлі пайдалы қасиеттерді береді, сонымен қатар цементтің гидратациядан ерте шығуын азайтады, цементтің гидратация динамикалық процесін кешіктіреді. Бұл салқын жерлерде ерітіндіні қолдану үшін қолайсыз. Кеуекті ерітінді тұтқырлығының жоғарылауына байланысты целлюлоза эфирі ерітіндідегі иондардың белсенділігін төмендететін, осылайша гидратация процесін кешіктіретін CSH және Ca (OH) 2 гидратация өнімдеріне целлюлоза эфирінің молекуласының адсорбциясын баяулататын әсердің бұл түрі. Минералды гельдік материалдағы целлюлоза эфирінің концентрациясы неғұрлым жоғары болса, гидратацияның кешігуінің әсері соғұрлым айқын болады. Целлюлоза эфирі қатуды кешіктіріп қана қоймайды, сонымен қатар цемент ерітіндісі жүйесінің қатаю процесін де жасайды. Целлюлоза эфирінің баяулататын әсері оның минералды гель жүйесіндегі концентрациясына ғана емес, химиялық құрылымына да байланысты. HEMC метилдену дәрежесі неғұрлым жоғары болса, целлюлоза эфирінің баяулататын әсері соғұрлым жақсы болады. Гидрофильді ауыстырудың баяулататын әсері суды көбейтетін ауыстыруға қарағанда күштірек. Бірақ целлюлоза эфирінің тұтқырлығы цементтің гидратация кинетикасына аз әсер етеді.

Целлюлоза эфирі мөлшерінің жоғарылауымен ерітіндінің қату уақыты айтарлықтай артады. Ерітіндінің бастапқы қату уақыты целлюлоза эфирінің құрамымен жақсы сызықтық корреляцияға ие, ал соңғы қату уақыты целлюлоза эфирінің мазмұнымен жақсы сызықтық корреляцияға ие. Целлюлоза эфирінің дозасын өзгерту арқылы ерітіндінің жұмыс уақытын басқара аламыз.

Қорытындылай келе, дайын ерітіндіде целлюлоза эфирі суды ұстауда, қоюлануда, цементтің ылғалдану қабілетін кешіктіруде, құрылыс өнімділігін арттыруда рөл атқарады. Суды жақсы ұстау қабілеті цементтің ылғалдануын толық етеді, дымқыл ерітіндінің дымқыл тұтқырлығын жақсартады, ерітіндінің қосылу беріктігін жақсартады, реттелетін уақыт. Механикалық бүрку ерітіндісіне целлюлоза эфирін қосу бүрку немесе айдау өнімділігін және ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуы мүмкін. Сондықтан целлюлоза эфирі дайын ерітіндіде маңызды қоспа ретінде кеңінен қолданылады.

Жіберу уақыты: 17 желтоқсан 2021 ж