V hotovej malte je pridané množstvo éteru celulózy veľmi nízke, ale môže výrazne zlepšiť vlastnosti mokrej malty a je to hlavná prísada, ktorá ovplyvňuje konštrukčné vlastnosti malty. Rozumný výber éterov celulózy rôznych druhov, rôznych viskozít, rôznych veľkostí častíc, rôznych stupňov viskozity a pridaných množstiev bude mať pozitívny vplyv na zlepšenie vlastností suchej práškovej malty. V súčasnosti má veľa murovacích a omietkových mált slabú schopnosť zadržiavať vodu a vodná kaša sa po niekoľkých minútach státia oddelí. Zadržiavanie vody je dôležitou vlastnosťou éteru metylcelulózy a je to tiež vlastnosť, ktorej veľa domácich výrobcov suchých mált, najmä tých v južných oblastiach s vysokými teplotami, venuje pozornosť. Faktory ovplyvňujúce účinok suchej malty na zadržiavanie vody zahŕňajú množstvo pridanej MC, viskozitu MC, jemnosť častíc a teplotu prostredia použitia.
1. Koncepcia
Éter celulózy je syntetický polymér vyrobený z prírodnej celulózy chemickou modifikáciou. Éter celulózy je derivát prírodnej celulózy. Výroba éteru celulózy sa líši od syntetických polymérov. Jeho najzákladnejším materiálom je celulóza, prírodná polymérna zlúčenina. Vzhľadom na špecifickosť prírodnej celulózovej štruktúry samotná celulóza nemá schopnosť reagovať s éterifikačnými činidlami. Po pôsobení napučiavacieho činidla sa však silné vodíkové väzby medzi molekulovými reťazcami a reťazcami zničia a aktívnym uvoľnením hydroxylovej skupiny sa stane reaktívna alkalická celulóza. Získajte éter celulózy.
Vlastnosti éterov celulózy závisia od typu, počtu a distribúcie substituentov. Klasifikácia éterov celulózy je tiež založená na type substituentov, stupni éterifikácie, rozpustnosti a súvisiacich aplikačných vlastnostiach. Podľa typu substituentov na molekulovom reťazci ho možno rozdeliť na monoéter a zmesový éter. MC, ktorú zvyčajne používame, je monoéter a HPMC je zmiešaný éter. Éter metylcelulózy MC je produktom po nahradení hydroxylovej skupiny na glukózovej jednotke prírodnej celulózy metoxyskupinou. Je to produkt získaný nahradením časti hydroxylovej skupiny na jednotke metoxyskupinou a ďalšej časti hydroxypropylovou skupinou. Štruktúrny vzorec je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x éter hydroxyetylmetylcelulózy HEMC, to sú hlavné odrody široko používané a predávané na trhu.
Z hľadiska rozpustnosti ho možno rozdeliť na iónové a neiónové. Vo vode rozpustné neiónové étery celulózy sa skladajú hlavne z dvoch sérií alkyléterov a hydroxyalkyléterov. Iónová CMC sa používa hlavne v syntetických čistiacich prostriedkoch, textilnej tlači a farbení, pri prieskume potravín a ropy. Neiónové MC, HPMC, HEMC atď. sa používajú hlavne v stavebných materiáloch, latexových náteroch, medicíne, každodenných chemikáliách atď. Používa sa ako zahusťovadlo, činidlo zadržiavajúce vodu, stabilizátor, dispergátor a činidlo tvoriace film.
2. Zadržiavanie vody v étere celulózy
Zadržiavanie vody éterom celulózy: Pri výrobe stavebných materiálov, najmä suchej práškovej malty, zohráva éter celulózy nezastupiteľnú úlohu, najmä pri výrobe špeciálnej malty (modifikovanej malty), je nepostrádateľnou a dôležitou zložkou.
Dôležitá úloha vo vode rozpustného éteru celulózy v malte má predovšetkým tri aspekty, jedným je vynikajúca schopnosť zadržiavať vodu, druhým je vplyv na konzistenciu a tixotropiu malty a tretím je interakcia s cementom. Účinok éteru celulózy na zadržiavanie vody závisí od nasiakavosti základnej vrstvy, zloženia malty, hrúbky vrstvy malty, potreby vody v malte a doby tuhnutia hmoty. Samotné zadržiavanie vody v étere celulózy pochádza z rozpustnosti a dehydratácie samotného éteru celulózy. Ako všetci vieme, hoci molekulový reťazec celulózy obsahuje veľké množstvo vysoko hydratovateľných OH skupín, nie je rozpustný vo vode, pretože štruktúra celulózy má vysoký stupeň kryštalinity.
Samotná hydratačná schopnosť hydroxylových skupín nestačí na pokrytie silných vodíkových väzieb a van der Waalsových síl medzi molekulami. Preto iba napučiava, ale nerozpúšťa sa vo vode. Keď sa do molekulového reťazca zavedie substituent, nielen substituent zničí vodíkový reťazec, ale zničí sa aj medzireťazcová vodíková väzba v dôsledku zaklinenia substituenta medzi susedné reťazce. Čím väčší je substituent, tým väčšia je vzdialenosť medzi molekulami. Čím väčšia je vzdialenosť. Čím väčší je účinok deštrukcie vodíkových väzieb, éter celulózy sa stáva rozpustným vo vode potom, čo sa mriežka celulózy roztiahne a roztok vstúpi, čím sa vytvorí roztok s vysokou viskozitou. Keď teplota stúpne, hydratácia polyméru sa oslabí a voda medzi reťazcami sa vytlačí von. Keď je dehydratačný účinok dostatočný, molekuly sa začnú agregovať, vytvoria trojrozmerný sieťový gél a rozložia sa.
Faktory ovplyvňujúce zadržiavanie vody v malte zahŕňajú viskozitu éteru celulózy, pridané množstvo, jemnosť častíc a teplotu použitia.
Čím väčšia je viskozita éteru celulózy, tým lepšia je schopnosť zadržiavať vodu. Viskozita je dôležitým parametrom výkonu MC. V súčasnosti rôzni výrobcovia MC používajú rôzne metódy a nástroje na meranie viskozity MC. Hlavnými metódami sú Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde a Brookfield. Pre ten istý produkt sú výsledky viskozity merané rôznymi metódami veľmi odlišné a niektoré majú dokonca dvojnásobné rozdiely. Preto pri porovnávaní viskozity sa musí vykonať medzi rovnakými skúšobnými metódami, vrátane teploty, rotora atď.
Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je viskozita, tým lepší je účinok zadržiavania vody. Avšak čím vyššia je viskozita a čím vyššia je molekulová hmotnosť MC, zodpovedajúci pokles jej rozpustnosti bude mať negatívny vplyv na pevnosť a konštrukčné vlastnosti malty. Čím vyššia je viskozita, tým je zahusťovací účinok na maltu zreteľnejší, ale nie je priamo úmerný. Čím vyššia je viskozita, tým bude mokrá malta viskóznejšia, to znamená pri stavbe sa to prejavuje lepením na stierku a vysokou priľnavosťou k podkladu. Ale nie je užitočné zvýšiť štrukturálnu pevnosť samotnej mokrej malty. Pri konštrukcii nie je výkon proti prehýbaniu zrejmý. Naopak, niektoré modifikované étery metylcelulózy so strednou a nízkou viskozitou majú vynikajúci výkon pri zlepšovaní štrukturálnej pevnosti mokrej malty.
Čím väčšie je množstvo éteru celulózy pridaného do malty, tým lepšia je schopnosť zadržiavať vodu a čím vyššia je viskozita, tým lepšia je schopnosť zadržiavať vodu.
Čo sa týka veľkosti častíc, čím jemnejšia častica, tým lepšie zadržiava vodu. Keď sa veľké častice éteru celulózy dostanú do kontaktu s vodou, povrch sa okamžite rozpustí a vytvorí gél, ktorý obalí materiál, aby sa zabránilo ďalšiemu prenikaniu molekúl vody. Niekedy sa nemôže rovnomerne rozptýliť a rozpustiť ani po dlhodobom miešaní, pričom sa vytvorí zakalený vločkovitý roztok alebo aglomerácia. Výrazne ovplyvňuje zadržiavanie vody v étere celulózy a rozpustnosť je jedným z faktorov pri výbere éteru celulózy.
Jemnosť je tiež dôležitým výkonnostným indexom éteru metylcelulózy. MC používaný pre suchú práškovú maltu musí byť prášok s nízkym obsahom vody a jemnosť tiež vyžaduje, aby 20% ~ 60% veľkosti častíc bolo menšie ako 63 um. Jemnosť ovplyvňuje rozpustnosť éteru metylcelulózy. Hrubý MC je zvyčajne granulovaný a ľahko sa rozpúšťa vo vode bez aglomerácie, ale rýchlosť rozpúšťania je veľmi pomalá, takže nie je vhodná na použitie v suchej práškovej malte. V suchej práškovej malte je MC rozptýlený medzi cementovými materiálmi, ako je kamenivo, jemné plnivo a cement, a iba dostatočne jemný prášok môže zabrániť aglomerácii éteru metylcelulózy pri zmiešaní s vodou. Keď sa MC pridá s vodou na rozpustenie aglomerátov, je veľmi ťažké dispergovať a rozpustiť.
Hrubá jemnosť MC je nielen nehospodárna, ale tiež znižuje lokálnu pevnosť malty. Keď sa takáto suchá prášková malta aplikuje vo veľkej ploche, rýchlosť vytvrdzovania miestnej suchej malty sa výrazne zníži a v dôsledku rôznych časov vytvrdzovania sa objavia trhliny. U striekanej malty s mechanickou konštrukciou je požiadavka na jemnosť vyššia z dôvodu kratšieho času miešania.
Jemnosť MC má určitý vplyv aj na jeho zadržiavanie vody. Všeobecne povedané, pre étery metylcelulózy s rovnakou viskozitou, ale odlišnou jemnosťou, pri rovnakom množstve prídavku, čím jemnejšie, tým jemnejšie, tým lepší je účinok zadržiavania vody.
Retencia vody MC tiež súvisí s použitou teplotou a retencia vody v étere metylcelulózy klesá so zvyšujúcou sa teplotou. V skutočných materiálových aplikáciách sa však suchá prášková malta často aplikuje na horúce podklady pri vysokých teplotách (vyšších ako 40 stupňov) v mnohých prostrediach, ako je napríklad omietanie vonkajších stien tmelom na slnku v lete, čo často urýchľuje vytvrdzovanie cementu a tvrdnutie. suchá prášková malta. Pokles miery zadržiavania vody vedie k zjavnému pocitu, že je ovplyvnená spracovateľnosť aj odolnosť proti praskaniu a je obzvlášť dôležité znížiť vplyv teplotných faktorov za týchto podmienok.
Hoci sú aditíva éteru metylhydroxyetylcelulózy v súčasnosti považované za popredné miesto v technologickom vývoji, ich závislosť od teploty bude stále viesť k oslabeniu úžitkových vlastností suchej práškovej malty. Aj keď je množstvo metylhydroxyetylcelulózy zvýšené (letná receptúra), spracovateľnosť a odolnosť proti praskaniu stále nezodpovedajú potrebám použitia. Prostredníctvom určitej špeciálnej úpravy na MC, ako je zvýšenie stupňa éterifikácie atď., môže byť účinok zadržiavania vody udržiavaný pri vyššej teplote, takže môže poskytovať lepší výkon v drsných podmienkach.
3. Zahusťovanie a tixotropia éteru celulózy
Zahusťovanie a tixotropia éteru celulózy: Druhá funkcia éteru celulózy – efekt zahusťovania závisí od: stupňa polymerizácie éteru celulózy, koncentrácie roztoku, rýchlosti šmyku, teploty a ďalších podmienok. Gélovacia vlastnosť roztoku je jedinečná pre alkylcelulózu a jej modifikované deriváty. Gélačné vlastnosti súvisia so stupňom substitúcie, koncentráciou roztoku a prísadami. V prípade derivátov modifikovaných hydroxyalkylom sú vlastnosti gélu tiež spojené so stupňom modifikácie hydroxyalkylu. Pre MC a HPMC s nízkou viskozitou je možné pripraviť 10 % až 15 % roztok, MC a HPMC so strednou viskozitou možno pripraviť 5 % až 10 % roztok, zatiaľ čo MC a HPMC s vysokou viskozitou možno pripraviť iba 2 % až 3 % roztok a zvyčajne klasifikácia viskozity éteru celulózy je tiež odstupňovaná podľa 1%-2% roztoku.
Éter celulózy s vysokou molekulovou hmotnosťou má vysokú účinnosť zahusťovania. V roztoku rovnakej koncentrácie majú polyméry s rôznymi molekulovými hmotnosťami rôzne viskozity. Vysoký stupeň. Cieľovú viskozitu je možné dosiahnuť len pridaním veľkého množstva éteru celulózy s nízkou molekulovou hmotnosťou. Jeho viskozita má malú závislosť od šmykovej rýchlosti a vysoká viskozita dosahuje cieľovú viskozitu a požadované množstvo prídavku je malé a viskozita závisí od účinnosti zahusťovania. Preto na dosiahnutie určitej konzistencie musí byť zaručené určité množstvo éteru celulózy (koncentrácia roztoku) a viskozita roztoku. Teplota gélu roztoku tiež klesá lineárne so zvyšujúcou sa koncentráciou roztoku a géluje pri teplote miestnosti po dosiahnutí určitej koncentrácie. Koncentrácia gélovatenia HPMC je pri teplote miestnosti relatívne vysoká.
Konzistenciu je možné upraviť aj výberom veľkosti častíc a výberom éterov celulózy s rôznym stupňom modifikácie. Takzvaná modifikácia spočíva v zavedení určitého stupňa substitúcie hydroxyalkylových skupín do štruktúry skeletu MC. Zmenou relatívnych substitučných hodnôt dvoch substituentov, to znamená DS a ms relatívnych substitučných hodnôt metoxy a hydroxyalkylových skupín, ktoré často hovoríme. Zmenou relatívnych substitučných hodnôt dvoch substituentov možno dosiahnuť rôzne požiadavky na účinnosť éteru celulózy.
Vzťah medzi konzistenciou a modifikáciou: pridanie éteru celulózy ovplyvňuje spotrebu vody malty, zmena pomeru vody a spojiva vody a cementu je zahusťovací efekt, čím vyššie dávkovanie, tým väčšia spotreba vody.
Étery celulózy používané v práškových stavebných materiáloch sa musia rýchlo rozpustiť v studenej vode a poskytnúť systému vhodnú konzistenciu. Pri určitej šmykovej rýchlosti sa stále stáva flokulentným a koloidným blokom, čo je neštandardný alebo nekvalitný produkt.
Existuje tiež dobrý lineárny vzťah medzi konzistenciou cementovej pasty a dávkovaním éteru celulózy. Éter celulózy môže výrazne zvýšiť viskozitu malty. Čím väčšia je dávka, tým zreteľnejší je účinok. Vodný roztok éteru celulózy s vysokou viskozitou má vysokú tixotropiu, ktorá je tiež hlavnou charakteristikou éteru celulózy. Vodné roztoky MC polymérov majú zvyčajne pseudoplastickú a netixotropnú tekutosť pod teplotou gélu, ale newtonovské tokové vlastnosti pri nízkych šmykových rýchlostiach. Pseudoplasticita sa zvyšuje s molekulovou hmotnosťou alebo koncentráciou éteru celulózy, bez ohľadu na typ substituenta a stupeň substitúcie. Preto étery celulózy s rovnakým stupňom viskozity, bez ohľadu na MC, HPMC, HEMC, budú vždy vykazovať rovnaké reologické vlastnosti, pokiaľ sa koncentrácia a teplota udržiavajú konštantné.
Pri zvýšení teploty sa vytvárajú štruktúrne gély a dochádza k vysoko tixotropným tokom. Étery celulózy s vysokou koncentráciou a nízkou viskozitou vykazujú tixotropiu aj pod teplotou gélu. Táto vlastnosť je veľkým prínosom pri úprave vyrovnávania a klesania pri konštrukcii stavebnej malty. Tu je potrebné vysvetliť, že čím vyššia je viskozita éteru celulózy, tým lepšia je retencia vody, ale čím vyššia je viskozita, tým vyššia je relatívna molekulová hmotnosť éteru celulózy a zodpovedajúce zníženie jeho rozpustnosti, čo má negatívny vplyv na koncentráciu malty a konštrukčný výkon. Čím vyššia je viskozita, tým je zahusťovací účinok na maltu zreteľnejší, ale nie je úplne úmerný. Určitá stredná a nízka viskozita, ale modifikovaný celulózový éter má lepší výkon pri zlepšovaní štrukturálnej pevnosti mokrej malty. So zvyšujúcou sa viskozitou sa zlepšuje zadržiavanie vody v étere celulózy.
4. Spomalenie éteru celulózy
Retardácia éteru celulózy: Treťou funkciou éteru celulózy je oddialiť proces hydratácie cementu. Éter celulózy dodáva malte rôzne prospešné vlastnosti a tiež znižuje skoré hydratačné teplo cementu a spomaľuje dynamický proces hydratácie cementu. To je nepriaznivé pre použitie malty v chladných oblastiach. Tento retardačný účinok je spôsobený adsorpciou molekúl éteru celulózy na hydratačných produktoch, ako sú CSH a ca(OH)2. V dôsledku zvýšenia viskozity roztoku pórov celulózový éter znižuje pohyblivosť iónov v roztoku, čím sa oneskoruje proces hydratácie.
Čím vyššia je koncentrácia éteru celulózy v materiáli minerálneho gélu, tým výraznejší je účinok oneskorenia hydratácie. Éter celulózy nielen oneskoruje tuhnutie, ale tiež oneskoruje proces tvrdnutia systému cementovej malty. Retardujúci účinok éteru celulózy závisí nielen od jeho koncentrácie v minerálnom gélovom systéme, ale aj od chemickej štruktúry. Čím vyšší je stupeň metylácie HEMC, tým lepší je retardačný účinok éteru celulózy. Pomer hydrofilnej substitúcie k substitúcii zvyšujúcej vodu Retardujúci účinok je silnejší. Viskozita éteru celulózy má však malý vplyv na kinetiku hydratácie cementu.
So zvyšujúcim sa obsahom éteru celulózy sa výrazne zvyšuje čas tuhnutia malty. Existuje dobrá nelineárna korelácia medzi počiatočným časom tuhnutia malty a obsahom éteru celulózy a dobrá lineárna korelácia medzi časom konečného tuhnutia a obsahom éteru celulózy. Prevádzkový čas malty môžeme kontrolovať zmenou množstva éteru celulózy.
Čas odoslania: 22. marca 2023