Jakość celulozy hpmc decyduje o jakości zaprawy

W zaprawie suchej ilość dodatku hydroksypropylometylocelulozy HPMC jest bardzo mała, ale może znacznie poprawić właściwości użytkowe mokrej zaprawy i jest to główny dodatek wpływający na właściwości konstrukcyjne zaprawy. Etery celulozy o różnym stopniu lepkości i dodatkach pozytywnie wpływają na parametry użytkowe zapraw proszkowych. Obecnie wiele zapraw murarskich i tynkarskich ma słabą zdolność zatrzymywania wody, a zaczyn wodny oddziela się po kilku minutach odstania. Zatrzymywanie wody jest ważną właściwością eteru metylocelulozowego, a także właściwością, na którą zwraca uwagę wielu krajowych producentów zapraw na sucho, zwłaszcza tych z południowych regionów o wysokich temperaturach. Czynniki wpływające na efekt zatrzymywania wody przez zaprawę w postaci suchego proszku obejmują ilość dodanego HPMC, lepkość HPMC, rozdrobnienie cząstek i temperaturę środowiska stosowania.

1. Koncepcja: Eter celulozy jest syntetycznym polimerem otrzymywanym z naturalnej celulozy w drodze modyfikacji chemicznej. Eter celulozy jest pochodną naturalnej celulozy. Produkcja eteru celulozy różni się od produkcji polimerów syntetycznych. Najbardziej podstawowym materiałem jest celuloza, naturalny związek polimerowy. Ze względu na specyfikę naturalnej struktury celulozy sama celuloza nie ma zdolności reagowania ze środkami eteryfikującymi. Jednakże po obróbce środkiem spęczniającym silne wiązania wodorowe pomiędzy łańcuchami molekularnymi a łańcuchami ulegają zniszczeniu, a aktywne uwalnianie grupy hydroksylowej staje się reaktywną celulozą alkaliczną. Zdobądź eter celulozy. Właściwości eterów celulozy zależą od rodzaju, liczby i rozmieszczenia podstawników. Klasyfikacja eterów celulozy opiera się również na rodzaju podstawników, stopniu eteryfikacji, rozpuszczalności i związanych z nimi właściwościach aplikacyjnych. Ze względu na rodzaj podstawników w łańcuchu molekularnym można go podzielić na monoeter i eter mieszany. HPMC, którego zwykle używamy, to eter mieszany. Eter hydroksypropylometylocelulozy HPMC jest produktem otrzymywanym poprzez podstawienie części grupy hydroksylowej w jednostce grupą metoksylową i drugiej części grupą hydroksypropylową. Wzór strukturalny to [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH) ) CH3] n] x

HPMC stosuje się głównie w materiałach budowlanych, powłokach lateksowych, medycynie, codziennych chemikaliach itp. Stosowany jako zagęszczacz, środek zatrzymujący wodę, stabilizator, środek dyspergujący i środek błonotwórczy.

2. Zatrzymywanie wody w eterze celulozy: W produkcji materiałów budowlanych, zwłaszcza zapraw proszkowych, eter celulozy odgrywa niezastąpioną rolę, zwłaszcza w produkcji zapraw specjalnych (zapraw modyfikowanych), jest niezbędnym i ważnym składnikiem. Ważna rola rozpuszczalnego w wodzie eteru celulozy w zaprawie ma trzy aspekty, jeden to doskonała zdolność zatrzymywania wody, drugi to wpływ na konsystencję i tiksotropię zaprawy, a trzeci to interakcja z cementem. Efekt zatrzymywania wody przez eter celulozy zależy od nasiąkliwości warstwy bazowej, składu zaprawy, grubości warstwy zaprawy, zapotrzebowania na wodę zaprawy i czasu wiązania materiału. Zatrzymywanie wody w samym eterze celulozy wynika z rozpuszczalności i odwodnienia samego eteru celulozy. Jak wszyscy wiemy, chociaż łańcuch molekularny celulozy zawiera dużą liczbę silnie uwodniających się grup OH, nie jest on rozpuszczalny w wodzie, ponieważ struktura celulozy charakteryzuje się wysokim stopniem krystaliczności. Zdolność do hydratacji samych grup hydroksylowych nie wystarcza do pokrycia silnych wiązań wodorowych i sił van der Waalsa między cząsteczkami. Dlatego tylko pęcznieje, ale nie rozpuszcza się w wodzie. Gdy podstawnik zostanie wprowadzony do łańcucha molekularnego, nie tylko podstawnik niszczy łańcuch wodorowy, ale także wiązanie wodorowe między łańcuchami zostaje zniszczone w wyniku zaklinowania podstawnika pomiędzy sąsiednimi łańcuchami. Im większy podstawnik, tym większa odległość między cząsteczkami. Im większa odległość. Im większy efekt niszczenia wiązań wodorowych, tym eter celulozy staje się rozpuszczalny w wodzie po rozszerzeniu się sieci celulozowej i wejściu roztworu, tworząc roztwór o dużej lepkości. Wraz ze wzrostem temperatury hydratacja polimeru słabnie, a woda między łańcuchami jest wypierana. Kiedy efekt odwodnienia jest wystarczający, cząsteczki zaczynają się agregować, tworząc trójwymiarową żelową strukturę sieciową i rozkładając się. Czynnikami wpływającymi na retencję wody w zaprawie są lepkość eteru celulozy, ilość dodanego materiału, stopień rozdrobnienia cząstek oraz temperatura stosowania. Im większa lepkość eteru celulozy, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa lepkość, tym lepszy efekt zatrzymywania wody. Im wyższa lepkość, tym wyraźniejszy efekt zagęszczania zaprawy, ale nie jest on wprost proporcjonalny. Im większa jest lepkość, tym lepka będzie mokra zaprawa, czyli w trakcie budowy objawia się przyklejaniem do skrobaka i dużą przyczepnością do podłoża. Jednak zwiększanie wytrzymałości strukturalnej samej mokrej zaprawy nie jest pomocne. Podczas budowy działanie zapobiegające uginaniu się nie jest oczywiste. Im większa ilość eteru celulozy dodana do zaprawy, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody, a im wyższa lepkość, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody. Jeśli chodzi o wielkość cząstek, im drobniejsza cząstka, tym lepsza retencja wody. Po zetknięciu się dużych cząstek eteru celulozy z wodą powierzchnia natychmiast się rozpuszcza i tworzy żel, który otula materiał i zapobiega dalszej infiltracji cząsteczek wody. Czasami nie można go równomiernie zdyspergować i rozpuścić nawet po długotrwałym mieszaniu, tworząc mętny kłaczkowaty roztwór lub aglomerację. Ma to ogromny wpływ na retencję wody w eterze celulozy, a rozpuszczalność jest jednym z czynników decydujących o wyborze eteru celulozy. Rozdrobnienie jest również ważnym wskaźnikiem wydajności eteru metylocelulozowego. HPMC stosowany do zaprawy proszkowej musi być proszkiem o niskiej zawartości wody, a rozdrobnienie również wymaga, aby 20% ~ 60% wielkości cząstek było mniejsze niż 63um. Rozdrobnienie wpływa na rozpuszczalność eteru metylocelulozowego. Gruby MC jest zwykle ziarnisty i łatwo rozpuszcza się w wodzie bez aglomeracji, ale szybkość rozpuszczania jest bardzo powolna, więc nie nadaje się do stosowania w zaprawie w postaci suchego proszku. W zaprawie proszkowej MC jest rozproszony wśród materiałów cementowych, takich jak kruszywo, drobny wypełniacz i cement, i tylko wystarczająco drobny proszek pozwala uniknąć aglomeracji eteru metylocelulozowego podczas mieszania z wodą. Kiedy HPMC dodaje się z wodą w celu rozpuszczenia aglomeratów, bardzo trudno jest je zdyspergować i rozpuścić. W przypadku zaprawy natryskowej o konstrukcji mechanicznej wymagania dotyczące rozdrobnienia są wyższe ze względu na krótszy czas mieszania. Rozdrobnienie HPMC ma również pewien wpływ na retencję wody. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku eterów metylocelulozowych o tej samej lepkości, ale różnym stopniu rozdrobnienia, przy tej samej ilości dodatku, im drobniejszy, tym drobniejszy, tym lepszy efekt zatrzymywania wody. Retencja wody w HPMC jest również związana z zastosowaną temperaturą, a retencja wody w eterze metylocelulozowym zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Jednakże w rzeczywistych zastosowaniach materiałowych zaprawę w postaci suchego proszku często nakłada się na gorące podłoża w wysokich temperaturach (wyższych niż 40 stopni) w wielu środowiskach, takich jak szpachlowanie ścian zewnętrznych w słońcu latem, co często przyspiesza utwardzanie cementu i utwardzanie zaprawa proszkowa na sucho. Spadek stopnia retencji wody prowadzi do oczywistego wrażenia, że ​​wpływa to zarówno na urabialność, jak i odporność na pękanie, a szczególnie istotne jest ograniczenie wpływu czynników temperaturowych w tych warunkach.

3. Zagęszczanie i tiksotropia eteru celulozy: Druga funkcja eteru celulozy – efekt zagęszczania zależy od: stopnia polimeryzacji eteru celulozy, stężenia roztworu, temperatury i innych warunków. Właściwości żelujące roztworu są unikalne dla alkilocelulozy i jej modyfikowanych pochodnych. Właściwości żelujące zależą od stopnia podstawienia, stężenia roztworu i dodatków. W przypadku pochodnych modyfikowanych hydroksyalkilem właściwości żelu są również związane ze stopniem modyfikacji hydroksyalkilu. W przypadku roztworu HPMC o niskiej lepkości można przygotować roztwór o stężeniu 10%-15%, HPMC o średniej lepkości można przygotować o stężeniu 5%-10%, a HPMC o wysokiej lepkości można przygotować tylko roztwór o stężeniu 2%-3%, a lepkość eteru celulozy jest zwykle sortowany za pomocą 1% -2% roztworu. Eter celulozy o wysokiej masie cząsteczkowej ma wysoką skuteczność zagęszczania. Polimery o różnych masach cząsteczkowych mają różną lepkość w roztworze o tym samym stężeniu. Wysoki stopień polimeryzacji. Docelową lepkość można osiągnąć jedynie poprzez dodanie dużej ilości eteru celulozy o niskiej masie cząsteczkowej. Jego lepkość w niewielkim stopniu zależy od szybkości ścinania, a wysoka lepkość osiąga lepkość docelową, a wymagana ilość dodatku jest niewielka, a lepkość zależy od wydajności zagęszczania. Dlatego, aby uzyskać określoną konsystencję, należy zapewnić odpowiednią ilość eteru celulozy (stężenie roztworu) i lepkość roztworu. Temperatura żelu roztworu również maleje liniowo wraz ze wzrostem stężenia roztworu, a po osiągnięciu określonego stężenia żeluje w temperaturze pokojowej. Stężenie żelowania HPMC jest stosunkowo wysokie w temperaturze pokojowej. Konsystencję można również regulować dobierając wielkość cząstek i dobierając etery celulozy o różnym stopniu modyfikacji. Tzw. modyfikacja polega na wprowadzeniu pewnego stopnia podstawienia grup hydroksyalkilowych na strukturę szkieletową MC. Zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników, to znaczy względne wartości podstawienia DS i ms grup metoksylowych i hydroksyalkilowych, o których często mówimy. Różne wymagania dotyczące wydajności eteru celulozy można uzyskać zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników. Związek pomiędzy konsystencją a modyfikacją: dodatek eteru celulozy wpływa na zużycie wody przez zaprawę, zmiana stosunku wody do spoiwa wody i cementu powoduje efekt zagęszczania, im większe dozowanie, tym większe zużycie wody. Etery celulozy stosowane w sproszkowanych materiałach budowlanych muszą szybko rozpuszczać się w zimnej wodzie i zapewniać odpowiednią konsystencję układu. Istnieje również dobra liniowa zależność pomiędzy konsystencją zaczynu cementowego a dawką eteru celulozy. Eter celulozy może znacznie zwiększyć lepkość zaprawy. Im większa dawka, tym bardziej oczywisty efekt. Wodny roztwór eteru celulozy o dużej lepkości ma wysoką tiksotropię, która jest również główną cechą eteru celulozy. Dlatego etery celulozy o tej samej klasie lepkości zawsze wykazują te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura są stałe. Pod wpływem podwyższonej temperatury tworzą się żele strukturalne i następuje przepływ silnie tiksotropowy. Etery celulozy o wysokim stężeniu i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelu. Właściwość ta ma ogromne znaczenie przy regulacji wyrównania i ugięcia w konstrukcji zaprawy budowlanej. Należy w tym miejscu wyjaśnić, że im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody, jednak im wyższa lepkość, tym większa względna masa cząsteczkowa eteru celulozy i odpowiadające temu zmniejszenie jego rozpuszczalności, co ma negatywny wpływ na stężenie zaprawy i właściwości użytkowe konstrukcji. Im wyższa lepkość, tym wyraźniejsze jest działanie zagęszczające zaprawę, jednak nie jest ono całkowicie proporcjonalne. Niektóre lepkości średnie i niskie, ale modyfikowany eter celulozy ma lepszą wydajność w poprawianiu wytrzymałości strukturalnej mokrej zaprawy. Wraz ze wzrostem lepkości poprawia się retencja wody w eterze celulozy.

4. Opóźnianie eteru celulozy: Trzecią funkcją eteru celulozy jest opóźnianie procesu hydratacji cementu. Eter celulozy nadaje zaprawie różne korzystne właściwości, a także zmniejsza wczesne ciepło hydratacji cementu i opóźnia dynamiczny proces hydratacji cementu. Jest to niekorzystne przy stosowaniu zaprawy w zimnych regionach. Ten efekt opóźnienia jest spowodowany adsorpcją cząsteczek eteru celulozy na produktach hydratacji, takich jak CSH i ca(OH)2. Ze względu na wzrost lepkości roztworu porów eter celulozy zmniejsza ruchliwość jonów w roztworze, opóźniając w ten sposób proces hydratacji. Im wyższe stężenie eteru celulozy w mineralnym materiale żelowym, tym wyraźniejszy jest efekt opóźnienia hydratacji. Eter celulozy nie tylko opóźnia wiązanie, ale także opóźnia proces twardnienia układu zaprawy cementowej. Działanie opóźniające eteru celulozy zależy nie tylko od jego stężenia w układzie żelu mineralnego, ale także od budowy chemicznej. Im lepsze działanie opóźniające eteru celulozy, tym silniejszy efekt opóźniający podstawienie hydrofilowe niż podstawienie zwiększające ilość wody. Jednak lepkość eteru celulozy ma niewielki wpływ na kinetykę hydratacji cementu. Wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozy czas wiązania zaprawy znacznie się wydłuża. Istnieje dobra korelacja nieliniowa pomiędzy początkowym czasem wiązania zaprawy a zawartością eteru celulozy oraz dobra liniowa korelacja pomiędzy końcowym czasem wiązania a zawartością eteru celulozy. Czas pracy zaprawy możemy kontrolować zmieniając ilość eteru celulozy. Podsumowując, w gotowej zaprawie eter celulozy odgrywa rolę w zatrzymywaniu wody, zagęszczaniu, opóźnianiu hydratacji cementu i poprawie parametrów użytkowych konstrukcji. Dobra zdolność zatrzymywania wody sprawia, że ​​hydratacja cementu jest pełniejsza, może poprawić lepkość mokrej zaprawy na mokro, zwiększyć siłę wiązania zaprawy i dostosować czas. Dodanie eteru celulozy do mechanicznej zaprawy natryskowej może poprawić wydajność natryskiwania lub pompowania oraz wytrzymałość strukturalną zaprawy. Dlatego eter celulozy jest szeroko stosowany jako ważny dodatek do gotowych zapraw.