Celluloseether an Zementbaséiert Produkter

Celluloseether ass eng Zort Multipurpose Additiv, deen an Zementprodukter benotzt ka ginn. Dëse Pabeier stellt d'chemesch Eegeschafte vu Methylcellulose (MC) an Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC /) vir, déi allgemeng an Zementprodukter benotzt ginn, d'Method a Prinzip vun der Netzléisung an d'Haaptcharakteristike vun der Léisung. D'Ofsenkung vun der thermescher Geltemperatur an der Viskositéit an Zementprodukter gouf diskutéiert baséiert op praktescher Produktiounserfahrung.

Schlësselwierder:cellulose Ether; Methylcellulose;Hydroxypropyl Methylcellulose; Hot Gel Temperatur; Viskositéit

1. Iwwersiicht

Celluloseether (CE fir kuerz) ass aus Cellulose gemaach duerch Veretherungsreaktioun vun engem oder méi Veretherungsmëttelen a trockenem Schleifen. CE kann an ionesch an net-ionesch Typen ënnerdeelt ginn, dorënner net-ionesch Typ CE wéinst sengen eenzegaartegen thermesche Geleegenschaften a Solubilitéit, Salzresistenz, Hëtztbeständegkeet, an huet entspriechend Uewerflächaktivitéit. Et kann als Waasserhaltungsmëttel, Suspensiounsmëttel, Emulgator, Filmbildungsmëttel, Schmierstoff, Klebstoff a rheologesche Verbesserer benotzt ginn. D'Haaptrei auslännesch Konsum Beräicher sinn Latex Beschichtungen, Baumaterial, Ueleg Bueraarbechten an sou op. Am Verglach mat auslännesche Länner ass d'Produktioun an d'Applikatioun vu Waasserlösleche CE nach ëmmer a senger Kandheet. Mat der Verbesserung vun der Gesondheet an der Ëmweltbewosstsinn vun de Leit. Waasserlöslech CE, deen harmlos ass fir Physiologie an d'Ëmwelt net verschmotzt, wäert eng grouss Entwécklung hunn.

Am Beräich vun Baumaterial normalerweis ausgewielt CE ass Methylcellulose (MC) an Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC), kann als molen benotzt ginn, Putz, Zement an Zement Produiten plasticizer, viscosifier, Waasser Retention Agent, Loft entraining Agent an retarding Agent. Déi meescht vun der Baumaterialindustrie gëtt bei normaler Temperatur benotzt, d'Konditioune sinn dréchen Mëschung Pudder a Waasser, manner involvéiert d'Opléisungseigenschaften a waarme Gel Charakteristiken vum CE, awer an der mechaniséierter Produktioun vun Zementprodukter an aner speziell Temperaturbedéngungen, dës Charakteristiken vun CE wäert eng méi voll Roll spillen.

2. Chemesch Eegeschafte vun CE

CE gëtt kritt duerch d'Behandlung vu Cellulose duerch eng Serie vu chemeschen a kierperleche Methoden. Geméiss déi verschidde chemesch Substitutiounsstruktur, kënnen normalerweis opgedeelt ginn an: MC, HPMC, Hydroxyethylcellulose (HEC), etc.: All CE huet d'Basisstruktur vun der Cellulose - dehydréiert Glukos. Am Prozess vun der Produktioun vun CE ginn Zellulosefasern fir d'éischt an enger alkalescher Léisung erhëtzt an duerno mat Veretherungsmëttel behandelt. Déi fibrous Reaktiounsprodukter ginn gereinegt a pulveriséiert fir en eenheetleche Pudder vun enger gewësser Feinheet ze bilden.

De Produktiounsprozess vu MC benotzt nëmme Methanchlorid als Veretherungsmëttel. Zousätzlech zu der Verwäertung vu Methanchlorid benotzt d'Produktioun vun HPMC och Propylenoxid fir Hydroxypropylsubstituentgruppen ze kréien. Verschidde CE hu verschidde Methyl- a Hydroxypropyl-Substitutiounsraten, wat d'organesch Kompatibilitéit an d'thermesch Geltemperatur vun der CE-Léisung beaflosst.

D'Zuel vun de Substitutiounsgruppen op den dehydratiséierte Glukosestruktureenheete vu Cellulose kann duerch de Prozentsaz vun der Mass oder der duerchschnëttlecher Unzuel vun de Substitutiounsgruppen ausgedréckt ginn (dh DS - Substitutionsgrad). D'Zuel vun de Substituentgruppen bestëmmt d'Eegeschafte vun CE Produkter. Den Effekt vum duerchschnëttleche Substitutiounsgrad op d'Léisbarkeet vun Etherifikatiounsprodukter ass wéi follegt:

(1) niddereg Substitutiounsgrad soluble am Lye;

(2) liicht héije Grad vun der Substitution soluble am Waasser;

(3) héije Grad vun Substitutioun opgeléist an polare organesch Léisungsmëttelen;

(4) Méi héije Grad vun der Substitutioun opgeléist an net-polare organesche Léisungsmëttelen.

3. Opléisung Method vun CE

CE huet eng eenzegaarteg Solubilitéitseigenschaft, wann d'Temperatur op eng gewëssen Temperatur eropgeet, ass et onléislech am Waasser, awer ënner dëser Temperatur wäert seng Solubilitéit eropgoen mat der Ofsenkung vun der Temperatur. CE ass löslech a kale Waasser (an e puer Fäll a spezifesche organesche Léisungsmëttel) duerch de Prozess vu Schwellung an Hydratatioun. CE Léisungen hunn net déi offensichtlech Solubilitéitsbeschränkungen déi an der Opléisung vun ionesche Salze erscheinen. D'Konzentratioun vum CE ass allgemeng limitéiert op d'Viskositéit déi duerch d'Produktiounsausrüstung kontrolléiert ka ginn, a variéiert och no der Viskositéit a chemescher Varietéit, déi vum Benotzer erfuerderlech ass. D'Léisungskonzentratioun vu gerénger Viskositéit CE ass allgemeng 10% ~ 15%, an héich Viskositéit CE ass allgemeng limitéiert op 2% ~ 3%. Verschidde Arten vun CE (wéi Pudder oder Uewerfläch behandelt Pudder oder granular) kann Afloss op wéi d'Léisung preparéiert ass.

3.1 CE ouni Uewerfläch Behandlung

Och wann CE am kale Waasser löslech ass, muss et komplett a Waasser dispergéiert ginn fir Klumpen ze vermeiden. A verschiddene Fäll kann en Héichgeschwindegkeetsmixer oder Trichter a kale Waasser benotzt ginn fir CE-Pulver ze verdeelen. Wéi och ëmmer, wann den onbehandelt Pudder direkt a kale Waasser bäigefüügt gëtt ouni genuch ze réieren, bilden substantiell Klumpen. Den Haaptgrond fir Kuchen ass datt d'CE Pulverpartikelen net ganz naass sinn. Wann nëmmen en Deel vum Pudder opgeléist gëtt, gëtt e Gelfilm geformt, wat verhënnert datt de Rescht Pudder sech weider opléist. Dofir, virun der Opléisung, sollten d'CE-Partikele sou wäit wéi méiglech komplett dispergéiert ginn. Déi folgend zwou Dispersiounsmethoden ginn allgemeng benotzt.

3.1.1 Dréchenmix Dispersiounsmethod

Dës Method ass meeschtens an Zementprodukter benotzt. Ier Dir Waasser bäidréit, vermëschen aner Pudder mat CE-Pulver gleichméisseg, sou datt CE-Pulverpartikelen verspreet ginn. Minimum Vermëschung Verhältnis: Aner Pudder: CE Pudder =(3 ~ 7): 1.

An dëser Method gëtt d'CE-Dispersioun am dréchene Staat ofgeschloss, andeems aner Pudder als Medium benotzt fir CE-Partikel mateneen ze verdeelen, fir datt d'géigesäiteg Bindung vun CE-Partikelen beim Waasser bäidréit a weider Opléisung beaflosst. Dofir ass waarm Waasser net fir d'Dispersioun gebraucht, awer d'Opléisungsquote hänkt vun de Pulverpartikelen a Rührbedingungen of.

3.1.2 Hot Waasser Dispersioun Method

(1) Déi éischt 1/5 ~ 1/3 vun der erfuerderter Waasserheizung op 90C uewen, füügt CE, a rührt dann bis all d'Partikel naass verspreet sinn, an dann dat verbleiwent Waasser a kale oder Äiswasser bäigefüügt fir d'Temperatur vun der D'Léisung, eemol d'CE Opléisungstemperatur erreecht huet, huet de Pulver ugefaang ze hydratéieren, d'Viskositéit erhéicht.

(2) Dir kënnt och all d'Waasser heizen, an dann CE addéieren fir ze réieren beim Ofkillen bis d'Hydratatioun fäerdeg ass. Genuch Ofkillung ass ganz wichteg fir eng komplett Hydratatioun vum CE an d'Bildung vu Viskositéit. Fir ideal Viskositéit, soll d'MC Léisung op 0 ~ 5 ℃ ofgekillt ginn, während HPMC nëmmen op 20 ~ 25 ℃ oder ënner gekillt muss ginn. Well voll Hydratatioun genuch Ofkillung erfuerdert, ginn HPMC Léisunge allgemeng benotzt wou kal Waasser net benotzt ka ginn: laut Informatioun huet HPMC manner Temperaturreduktioun wéi MC bei méi nidderegen Temperaturen fir déiselwecht Viskositéit z'erreechen. Et ass derwäert ze bemierken datt d'waarm Waasser Dispersiounsmethod nëmmen CE Partikelen gleichméisseg bei enger méi héijer Temperatur mécht, awer keng Léisung gëtt zu dëser Zäit geformt. Fir eng Léisung mat enger gewësser Viskositéit ze kréien, muss se erëm ofkillt ginn.

3.2 Uewerfläch behandelt dispersible CE Pudder

A ville Fäll ass CE erfuerderlech souwuel dispergéierbar wéi och séier Hydratatiounseigenschaften (bildend Viskositéit) am kale Waasser ze hunn. Surface behandelt CE ass temporär onopléisbar a kale Waasser no enger spezieller chemescher Behandlung, wat garantéiert datt wann CE an d'Waasser bäigefüügt gëtt, et net direkt eng offensichtlech Viskositéit bilden an ënner relativ klenge Scherkraaftbedingunge verspreet ka ginn. D'"Verzögerungszäit" vun der Hydratatioun oder der Viskositéitbildung ass d'Resultat vun der Kombinatioun vum Grad vun der Uewerflächenbehandlung, der Temperatur, dem pH vum System an der CE Léisungskonzentratioun. D'Verzögerung vun der Hydratatioun gëtt allgemeng bei méi héije Konzentratioune, Temperaturen a pH Niveauen reduzéiert. Allgemeng gëtt d'Konzentratioun vum CE awer net berücksichtegt bis se 5% erreecht (de Masseverhältnis vu Waasser).

Fir bescht Resultater a komplett Hydratatioun, soll d'Uewerfläch behandelt CE fir e puer Minutten ënner neutralen Bedéngungen gerührt ginn, mat dem pH-Bereich vun 8,5 bis 9,0, bis déi maximal Viskositéit erreecht gëtt (normalerweis 10-30 Minutten). Wann de pH op Basis ännert (pH 8,5 bis 9,0), léist d'Uewerflächbehandelt CE sech komplett a séier op, an d'Léisung kann stabil bei pH 3 bis 11 sinn. wäert d'Viskositéit ze héich fir ze pumpen an ze schëdden. De pH soll ugepasst ginn nodeems de Schlamm op déi gewënscht Konzentratioun verdünnt ass.

Fir ze resuméieren, enthält den Opléisungsprozess vum CE zwee Prozesser: kierperlech Dispersioun a chemesch Opléisung. De Schlëssel ass d'CE-Partikel mateneen ze verdeelen virun der Opléisung, fir Agglomeratioun ze vermeiden wéinst der héijer Viskositéit bei der Opléisung vun enger niddereger Temperatur, wat weider Opléisung beaflosst.

4. Eegeschafte vun CE Léisung

Verschidde Aarte vu CE wässerleche Léisunge geléieren bei hire spezifesche Temperaturen. De Gel ass komplett reversibel a bildt eng Léisung wann se erëm ofkillt. Déi reversibel thermesch Geléierung vu CE ass eenzegaarteg. A ville Zementprodukter ass d'Haaptverbrauch vun der Viskositéit vum CE an der entspriechender Waasserretention a Schmiereigenschaften, an d'Viskositéit an d'Geltemperatur huet eng direkt Relatioun, ënner der Geltemperatur, wat méi niddereg d'Temperatur ass, wat méi héich d'Viskositéit vum CE ass, wat besser déi entspriechend Waasserretention Leeschtung.

Déi aktuell Erklärung fir de Gel-Phänomen ass dëst: am Prozess vun der Opléisung ass dat ähnlech

D'Polymermoleküle vum Fuedem verbannen mat der Waassermolekulare Schicht, wat zu Schwellung resultéiert. Waassermoleküle handelen wéi Schmieröl, déi laang Ketten vu Polymermoleküle ausernee zéien, sou datt d'Léisung d'Eegeschafte vun enger viskoser Flëssegkeet huet, déi einfach ze dumpen ass. Wann d'Temperatur vun der Léisung eropgeet, verléiert de Cellulosepolymer lues a lues Waasser an d'Viskositéit vun der Léisung fällt erof. Wann de Gelpunkt erreecht gëtt, gëtt de Polymer komplett dehydréiert, wat zu der Verbindung tëscht de Polymeren an der Bildung vum Gel resultéiert: D'Kraaft vum Gel geet weider erop wéi d'Temperatur iwwer dem Gelpunkt bleift.

Wéi d'Léisung ofkillt, fänkt de Gel ëmgedréint an d'Viskositéit geet erof. Schlussendlech geet d'Viskositéit vun der Ofkillungsléisung zréck an d'initial Temperaturerhéijungskurve a klëmmt mat der Ofsenkung vun der Temperatur. D'Léisung kann op säin initialen Viskositéitswäert ofgekillt ginn. Dofir ass den thermesche Gelprozess vun CE reversibel.

D'Haaptroll vun CE an Zement Produiten ass als viscosifier, plasticizer a Waasser Retention Agent, sou wéi d'Viskositéit an gelies Temperatur ze kontrolléieren ass e wichtege Faktor an Zement Produiten ginn normalerweis hiren initialen gelies Temperatur Punkt ënner engem Sektioun vun der Kurve benotzt. Also wat méi niddereg d'Temperatur ass, wat méi héich d'Viskositéit ass, wat méi offensichtlech den Effekt vun der Viskosifizéierer Waasserretentioun ass. D'Testresultater vun der Produktiounslinn vun der Extrusiounszementplack weisen och datt wat méi niddereg d'Materialtemperatur ënner dem selweschten Inhalt vu CE ass, wat besser d'Viskosifikatioun a Waasserretentiounseffekt ass. Well Zementsystem en extrem komplexe physikaleschen a chemesche Besëtzsystem ass, ginn et vill Faktoren déi d'Ännerung vun der CE Gel Temperatur a Viskositéit beaflossen. An den Afloss vu verschiddenen Taianin Trend a Grad sinn net d'selwecht, sou datt d'praktesch Applikatioun och festgestallt huet datt nom Vermëschung vum Zementsystem den aktuellen Geltemperaturpunkt vun CE (dat ass, de Klebstoff a Waasserretentiounseffekt Réckgang ass ganz offensichtlech bei dëser Temperatur ) si méi niddereg wéi d'Geltemperatur, déi vum Produkt uginn ass, dofir, an der Auswiel vun CE Produkter fir d'Faktoren ze berücksichtegen, déi d'Geltemperatur erofgoen. Déi folgend sinn d'Haaptfaktoren, déi mir gleewen, d'Viskositéit an d'Geltemperatur vun der CE Léisung an Zementprodukter beaflossen.

4.1 Afloss vum pH Wäert op Viskositéit

MC an HPMC sinn net-ionesch, sou datt d'Viskositéit vun der Léisung wéi d'Viskositéit vum natierlechen ionesche Klebstoff eng méi breet Palette vun DH Stabilitéit huet, awer wann de pH-Wäert d'Gamme vun 3 ~ 11 iwwerschreift, wäerte se d'Viskositéit graduell reduzéieren méi héich Temperatur oder am Stockage fir eng laang Zäit, besonnesch héich Viskositéit Léisung. D'Viskositéit vun der CE Produktléisung fällt a staarker Säure oder staarker Basisléisung erof, wat haaptsächlech wéinst der Dehydratioun vum CE verursaacht gëtt duerch Base a Säure. Dofir fällt d'Viskositéit vum CE normalerweis zu engem gewësse Mooss am alkalesche Ëmfeld vun Zementprodukter erof.

4.2 Afloss vun Heizungsquote a Rühren op Gelprozess

D'Temperatur vum Gelpunkt gëtt beaflosst vum kombinéierten Effekt vun der Heizungsquote an der Rührschéierrate. Héichgeschwindeg Rühren a séier Heizung wäert allgemeng d'Geltemperatur wesentlech erhéijen, wat favorabel ass fir Zementprodukter, déi duerch mechanesch Mëschung geformt ginn.

4.3 Afloss vun Konzentratioun op waarm gelies

D'Erhéijung vun der Konzentratioun vun der Léisung reduzéiert normalerweis d'Geltemperatur, an d'Gelpunkte vu gerénger Viskositéit CE si méi héich wéi déi vun der héijer Viskositéit CE. Wéi DOW's METHOCEL A

D'Geltemperatur gëtt ëm 10 ℃ reduzéiert fir all 2% Erhéijung vun der Konzentratioun vum Produkt. Eng 2% Erhéijung vun der Konzentratioun vu F-Typ Produkter reduzéiert d'Geltemperatur ëm 4 ℃.

4.4 Afloss vun Zousätz op thermesch gelation

Am Beräich vu Baumaterial si vill Materialien anorganesch Salzer, déi e wesentlechen Impakt op d'Geltemperatur vun der CE-Léisung hunn. Ofhängeg dovun ob d'Additiv als Koagulant oder Solubiliséierungsmëttel handelt, kënnen e puer Zousätz d'thermesch Geltemperatur vum CE erhéijen, anerer kënnen d'thermesch Geltemperatur vum CE erofgoen: zum Beispill Léisungsmëttelverbesserend Ethanol, PEG-400 (Polyethylenglycol) , Anediol, etc., kann de Gelpunkt erhéijen. Salzer, Glycerin, Sorbitol an aner Substanzen reduzéieren de Gelpunkt, net-ionesch CE gëtt allgemeng net ausgesat wéinst polyvalente Metallionen, awer wann d'Elektrolytkonzentratioun oder aner opgeléist Substanzen eng gewësse Limit iwwerschreiden, kënnen CE Produkter aussalzéiert ginn. Léisung, dëst ass wéinst der Konkurrenz vun Elektrolyte fir Waasser, wat zu der Reduktioun vun der Hydratatioun vum CE resultéiert, De Salzgehalt vun der Léisung vum CE Produkt ass allgemeng liicht méi héich wéi dee vum Mc Produkt, an de Salzgehalt ass liicht anescht a verschiddene HPMC.

Vill Zutaten an Zementprodukter wäerten de Gelpunkt vum CE erofsetzen, sou datt d'Auswiel vun Additive sollt berücksichtegen datt dëst de Gelpunkt an d'Viskositéit vun den CE Ännerungen verursaache kann.

5.Conclusioun

(1) Celluloseether ass natierlech Cellulose duerch Etherifikatiounsreaktioun, huet d'Basis strukturell Eenheet vun dehydratiséierter Glukos, no der Aart an der Zuel vun de Substituentgruppen op senger Ersatzpositioun an huet verschidden Eegeschaften. Den net-ionesche Ether wéi MC an HPMC kann als Viskosifizéierer, Waasserretentionsagent, Loft-Entrainment Agent an aner wäit an Baumaterialprodukter benotzt ginn.

(2) CE huet eenzegaarteg Solubilitéit, bildt Léisung bei enger bestëmmter Temperatur (wéi Geltemperatur), a bildt zolidd Gel oder zolidd Partikelmëschung bei Geltemperatur. D'Haaptopléisungsmethoden sinn d'Trockmëschungsdispersiounsmethod, d'waarm Waasserdispersiounsmethod, asw., an Zementprodukter déi allgemeng benotzt ginn ass d'Trockmëschungsdispersiounsmethod. De Schlëssel ass CE gläichméisseg ze verdeelen ier et opléist, eng Léisung bei niddregen Temperaturen ze bilden.

(3) Léisung Konzentratioun, Temperatur, pH Wäert, chemesch Eegeschafte vun Zousätz a Rührungsquote beaflossen d'Geltemperatur an d'Viskositéit vun der CE Léisung, besonnesch Zementprodukter sinn anorganesch Salzléisungen an alkaleschen Ëmfeld, reduzéieren normalerweis d'Geltemperatur an d'Viskositéit vun der CE Léisung , bréngt negativ Effekter. Dofir, no de Charakteristiken vun CE, éischtens, soll et bei enger niddereger Temperatur benotzt ginn (ënnert der gelies Temperatur), an zweetens, den Afloss vun Zousätz soll Rechnung gedroe ginn.