Pêşxistina etherên selulozê yên nû yên HEMC ji bo kêmkirina kombûna di çîpên ku bi makîne-based gypsum têne rijandin

Pêşxistina etherên selulozê yên nû yên HEMC ji bo kêmkirina kombûna di çîpên ku bi makîne-based gypsum têne rijandin

Çîçeka bi makîneya çîpkirî (GSP) ji salên 1970-an vir ve li Ewropaya Rojava bi berfirehî tê bikar anîn. Derketina holê ya rijandina mekanîkî di heman demê de ku lêçûnên çêkirinê kêm dike, karbidestiya avakirina çîpkirinê bi bandor çêtir kiriye. Bi kûrbûna bazirganiya GSP-ê re, ethera selulozê ya ku di avê de çareser dibe bûye lêzêdekerek bingehîn. Ethera selulozê bi performansa ragirtina avê ya baş a GSP-yê dide, ku vegirtina şilavê ya substratê ya di çîpekê de sînordar dike, bi vî rengî demek danîna stabîl û taybetmendiyên mekanîkî yên baş digire. Digel vê yekê, kêşeya reolojîk a taybetî ya ethera selulozê dikare bandora rijandina makîneyê baştir bike û pêvajoyên paşîn û qedandina hawanê yên paşîn bi girîngî hêsan bike.

Tevî feydeyên eşkere yên etherên selulozê yên di serîlêdanên GSP de, ew di heman demê de dema ku tê rijandin bi potansiyel dikare beşdarî avakirina gûzên hişk bibe. Van kelûpelên ne şilbûyî wekî qulpkirin an jî kelijandin jî têne zanîn, û ew dikarin bandorek neyînî li serhevkirin û qedandina hawanê bikin. Agglomerasyon dikare karbidestiya malperê kêm bike û lêçûna serîlêdanên hilberê gypsum-performansa bilind zêde bike. Ji bo ku em bandora etherên selulozê li ser damezrandina gûzan di GSP-ê de çêtir fam bikin, me lêkolînek kir ku em hewl bidin ku pîvanên hilberê têkildar ên ku bandorê li damezrandina wan dikin nas bikin. Li ser bingeha encamên vê lêkolînê, me rêzek hilberên etherê yên selulozê yên bi meyla kêmbûna aglomerasyonê pêşve xistin û wan di sepanên pratîkî de nirxand.

Peyvên sereke: ether cellulose; makîneya gipsê spray plaster; rêjeya hilweşandinê; morfolojiya pirtikê

1. Pêşkêş

Etherên selulozê yên ku di avê de tê çareser kirin bi serfirazî di çîpên bi makîneyên rijandin (GSP) de têne bikar anîn da ku hewcedariya avê birêkûpêk bikin, ragirtina avê baştir bikin û taybetmendiyên rheolojîk ên hawanan baştir bikin. Ji ber vê yekê, ew ji bo baştirkirina performansa hawanê şil dibe alîkar, bi vî rengî hêza pêdivî ya hawanê misoger dike. Ji ber taybetmendiyên xwe yên bazirganî û hawirdorparêz, tevliheviya hişk GSP di van 20 salên çûyî de bûye materyalek avahiyek hundurîn a ku li seranserê Ewrûpayê tê bikar anîn.

Makîneyên ji bo tevlihevkirin û rijandina GSP-ya zuwa tevlihev bi dehsalan bi serfirazî bazirganî kirin. Her çend hin taybetmendiyên teknîkî yên alavên ji hilberînerên cihêreng diguhezin jî, hemî makîneyên sprejkirinê yên ku ji hêla bazirganî ve têne peyda kirin destûr didin demek pir tixûbdar a ajîtasyonê ji bo ku av bi mûçeya gipsumê ya tîrêjê ya seluloz-êtêrê tevlihev bibe. Bi gelemperî, tevahiya pêvajoya tevlihevkirinê tenê çend hûrdeman digire. Piştî tevlihevkirinê, hawana şil di nav hola radestkirinê de tê pompe kirin û li ser dîwarê substratê tê rijandin. Tevahiya pêvajoyê di nav deqeyekê de qediya. Lêbelê, di demek wusa kurt de, pêdivî ye ku etherên selulozê bi tevahî werin hilweşandin da ku taybetmendiyên xwe di serîlêdanê de bi tevahî pêşve bibin. Zêdekirina hilberên etherê yên selulozê yên hûrkirî li formûlasyonên mortaja gipsumê di vê pêvajoya rijandinê de hilweşîna bêkêmasî misoger dike.

Ethera selulozê ya hûrkirî di dema ajîtasyona di spreyerê de li ser têkiliya bi avê re zû hevgirtî çêdike. Zêdebûna vîskozîteyê ya ku ji ber belavbûna ethera selulozê çêdibe dibe sedema pirsgirêkan bi şilbûna hevdemî ya avê ya perçeyên çîmentoyê yên gipsê. Her ku av dest bi stûrbûna xwe dike, ew kêmtir şil dibe û nikare bikeve nav porên piçûk ên di navbera pariyên gipsê de. Piştî ku gihîştina poran tê asteng kirin, pêvajoya şilkirina pariyên madeya çîmentoyê bi avê dereng dikeve. Demê tevlihevkirinê di spreyerê de ji dema ku ji bo şilkirina tam pariyên gipsumê hewce bû kurttir bû, ku di encamê de di hawana şil a nû de girseyên toza hişk çêdibin. Dema ku ev kulp çêdibin, ew di pêvajoyên paşerojê de karbidestiya karkeran asteng dikin: bihevxistina hawanê bi kelûpelan pir tengahî ye û bêtir wext digire. Tewra piştî ku hawan ketibe jî, dibe ku kulpên ku di destpêkê de hatine çêkirin xuya bibin. Mînakî, di dema çêkirinê de vegirtina kulmên hundur dê bibe sedema xuyangkirina deverên tarî di qonaxa paşîn de, ku em naxwazin bibînin.

Her çend etherên selulozê bi salan di GSP de wekî pêvek têne bikar anîn jî, bandora wan li ser çêbûna girêkên neşilandî heya nuha zêde nehatiye lêkolîn kirin. Vê gotarê rêgezek birêkûpêk pêşkêşî dike ku dikare were bikar anîn da ku sedema bingehîn a aglomerasyonê ji perspektîfek ethera selulozê fam bike.

2. Sedemên ji bo pêkhatina kulpên bê şil di GSP de

2.1 Şilkirina çîpên li ser çîpekê

Di qonaxên destpêkê yên sazkirina bernameya lêkolînê de, hejmarek sedemên bingehîn ên gengaz ên ji bo avakirina kulpên di CSP de hatin berhev kirin. Dûv re, bi navgîniya analîzkirina bi alîkariya komputerê, pirsgirêk li ser tê sekinîn ka gelo çareseriyek teknîkî ya pratîkî heye. Di nav van xebatan de, çareseriya çêtirîn ji bo avakirina agglomerates di GSP-ê de pêşî hate ceribandin. Ji hêla teknîkî û bazirganî ve, riya teknîkî ya guhartina şilbûna pariyên gipsumê ji hêla dermankirina rûkalê ve tê red kirin. Ji hêla bazirganiyê ve, ramana guheztina alavên heyî bi amûrek rijandinê re bi jûreyek tevlihevkirinê ya taybetî hatî sêwirandin ku dikare têra tevlihevkirina av û hawanê misoger bike, red dike.

Vebijarkek din jî ev e ku meriv di formûlasyonên gipsum plasterê de ajanên şilkirinê wekî lêzêde bikar bîne û me jixwe ji bo vê yekê patentek dît. Lêbelê, lêzêdekirina vê lêzêdekirinê bê guman bandorek neyînî li ser xebitandina plasterê dike. Ya girîngtir, ew taybetmendiyên fizîkî yên hawanê, nemaze serhişkî û hêzê diguhezîne. Ji ber vê yekê em zêde li ser kûr nebûn. Wekî din, lêzêdekirina ajanên şilkirinê jî tê hesibandin ku dibe ku bandorek neyînî li ser jîngehê bike.

Bihesibînin ku ethera selulozê jixwe beşek ji formulasyona plaster-based gypsum e, xweşbînkirina ethera selulozê bixwe dibe çareseriya çêtirîn ku dikare were hilbijartin. Di heman demê de, pêdivî ye ku ew bandorê li taybetmendiyên ragirtina avê neke an jî bandorek neyînî li ser taybetmendiyên rheolojîk ên plasterê yên ku têne bikar anîn bandor neke. Li ser bingeha hîpoteza ku berê hatî pêşniyar kirin ku hilberîna tozên neşilandî yên di GSP de ji ber zêdebûna pir bilez a vîskozîteya etherên selulozê ye piştî têkiliya bi avê re di dema tevlêdanê de, kontrolkirina taybetmendiyên hilweşîna eterên selulozê bû armanca sereke ya lêkolîna me. .

2.2 Dema hilweşandina ethera selulozê

Rêbazek hêsan ku meriv rêjeya hilweşandina eterên selulozê hêdî bike ev e ku meriv hilberên pola granular bikar bîne. Kêmasiya sereke ya karanîna vê nêzîkatiyê di GSP de ev e ku keriyên ku pir hişk in di pencereya ajîtasyonê ya kurt a 10-saniyeyî de di spreyerê de bi tevahî naşewitin, ku dibe sedema windabûna ragirtina avê. Digel vê yekê, werimîna ethera selulozê ya nezelal di qonaxa paşîn de dê bibe sedema stûrbûna piştî çîpkirinê û bandorê li performansa çêkirinê bike, ya ku em naxwazin bibînin.

Vebijarkek din a ji bo kêmkirina rêjeya belavbûna eterên selulozê ev e ku bi rengek vegerî li rûyê eterên selulozê bi glyoxal ve were girêdan. Lêbelê, ji ber ku reaksiyona xaçerê ya pH-kontrolkirî ye, rêjeya hilweşandina etherên selulozê pir bi pH-ya çareseriya avî ya derdorê ve girêdayî ye. Nirxa pH ya pergala GSP-ê ya ku bi lîmê şilandî re tê tevlihev kirin pir zêde ye, û girêdanên xaçerê yên glyoxal-ê yên li ser rûxê zû zû zû têne vekirin piştî ku bi avê re têkilî daynin, û vîskozîtî tavilê dest pê dike. Ji ber vê yekê, dermankirinên kîmyewî yên weha nikarin di kontrolkirina rêjeya hilweşandinê de di GSP de rolek bilîzin.

Dema belavbûna eterên selûlozê jî bi morfolojiya pariyên wan ve girêdayî ye. Lêbelê, ev rastî heya nuha pir zêde bal negirtiye, her çend bandorek pir girîng e. Rêjeya veqetandina xêzikî ya domdar [kg/(m2) wan heye•s)], ji ber vê yekê hilweşîn û avabûna vîskozîteya wan bi rûbera berdest re têkildar e. Ev rêje dikare bi guhertinên di morfolojiya perçeyên selulozê de pir cûda bibe. Di hesabên me de tê texmîn kirin ku vîskozîteya tam (100%) piştî 5 çirkeyên tevlihevkirina tevlihevkirinê tê bidestxistin.

Hesabkirina morfolojiyên cihêreng ên parçikan nîşan da ku di nîvê dema tevlihevkirinê de keriyên gewr xwedî vîskozîteyek 35% ya vîskozîteya dawîn in. Di heman demê de, perçeyên etherê yên selulozê yên bi şiklê rod tenê dikarin bigihîjin 10%. Parçeyên dîsk-teşe piştî ku dest bi hilweşandinê kirin2,5 seconds.

Di GSP de ji bo etherên selulozê jî taybetmendiyên çareserkirinê yên îdeal jî hene. Avakirina vîskozîteya destpêkê ji 4,5 çirkeyan zêdetir dereng bike. Dûv re, vîskozîtî bi lez zêde bû da ku di nav 5 çirkeyên dema tevlihevkirinê de bigihîje vîskozîteya dawî. Di GSP-ê de, demek dirêj a hilweşandinê ya bi derengî dihêle ku pergal xwedan vîskozîteyek kêm be, û ava lêzêdekirî dikare bi tevahî pariyên gipsumê şil bike û bêyî tevlihevî bikeve nav porên di navbera perçeyan de.

3. Morfolojiya particle ya ethera selulozê

3.1 Pîvana morfolojiya parçikan

Ji ber ku şiklê pariyên etera selulozê xwedî bandorek wusa girîng li ser çareserbûnê ye, pêşî hewce ye ku meriv pîvanên ku şeklê pariyên etera selulozê diyar dikin were destnîşankirin, û dûv re jî cûdahiyên di navbera neşivîn de werin destnîşankirin. .

Me bi teknîka analîzkirina wêneya dînamîk morfolojiya parçikê ya ethera selulozê wergirt. Morfolojiya parçikê ya eterên selulozê bi tevahî bi karanîna analîzkerek wêneya dîjîtal SYMPATEC (li Almanya hatî çêkirin) û amûrên analîzkirina nermalava taybetî dikare were diyar kirin. Parametreyên herî girîng ên şeklê parçikê dirêjahiya navînî ya fiberan e ku wekî LEFI (50,3) û pîvana navîn a ku wekî DIFI (50,3) tê vegotin. Daneyên dirêjahiya navînî ya fîberê wekî dirêjahiya tevahî ya perçeyek etherê ya selulozê ya belavbûyî tê hesibandin.

Bi gelemperî daneyên belavkirina mezinahiya parçikan, wekî pîvana navînî ya fiberê DIFI, dibe ku li ser bingeha hejmara pirtikan (bi 0-ê tê destnîşan kirin), dirêjî (bi 1-ê tê destnîşan kirin), qada (bi 2-ê tê destnîşan kirin) an qebarê (bi 3-ê tê destnîşan kirin) were hesibandin. Di vê kaxezê de hemî pîvandina daneya parçikan li ser bingeha cildê ne û ji ber vê yekê bi paşgirek 3 têne destnîşan kirin. Mînakî, di DIFI(50,3) de 3 tê wateya belavkirina qelbê, û 50 tê vê wateyê ku 50% kêşeya dabeşkirina mezinahiya parçikê ji nirxa destnîşankirî piçûktir e, û 50% din ji nirxa destnîşankirî mezintir e. Daneyên şeklê perçeyên etera selulozê bi mîkrometre (μm) têne dayîn.

3.2 Ethera selulozê piştî xweşbîniya morfolojiya perçeyê

Bi girtina bandora rûbera parçikê, dema hilweşandina parçikê ya pariyên etherê yên selulozê yên bi şeklê parçikê mîna çîpekê bi tundî bi navînî ya tîrêjê DIFI ve girêdayî ye (50,3). Li ser bingeha vê texmînê, xebata pêşkeftinê ya li ser etherên selulozê ji bo bidestxistina hilberên bi DIFI-ya navînî ya navînî ya navîn (50,3) hate armanc kirin ku çareserbûna tozê baştir bike.

Lêbelê, zêdebûnek di dirêjahiya fîberê ya navînî DIFI (50,3) de nayê pêşbînî kirin ku bi zêdebûna mezinahiya navînî ya perçeyan re were hev kirin. Zêdekirina her du parameteran bi hev re dê bibe sedema perçeyên ku pir mezin in ku di nav dema ajîtasyona tîpîk a 10-saniye ya sprekirina mekanîkî de bi tevahî werin hilweşandin.

Ji ber vê yekê, hîdroksîethylmethylcellulose îdeal (HEMC) divê xwedan DIFI-ya navînî ya navînî ya navîn (50,3) be û di heman demê de dirêjahiya fiberê ya navînî LEFI (50,3) biparêze. Em pêvajoyek nû ya hilberîna etherê ya selulozê bikar tînin da ku HEMC-ya çêtir hilberînin. Şêweya parçikê ya etera selulozê ya ku di avê de tê çareserkirin ku bi vê prosesa hilberînê ve hatî bidestxistin bi tevahî cûda ye ji şeklê parçika selulozê ku wekî madeya xav a hilberînê tê bikar anîn. Bi gotinek din, pêvajoya hilberînê dihêle ku sêwirana şeklê perçeyê ya ethera selulozê ji madeyên xav ên hilberîna wê serbixwe be.

Sê wêneyên mîkroskopa elektronîkî ya şopandinê: yek ji ethera selulozê ya ku ji hêla pêvajoya standard ve hatî hilberandin, û yek jî ji ethera selulozê ku ji hêla pêvajoya nû ve bi pîvanek DIFI (50,3) mezintir ji hilberên amûra pêvajoyê ya kevneşopî hatî hilberandin. Di heman demê de morfolojiya seluloza hûrkirî ya ku di hilberîna van her du hilberan de tê bikar anîn jî tê destnîşan kirin.

Bi berhevkirina mîkrografên elektronîkî yên seluloz û ethera selulozê ku ji hêla pêvajoya standard ve hatî hilberandin, hêsan e ku meriv bibîne ku her du taybetmendiyên morfolojîkî yên wekhev in. Di her du wêneyan de jimareya mezin a pirtikan bi gelemperî strukturên dirêj û zirav nîşan dide, ku destnîşan dike ku taybetmendiyên morfolojîk ên bingehîn jî piştî ku reaksiyona kîmyewî pêk hatiye jî neguheriye. Eşkere ye ku taybetmendiyên morfolojiya perçeyê yên hilberên reaksiyonê bi materyalên xav re pir têkildar in.

Hat dîtin ku taybetmendiyên morfolojîk ên ethera selulozê ya ku ji hêla pêvajoya nû ve hatî hilberandin bi girîngî cûda ne, ew xwedan DIFI-ya navînî ya mezintir e (50,3), û bi giranî şeklên perçeyên kurt û qalind ên li dora xwe pêşkêşî dike, dema ku pirtikên tîpîk ên tenik û dirêj hene. di madeyên xav ên selulozê de Hema ji holê rabûne.

Ev jimar dîsa nîşan dide ku morfolojiya parçikên eterên selulozê yên ku ji hêla pêvajoya nû ve têne hilberandin êdî bi morfolojiya madeya xav a selulozê re têkildar e - girêdana di navbera morfolojiya madeya xav û hilbera dawî de nema ye.

4. Bandora morfolojiya pariyên HEMC li ser çêbûna kulpên bê şil di GSP de

GSP di bin şert û mercên serîlêdana zeviyê de hate ceribandin da ku verast bike ku hîpoteza me ya di derbarê mekanîzmaya xebatê de (ku karanîna hilberek ethera selulozê ya bi navgînek navînî ya DIFI (50,3) mezintir dê berhevbûna nedilxwaz kêm bike) rast bû. Di van ceribandinan de HEMCs bi navînî DIFI (50,3) ji 37 μm heta 52 μm têne bikar anîn. Ji bo kêmkirina bandora faktorên din ên ji bilî morfolojiya parçikan, bingeha gipsum û hemî lêzêdekirinên din neguherî hatin hiştin. Vîskozîteya ethera selulozê di dema ceribandinê de domdar hate girtin (60,000 mPa.s, 2% çareseriya avî, bi rheometreya HAAKE tê pîvandin).

Di ceribandinên serîlêdanê de sprayek gipsê ya bazirganî (PFT G4) hate bikar anîn. Bala xwe bidin ser nirxandina çêbûna girikên neşilandî yên mortaja gipsê tavilê piştî ku ew li ser dîwêr hate sepandin. Nirxandina kombûnê di vê qonaxê de li seranserê pêvajoya serîlêdana plasterkirinê dê cûdahiyên di performansa hilberê de çêtirîn eşkere bike. Di îmtîhanê de, karkerên bi tecrube rewşa kombûnê nirxand, ku 1 çêtirîn û 6 jî ya herî xirab e.

Encamên testê bi zelalî pêwendiya di navbera DIFI-ya navîn ya fîberê de (50,3) û pîvana performansa berhevkirinê de destnîşan dikin. Li gorî hîpoteza me ku hilberên ethera selulozê yên bi DIFI (50,3) mezintir ji hilberên DIFI (50,3) piçûktir derketin, rêjeya navînî ji bo DIFI (50,3) ya 52 μm 2 (baş) bû, dema ku yên bi DIFI ( 50,3) ji 37 μm û 40 μm xalî 5 (şikestin).

Wekî ku me li bendê bû, behremendiya berhevkirinê di serîlêdanên GSP-ê de bi girîngî li ser navînî ya DIFI (50,3) ya ethera selulozê ya hatî bikar anîn ve girêdayî ye. Wekî din, di nîqaşa berê de hate behs kirin ku di nav hemî pîvanên morfolojîk de DIFI(50,3) bi tundî bandor li dema hilweşandina tozên ethera selulozê kir. Ev piştrast dike ku dema hilweşandina etherê ya selulozê, ku bi morfolojiya perçeyan re pir têkildar e, di dawiyê de bandorê li damezrandina gûzan li GSP dike. DIFI-ya mezin (50,3) dibe sedema demek dirêjtir hilweşandina tozê, ku bi girîngî şansê kombûnê kêm dike. Lêbelê, wextê pir dirêj hilweşandina tozê dê dijwar bike ku ethera selulozê bi tevahî di nav dema tevlihevkirina alavên rijandinê de biteqe.

Hilbera nû ya HEMC ya bi profîlek hilweşandinê ya xweşbînkirî ji ber DIFI-ya navînî ya navînî ya mezin a tîrêjê DIFI (50,3) ne tenê xwedan şilbûna toza gipsê çêtir e (wek ku di nirxandina berhevkirinê de tê dîtin), lê di heman demê de bandorê li performansa ragirtina avê jî nake. berhemê. Ragirtina avê ya ku li gorî EN 459-2 hate pîvandin ji hilberên HEMC yên bi heman vîskozîteyê bi DIFI (50,3) ji 37 μm heya 52 μm nayê cûda kirin. Hemî pîvandin piştî 5 hûrdeman û 60 hûrdeman di nav rêza pêwîst de ku di grafîkê de tê xuyang kirin.

Lêbelê, her weha hate piştrast kirin ku heke DIFI(50,3) pir mezin bibe, dê perçeyên ethera selulozê êdî bi tevahî neyên hilweşandin. Ev dema ceribandina hilberek DIFI (50,3) ya 59 μM hate dîtin. Encama testa wê ya ragirtina avê piştî 5 hûrdeman û nemaze piştî 60 hûrdeman nekariye herî kêm hewce bicîh bîne.

5. Kurte

Etherên selulozê di formûlasyonên GSP de lêzêdekirina girîng in. Xebata vekolîn û pêşkeftina hilberê li vir li pêwendiya di navbera morfolojiya parçikê ya eterên selulozê û çêbûna girikên neşilandî (ku jê re tê gotin kombûn) dema ku bi mekanîkî têne rijandin dinêre. Ew li ser bingeha mekanîzmaya xebitandinê ye ku dema hilweşandina toza etherê ya selulozê bandorê li şilbûna toza gipsê ji hêla avê dike û bi vî rengî bandorê li damezrandina kulman dike.

Dema hilweşandinê bi morfolojiya parçikê ya ethera selulozê ve girêdayî ye û dikare bi karanîna amûrên analîzkirina wêneya dîjîtal were bidestxistin. Di GSP-ê de, etherên selulozê yên bi navgîniya navînî ya mezin a DIFI (50,3) xwedan taybetmendiyên hilweşandina tozê xweştir in, ku bêtir wext dihêle ku av bi tevahî perçeyên gypsum şil bike, bi vî rengî li dijî-aglomerasyona çêtirîn gengaz dike. Ev celeb ethera selulozê bi karanîna pêvajoyek hilberîna nû ve tê hilberandin, û forma wê ya parçikê bi forma orjînal a madeya xav a hilberînê ve girêdayî nîne.

Rêjeya navînî ya tîrêjê DIFI (50,3) bandorek pir girîng li ser kombûnê heye, ku bi lê zêdekirina vê hilberê li bingehek gipsê ya ku bi makîneya rijandinê ya bazirganî ya peydakirî ji bo rijandina li cîhê hatî verast kirin ve hatî verast kirin. Wekî din, van ceribandinên sprayê zeviyê encamên laboratîfê me piştrast kirin: hilberên etherê yên selulozê yên çêtirîn ên bi DIFI-ya mezin (50,3) bi performansa çêtirîn di hundurê pencereya dema ajîtasyona GSP de bi tevahî çareser bûn. Ji ber vê yekê, hilbera ethera selulozê ya ku xwedan taybetmendiyên dij-kêmkirinê yên çêtirîn e, piştî ku şeklê perçeyê çêtir dike, hîn jî performansa ragirtina avê ya orjînal diparêze.