Дайын ерітіндіде целлюлоза эфирінің қосылған мөлшері өте аз, бірақ ол дымқыл ерітіндінің өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады және ол ерітіндінің құрылыс көрсеткіштеріне әсер ететін негізгі қоспа болып табылады. Құрғақ ұнтақ ерітіндісінің өнімділігін жақсартуға әртүрлі сорттардың, әртүрлі тұтқырлықтардың, әртүрлі бөлшектердің өлшемдерінің, тұтқырлықтың әртүрлі дәрежелерінің және қосылған мөлшерлердің целлюлоза эфирлерін орынды таңдау оң әсер етеді. Қазіргі уақытта көптеген кірпіш және сылақ ерітінділерінің суды ұстап тұру қабілеті нашар және су ерітіндісі бірнеше минут тұрғаннан кейін бөлінеді. Суды ұстап тұру метилцеллюлоза эфирінің маңызды көрсеткіші болып табылады, сонымен қатар көптеген отандық құрғақ қоспа ерітінділерін өндірушілер, әсіресе температурасы жоғары оңтүстік өңірлердегі өндірушілер назар аударатын өнімділік болып табылады. Құрғақ қоспа ерітіндісінің суды ұстау әсеріне әсер ететін факторларға қосылған МК мөлшері, МК тұтқырлығы, бөлшектердің ұсақтығы және пайдалану ортасының температурасы жатады.
1. Тұжырымдама
Целлюлоза эфирі – химиялық модификация арқылы табиғи целлюлозадан жасалған синтетикалық полимер. Целлюлоза эфирі табиғи целлюлозаның туындысы болып табылады. Целлюлоза эфирінің өндірісі синтетикалық полимерлерден ерекшеленеді. Оның ең негізгі материалы – целлюлоза, табиғи полимер қосылысы. Табиғи целлюлоза құрылымының ерекшелігіне байланысты целлюлозаның өзі эфирлік агенттермен әрекеттесу қабілетіне ие емес. Бірақ ісіну агентін өңдегеннен кейін молекулалық тізбектер мен тізбектер арасындағы күшті сутектік байланыстар жойылып, гидроксил тобының белсенді бөлінуі реактивті сілтілі целлюлозаға айналады. Целлюлоза эфирін алыңыз.
Целлюлоза эфирлерінің қасиеттері орынбасарларының түріне, санына және таралуына байланысты. Целлюлоза эфирлерінің классификациясы сонымен қатар алмастырғыштардың түріне, эфирлену дәрежесіне, ерігіштікке және оларға қатысты қолдану қасиеттеріне негізделген. Молекулалық тізбектегі орынбасарларының түріне қарай оны моноэфирлі және аралас эфирлі деп бөлуге болады. Біз әдетте қолданатын МК моноэфир, ал HPMC аралас эфир. Метилцеллюлоза эфирі MC табиғи целлюлозаның глюкоза бірлігіндегі гидроксил тобы метоксимен алмастырылғаннан кейінгі өнім болып табылады. Бұл қондырғыдағы гидроксил тобының бір бөлігін метокси тобына және басқа бөлігін гидроксипропил тобына ауыстыру арқылы алынған өнім. Құрылымдық формуласы [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Гидроксиэтилметилцеллюлоза эфирі HEMC, бұл нарықта кеңінен қолданылатын және сатылатын негізгі сорттар.
Ерігіштігі бойынша оны иондық және иондық емес деп бөлуге болады. Суда еритін иондық емес целлюлоза эфирлері негізінен алкил және гидроксиалкил эфирлерінің екі сериясынан тұрады. Иондық CMC негізінен синтетикалық жуғыш заттарда, тоқыма бұйымдарын басып шығаруда және бояуда, азық-түлік және мұнай өндіруде қолданылады. Ионды емес МК, HPMC, HEMC және т.б. негізінен құрылыс материалдарында, латекс жабындарында, медицинада, күнделікті химиялық заттарда және т.б. қоюландырғыш, су ұстағыш агент, тұрақтандырғыш, диспергирлеуші және қабық түзетін агент ретінде қолданылады.
2. Целлюлоза эфирінің суды ұстауы
Целлюлоза эфирінің суды ұстап тұруы: Құрылыс материалдарын өндіруде, әсіресе құрғақ ұнтақ ерітіндісінде, целлюлоза эфирі таптырмас рөл атқарады, әсіресе арнайы ерітінді (модификацияланған ерітінді) өндіруде таптырмас және маңызды құрамдас бөлігі болып табылады.
Ерітіндідегі суда еритін целлюлоза эфирінің маңызды рөлі негізінен үш аспектіден тұрады, бірі - тамаша суды сақтау қабілеті, екіншісі - ерітіндінің консистенциясы мен тиксотропиясына әсері, үшіншісі - цементпен әрекеттесу. Целлюлоза эфирінің суды ұстау әсері негізгі қабаттың суды сіңіруіне, ерітіндінің құрамына, ерітінді қабатының қалыңдығына, ерітіндінің су қажеттілігіне және қату материалының қату уақытына байланысты. Целлюлоза эфирінің суды ұстауының өзі целлюлоза эфирінің ерігіштігі мен сусыздануынан туындайды. Баршамызға белгілі, целлюлозаның молекулалық тізбегінде жоғары гидратацияланатын ОН топтары көп болғанымен, ол суда ерімейді, өйткені целлюлоза құрылымының кристалдылығы жоғары.
Молекулалар арасындағы күшті сутегі байланыстары мен ван-дер-Ваальс күштерін жабу үшін тек гидроксил топтарының гидратация қабілеті жеткіліксіз. Сондықтан ол тек ісінеді, бірақ суда ерімейді. Орынбасарды молекулярлық тізбекке енгізгенде, орынбасушы сутегі тізбегін бұзып қана қоймайды, сонымен қатар іргелес тізбектер арасындағы орынбасушының сыналануынан тізбек аралық сутегі байланысы да бұзылады. Орынбасушы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым молекулалар арасындағы қашықтық үлкен болады. Қашықтық неғұрлым көп болса. Сутектік байланыстарды бұзудың әсері неғұрлым көп болса, целлюлоза торы кеңейгеннен кейін целлюлоза эфирі суда ериді және ерітіндіге еніп, тұтқырлығы жоғары ерітінді түзеді. Температура көтерілген кезде полимердің гидратациясы әлсірейді, ал тізбектер арасындағы су сыртқа шығарылады. Сусыздандыру әсері жеткілікті болғанда, молекулалар біріктіріліп, үш өлшемді желілік құрылымды гельді құрайды және бүктеледі.
Ерітіндінің суды ұстауына әсер ететін факторларға целлюлоза эфирінің тұтқырлығы, қосылған мөлшері, бөлшектердің ұсақтығы және пайдалану 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 әдістер: Хааке Ротовиско, Хопплер, Уббелохде және Брукфилд. Бір өнім үшін әртүрлі әдістермен өлшенген тұтқырлық нәтижелері өте әртүрлі, ал кейбіреулерінде тіпті екі еселенген айырмашылықтар бар. Сондықтан тұтқырлықты салыстыру кезінде оны бірдей сынау әдістері арасында жүргізу керек, соның ішінде температура, ротор және т.б.
Жалпы айтқанда, тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, суды ұстау әсері соғұрлым жақсы болады. Дегенмен, МК-ның тұтқырлығы және молекулалық массасы неғұрлым жоғары болса, оның ерігіштігінің сәйкес төмендеуі ерітіндінің беріктігі мен құрылыс көрсеткіштеріне теріс әсер етеді. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ерітіндіге қоюлану әсері соғұрлым айқын болады, бірақ ол тура пропорционалды емес. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, дымқыл ерітінді соғұрлым тұтқыр болады, яғни құрылыс кезінде ол қырғышқа жабысып, субстратқа жоғары адгезия ретінде көрінеді. Бірақ дымқыл ерітіндінің құрылымдық беріктігін арттыру пайдалы емес. Құрылыс кезінде шөгуге қарсы өнімділік айқын емес. Керісінше, кейбір орташа және төмен тұтқыр, бірақ модификацияланған метилцеллюлоза эфирлері дымқыл ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуда тамаша көрсеткіштерге ие.
Ерітіндіге қосылған целлюлоза эфирінің мөлшері неғұрлым көп болса, соғұрлым суды ұстау өнімділігі жақсырақ, ал тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, суды ұстау өнімділігі соғұрлым жақсы болады.
Бөлшектердің өлшеміне келетін болсақ, бөлшек неғұрлым ұсақ болса, соғұрлым суды жақсы ұстайды. Целлюлоза эфирінің үлкен бөлшектері сумен жанасқаннан кейін беті дереу ериді және су молекулаларының инфильтрациясын жалғастыруын болдырмау үшін материалды орау үшін гель құрайды. Кейде оны ұзақ уақыт араластырғаннан кейін де біркелкі дисперсті және еріту мүмкін емес, бұлтты флокулентті ерітінді немесе агломерация түзеді. Ол целлюлоза эфирінің суды ұстауына үлкен әсер етеді, ал ерігіштік целлюлоза эфирін таңдау факторларының бірі болып табылады.
Жіңішкелік сонымен қатар метилцеллюлоза эфирінің маңызды өнімділік көрсеткіші болып табылады. Құрғақ ұнтақ ерітіндісі үшін қолданылатын MC ұнтақ болуы керек, судың аздығы бар, сонымен қатар ұсақтық бөлшектер мөлшерінің 20% ~ 60% 63um-ден аз болуын талап етеді. Ұсақтық метилцеллюлоза эфирінің ерігіштігіне әсер етеді. Дөрекі МК әдетте түйіршіктелген, суда агломерациясыз оңай ериді, бірақ еру жылдамдығы өте баяу, сондықтан құрғақ ұнтақ ерітіндісінде қолдануға жарамайды. Құрғақ ұнтақ ерітіндісінде МК толтырғыш, жұқа толтырғыш және цемент сияқты цементтейтін материалдар арасында дисперсті болады және сумен араластырған кезде тек жеткілікті ұсақ ұнтақ метилцеллюлоза эфирінің агломерациясын болдырмайды. Агломераттарды еріту үшін МК сумен қосқанда дисперсті және еріту өте қиын.
МК-ның дөрекі жұқалығы тек қана ысырапшыл емес, сонымен қатар ерітіндінің жергілікті беріктігін төмендетеді. Мұндай құрғақ ұнтақ ерітіндісін үлкен аумақта қолданғанда жергілікті құрғақ ұнтақ ерітіндісінің қатаю жылдамдығы айтарлықтай төмендейді, әр түрлі қатаю уақытына байланысты жарықтар пайда болады. Механикалық конструкциясы бар шашыратылған ерітінді үшін араластыру уақыты қысқа болғандықтан, ұсақтыққа қойылатын талап жоғары.
МК-ның ұсақтығы да оның суды ұстауына белгілі бір әсер етеді. Жалпы айтқанда, тұтқырлығы бірдей, бірақ жұқалығы әртүрлі метилцеллюлоза эфирлері үшін, бірдей қосу мөлшерімен, неғұрлым майда болса, соғұрлым суды ұстау әсері жақсырақ болады.
МК суды ұстауы да қолданылатын температураға байланысты, ал метилцеллюлоза эфирінің су ұстауы температураның жоғарылауымен төмендейді. Дегенмен, нақты материалды қолдануда құрғақ ұнтақ ерітіндісі көбінесе ыстық субстраттарға жоғары температурада (40 градустан жоғары) қолданылады, мысалы, жазда күн астында сыртқы қабырғаларды сылау сияқты, бұл көбінесе цементтің қатаюын және қатаюды тездетеді. құрғақ ұнтақ ерітіндісі. Суды ұстау жылдамдығының төмендеуі жұмыс қабілеттілігі де, жарықшақтарға төзімділік те әсер ететінін айқын сезінуге әкеледі және бұл жағдайда температура факторларының әсерін азайту өте маңызды.
Метилгидроксиэтил целлюлоза эфирінің қоспалары қазіргі уақытта технологиялық дамудың алдыңғы қатарында болып саналса да, олардың температураға тәуелділігі әлі де құрғақ ұнтақ ерітіндісінің өнімділігінің әлсіреуіне әкеледі. Метилгидроксиэтилцеллюлозаның мөлшері ұлғайғанымен (жазғы формула), жұмысқа қабілеттілік пен жарықшақтарға төзімділік әлі де пайдалану қажеттіліктерін қанағаттандыра алмайды. Эфирлену дәрежесін жоғарылату және т.б. сияқты MC-ге кейбір арнайы өңдеулер арқылы суды ұстап тұру әсерін жоғары температурада сақтауға болады, осылайша ол қатал жағдайларда жақсы өнімділікті қамтамасыз ете алады.
3. Целлюлоза эфирінің қоюлануы және тиксотропиясы
Целлюлоза эфирінің қоюлануы және тиксотропиясы: Целлюлоза эфирінің екінші қызметі—қоюлаушы әсері: целлюлоза эфирінің полимерлену дәрежесіне, ерітінді концентрациясына, ығысу жылдамдығына, температураға және басқа жағдайларға байланысты. Ерітіндінің гельдік қасиеті тек алкил целлюлозаға және оның модификацияланған туындыларына тән. Желдену қасиеттері алмастыру дәрежесіне, ерітінді концентрациясына және қоспаларға байланысты. Гидроксиалкилмен модификацияланған туындылар үшін гель қасиеттері де гидроксиалкилдің модификация дәрежесіне байланысты. Тұтқырлығы төмен MC және HPMC үшін 10%-15% ерітінді дайындауға болады, орташа тұтқырлықтағы MC және HPMC 5%-10% ерітінді дайындауға болады, ал жоғары тұтқырлық MC және HPMC тек 2%-3% ерітінді дайындауға болады және Әдетте целлюлоза эфирінің тұтқырлық классификациясы да 1%-2% ерітіндімен жіктеледі.
Жоғары молекулалық салмақты целлюлоза эфирі жоғары қоюландыру тиімділігіне ие. Бір концентрациялы ерітіндіде әртүрлі молекулалық массасы бар полимерлер әртүрлі тұтқырлыққа ие. Жоғары дәреже. Мақсатты тұтқырлыққа төмен молекулалық салмақты целлюлоза эфирінің көп мөлшерін қосу арқылы ғана қол жеткізуге болады. Оның тұтқырлығы ығысу жылдамдығына аз тәуелді, ал жоғары тұтқырлық мақсатты тұтқырлыққа жетеді, ал қажетті қосу мөлшері аз, ал тұтқырлық қоюлану 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 гель температурасы да сызықты түрде төмендейді және белгілі бір концентрацияға жеткеннен кейін бөлме температурасында гельдер түзіледі. HPMC гельдік концентрациясы бөлме температурасында салыстырмалы түрде жоғары.
Консистенцияны бөлшектердің өлшемін таңдау және модификацияның әртүрлі дәрежелері бар целлюлоза эфирлерін таңдау арқылы да реттеуге болады. Модификация деп аталатын нәрсе МК-ның қаңқа құрылымына гидроксиалкил топтарының белгілі бір дәрежеде орын басуын енгізу болып табылады. Екі орынбасушының салыстырмалы алмастыру мәндерін өзгерту арқылы, яғни біз жиі айтатын метокси және гидроксиалкил топтарының DS және мс салыстырмалы алмастыру мәндері. Целлюлоза эфирінің әртүрлі өнімділік талаптарын екі алмастырғыштың салыстырмалы алмастыру мәндерін өзгерту арқылы алуға болады.
Консистенциясы мен модификациясының арасындағы байланыс: целлюлоза эфирінің қосылуы ерітіндінің су шығынына әсер етеді, су мен цементтің су-байланыстырғыш қатынасының өзгеруі қоюлау әсері болып табылады, дозасы жоғары болған сайын су шығыны көп болады.
Ұнтақты құрылыс материалдарында қолданылатын целлюлоза эфирлері суық суда тез еріп, жүйеге қолайлы консистенцияны қамтамасыз етуі керек. Белгілі бір ығысу жылдамдығы берілсе, ол бәрібір флокулентті және коллоидты блокқа айналады, бұл сапасыз немесе сапасыз өнім болып табылады.
Сондай-ақ цемент пастасы 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 да целлюлоза эфирінің негізгі сипаттамасы болып табылады. MC полимерлерінің сулы ерітінділері әдетте гель температурасынан төмен псевдопластикалық және тиксотропты емес сұйықтыққа ие, бірақ төмен ығысу жылдамдығында Ньютондық ағындық қасиеттерге ие. Псевдопластика целлюлоза эфирінің молекулалық салмағына немесе концентрациясына байланысты, орынбасушы түріне және алмастыру дәрежесіне қарамастан артады. Сондықтан тұтқырлық дәрежесі бірдей целлюлоза эфирлері, MC, HPMC, HEMC қарамастан, концентрация мен температура тұрақты болған кезде әрқашан бірдей реологиялық қасиеттерді көрсетеді.
Құрылымдық гельдер температура көтерілгенде түзіліп, жоғары тиксотропты ағындар пайда болады. Жоғары концентрация және төмен тұтқыр целлюлоза эфирлері гель температурасынан төмен болса да тиксотропияны көрсетеді. Бұл қасиет құрылыс ерітіндісінің құрылысында тегістеу мен шөгуді реттеуге 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 және сәйкесінше оның ерігіштігінің төмендеуіне кері әсер ететінін түсіндіру қажет. ерітіндінің концентрациясы және құрылыс өнімділігі туралы. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ерітіндіге қалыңдатқыш әсері соғұрлым айқын болады, бірақ ол толығымен пропорционалды емес. Кейбір орташа және төмен тұтқырлық, бірақ модификацияланған целлюлоза эфирі дымқыл ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуда жақсы өнімділікке ие. Тұтқырлықтың жоғарылауымен целлюлоза эфирінің суды ұстауы жақсарады.
4. Целлюлоза эфирінің тежелуі
Целлюлоза эфирінің тежелуі: Целлюлоза эфирінің үшінші қызметі цементтің гидратация процесін кешіктіру болып табылады. Целлюлоза эфирі ерітіндіге әртүрлі пайдалы қасиеттер береді, сонымен қатар цементтің ерте гидратация жылуын азайтады және цементтің гидратация динамикалық процесін кешіктіреді. Бұл суық аймақтарда ерітіндіні пайдалану үшін қолайсыз. Бұл тежелу әсері целлюлоза эфирі молекулаларының CSH және ca(OH)2 сияқты гидратация өнімдеріне адсорбциялануынан туындайды. Кеуекті ерітіндінің тұтқырлығының жоғарылауына байланысты целлюлоза эфирі ерітіндідегі иондардың қозғалғыштығын төмендетеді, осылайша гидратация процесін кешіктіреді.
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 кешіктіреді. Целлюлоза эфирінің баяулататын әсері оның минералды гель жүйесіндегі концентрациясына ғана емес, химиялық құрылымына да байланысты. ГЭМЦ метилдену дәрежесі неғұрлым жоғары болса, целлюлоза эфирінің баяулататын әсері соғұрлым жақсы болады. Гидрофильді орынбасудың суды көбейтетін алмастыруға қатынасы Баяулататын әсер күштірек. Бірақ целлюлоза эфирінің тұтқырлығы цементтің гидратация кинетикасына аз әсер етеді.
Целлюлоза эфирі мөлшерінің жоғарылауымен ерітіндінің қату уақыты айтарлықтай артады. Ерітіндінің бастапқы қату уақыты мен целлюлоза эфирінің құрамы арасында жақсы сызықтық емес корреляция және соңғы қату уақыты мен целлюлоза эфирінің мазмұны арасында жақсы сызықтық корреляция бар. Целлюлоза эфирінің мөлшерін өзгерту арқылы ерітіндінің жұмыс уақытын басқара аламыз.
Хабарлама уақыты: 22 наурыз-2023 ж