Kakovost celuloze hpmc določa kakovost malte

V suho mešano malto je dodana količina hidroksipropil metilceluloze HPMC zelo majhna, vendar lahko znatno izboljša učinkovitost mokre malte in je glavni dodatek, ki vpliva na konstrukcijsko učinkovitost malte. Celulozni etri z različnimi stopnjami viskoznosti in dodatki pozitivno vplivajo na delovanje suhe praškaste malte. Trenutno številne malte za zidanje in omete slabo zadržujejo vodo in vodna brozga se loči po nekaj minutah stanja. Zadrževanje vode je pomembna lastnost metilceluloznega etra in je tudi učinkovitost, na katero so pozorni številni domači proizvajalci suhih malt, zlasti tisti v južnih regijah z visokimi temperaturami. Dejavniki, ki vplivajo na učinek zadrževanja vode suhe praškaste malte, vključujejo dodano količino HPMC, viskoznost HPMC, finost delcev in temperaturo okolja uporabe.

1. Koncept: Celulozni eter je sintetični polimer, narejen iz naravne celuloze s kemično modifikacijo. Celulozni eter je derivat naravne celuloze. Proizvodnja celuloznega etra se razlikuje od proizvodnje sintetičnih polimerov. Njegov najosnovnejši material je celuloza, naravna polimerna spojina. Zaradi posebnosti naravne strukture celuloze sama celuloza nima sposobnosti reagirati s sredstvi za eterifikacijo. Vendar pa se po obdelavi sredstva za nabrekanje močne vodikove vezi med molekularnimi verigami in verigami uničijo in aktivno sproščanje hidroksilne skupine postane reaktivna alkalna celuloza. Pridobite celulozni eter. Lastnosti celuloznih etrov so odvisne od vrste, števila in porazdelitve substituentov. Razvrstitev celuloznih etrov temelji tudi na vrsti substituentov, stopnji eterifikacije, topnosti in s tem povezanih lastnostih uporabe. Glede na vrsto substituentov v molekulski verigi ga lahko razdelimo na monoeter in mešani eter. HPMC, ki ga običajno uporabljamo, je mešani eter. Hidroksipropil metilcelulozni eter HPMC je produkt, pridobljen s substitucijo dela hidroksilne skupine na enoti z metoksi skupino in drugega dela s hidroksipropilno skupino. Strukturna formula je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH) )CH3] n] x

HPMC se uporablja predvsem v gradbenih materialih, premazih iz lateksa, medicini, dnevnih kemikalijah itd. Uporablja se kot zgoščevalec, sredstvo za zadrževanje vode, stabilizator, dispergator in sredstvo za tvorbo filma.

2. Zadrževanje vode celuloznega etra: Pri proizvodnji gradbenih materialov, predvsem suhe praškaste malte, ima celulozni eter nenadomestljivo vlogo, še posebej pri proizvodnji specialne malte (modificirane malte) je nepogrešljiva in pomembna sestavina. Pomembna vloga vodotopnega celuloznega etra v malti ima predvsem tri vidike, eden je odlična sposobnost zadrževanja vode, drugi je vpliv na konsistenco in tiksotropnost malte, tretji pa je interakcija s cementom. Učinek celuloznega etra na zadrževanje vode je odvisen od vpojnosti vode osnovnega sloja, sestave malte, debeline sloja malte, potrebe malte po vodi in časa strjevanja materiala za strjevanje. Zadrževanje vode v samem celuloznem etru izhaja iz topnosti in dehidracije samega celuloznega etra. Kot vsi vemo, čeprav celulozna molekularna veriga vsebuje veliko število visoko hidriranih OH skupin, ni topna v vodi, ker ima celulozna struktura visoko stopnjo kristaliničnosti. Hidracijska sposobnost hidroksilnih skupin sama po sebi ni dovolj za pokrivanje močnih vodikovih vezi in van der Waalsovih sil med molekulami. Zato le nabrekne, ne raztopi pa se v vodi. Ko substituent vnesemo v molekularno verigo, ne uniči samo substituent vodikove verige, temveč se uniči tudi medverižna vodikova vez zaradi zagozditve substituenta med sosednjimi verigami. Večji kot je substituent, večja je razdalja med molekulama. Večja kot je razdalja. Večji je učinek uničenja vodikovih vezi, celulozni eter postane topen v vodi, potem ko se celulozna mreža razširi in raztopina vstopi, pri čemer nastane visoko viskozna raztopina. Ko se temperatura dvigne, hidratacija polimera oslabi in voda med verigami se izloči. Ko je učinek dehidracije zadosten, se molekule začnejo združevati, tvorijo tridimenzionalno mrežno strukturo gela in se zložijo. Dejavniki, ki vplivajo na zadrževanje vode v malti, vključujejo viskoznost celuloznega etra, dodano količino, drobnost delcev in temperaturo uporabe. Večja kot je viskoznost celuloznega etra, boljša je zmogljivost zadrževanja vode. Na splošno velja, da višja kot je viskoznost, boljši je učinek zadrževanja vode. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja na malto, vendar ni premo sorazmeren. Višja kot je viskoznost, bolj bo mokra malta viskozna, kar se med gradnjo kaže kot oprijem na strgalo in visok oprijem na podlago. Vendar ni koristno povečati strukturne trdnosti same mokre malte. Med gradnjo učinkovitost proti povešanju ni očitna. Večja kot je količina celuloznega etra, dodanega malti, boljša je zmogljivost zadrževanja vode in večja kot je viskoznost, boljša je zmogljivost zadrževanja vode. Kar zadeva velikost delcev, bolj drobni kot so delci, boljše je zadrževanje vode. Ko veliki delci celuloznega etra pridejo v stik z vodo, se površina takoj raztopi in tvori gel, ki ovije material in prepreči nadaljnje prodiranje vodnih molekul. Včasih ga ni mogoče enakomerno razpršiti in raztopiti tudi po dolgotrajnem mešanju, pri čemer nastane motna flokulentna raztopina ali aglomeracija. Močno vpliva na zadrževanje vode celuloznega etra, topnost pa je eden od dejavnikov pri izbiri celuloznega etra. Finost je tudi pomemben indeks učinkovitosti metilceluloznega etra. HPMC, ki se uporablja za suho malto v prahu, mora biti v prahu z nizko vsebnostjo vode, finost pa zahteva tudi, da je 20–60 % velikosti delcev manj kot 63 um. Čistoča vpliva na topnost metilceluloznega etra. Groba MC je običajno zrnata in jo je enostavno raztopiti v vodi brez aglomeracije, vendar je stopnja raztapljanja zelo počasna, zato ni primerna za uporabo v suhi praškasti malti. V suhi praškasti malti je MC razpršen med cementnimi materiali, kot so agregat, fino polnilo in cement, in le dovolj fin prah lahko prepreči aglomeracijo metilceluloznega etra pri mešanju z vodo. Ko HPMC dodamo vodi za raztapljanje aglomeratov, ga je zelo težko dispergirati in raztopiti. Pri brizgani malti z mehansko konstrukcijo je zaradi krajšega časa mešanja zahteva po finosti višja. Finost HPMC ima tudi določen vpliv na njegovo zadrževanje vode. Na splošno velja, da je za metilcelulozne etre z enako viskoznostjo, vendar različno finostjo, pri enaki dodani količini finejši, bolj fini je učinek zadrževanja vode. Zadrževanje vode pri HPMC je prav tako povezano z uporabljeno temperaturo, zadrževanje vode pri metilceluloznem etru pa se zmanjšuje s povišanjem temperature. Vendar pa se pri dejanski uporabi materialov suha praškasta malta pogosto nanaša na vroče podlage pri visokih temperaturah (več kot 40 stopinj) v mnogih okoljih, kot je kitanje zunanjih sten pod soncem poleti, kar pogosto pospeši strjevanje cementa in strjevanje suha praškasta malta. Zmanjšanje stopnje zadrževanja vode povzroči očiten občutek, da sta prizadeti tako obdelovalnost kot odpornost proti razpokam, zato je pod tem pogojem še posebej pomembno zmanjšati vpliv temperaturnih dejavnikov.

3. Zgoščevanje in tiksotropija celuloznega etra: Druga funkcija celuloznega etra - učinek zgoščevanja je odvisen od: stopnje polimerizacije celuloznega etra, koncentracije raztopine, temperature in drugih pogojev. Lastnost želiranja raztopine je edinstvena za alkil celulozo in njene modificirane derivate. Lastnosti geliranja so povezane s stopnjo substitucije, koncentracijo raztopine in dodatki. Za hidroksialkil modificirane derivate so lastnosti gela povezane tudi s stopnjo modifikacije hidroksialkila. Za raztopino HPMC z nizko viskoznostjo lahko pripravite raztopino koncentracije 10%-15%, HPMC s srednjo viskoznostjo lahko pripravite 5%-10% raztopino, HPMC z visoko viskoznostjo pa lahko pripravite samo 2%-3% raztopino in viskoznost celuloznega etra se običajno razvrsti tudi z 1%-2% raztopino. Celulozni eter z visoko molekulsko maso ima visoko učinkovitost zgoščevanja. Polimeri z različnimi molekulskimi masami imajo različne viskoznosti v raztopini iste koncentracije. Visoka stopnja polimerizacije. Ciljno viskoznost je mogoče doseči le z dodajanjem velike količine nizkomolekularnega celuloznega etra. Njegova viskoznost je malo odvisna od strižne hitrosti, visoka viskoznost pa doseže ciljno viskoznost, zahtevana količina dodatka pa je majhna, viskoznost pa je odvisna od učinkovitosti zgoščevanja. Zato je treba za doseganje določene konsistence zagotoviti določeno količino celuloznega etra (koncentracijo raztopine) in viskoznost raztopine. Tudi temperatura geliranja raztopine pada linearno z naraščanjem koncentracije raztopine in gelira pri sobni temperaturi, ko doseže določeno koncentracijo. Želirna koncentracija HPMC je relativno visoka pri sobni temperaturi. Konsistenco je mogoče prilagoditi tudi z izbiro velikosti delcev in izbiro celuloznih etrov z različnimi stopnjami modifikacije. Tako imenovana modifikacija je uvedba določene stopnje substitucije hidroksialkilnih skupin v skeletno strukturo MC. S spreminjanjem relativnih substitucijskih vrednosti obeh substituentov, to je DS in ms relativnih substitucijskih vrednosti metoksi in hidroksialkilnih skupin, ki jih pogosto imenujemo. Različne zahteve glede učinkovitosti celuloznega etra je mogoče doseči s spreminjanjem relativnih substitucijskih vrednosti obeh substituentov. Razmerje med konsistenco in modifikacijo: dodajanje celuloznega etra vpliva na porabo vode malte, spreminjanje razmerja vode in veziva med vodo in cementom je učinek zgoščevanja, višji kot je odmerek, večja je poraba vode. Celulozni etri, ki se uporabljajo v praškastih gradbenih materialih, se morajo hitro raztopiti v hladni vodi in zagotoviti ustrezno konsistenco za sistem. Obstaja tudi dobro linearno razmerje med konsistenco cementne paste in odmerkom celuloznega etra. Celulozni eter lahko močno poveča viskoznost malte. Večji kot je odmerek, bolj očiten je učinek. Vodna raztopina celuloznega etra z visoko viskoznostjo ima visoko tiksotropijo, kar je tudi glavna značilnost celuloznega etra. Zato imajo celulozni etri iste stopnje viskoznosti vedno enake reološke lastnosti, dokler se koncentracija in temperatura ohranjata konstantni. Ko se temperatura dvigne, nastanejo strukturni geli in pride do zelo tiksotropnih tokov. Celulozni etri visoke koncentracije in nizke viskoznosti kažejo tiksotropijo celo pod temperaturo gela. Ta lastnost je zelo koristna za prilagajanje izravnave in povesanja gradbene malte. Tukaj je treba pojasniti, da višja kot je viskoznost celuloznega etra, boljše je zadrževanje vode, vendar višja kot je viskoznost, višja je relativna molekulska masa celuloznega etra in temu primerno zmanjšanje njegove topnosti, kar negativno vpliva na na koncentracijo malte in izvedbo gradnje. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja malte, vendar ni povsem sorazmeren. Nekaj ​​srednje in nizke viskoznosti, vendar ima modificiran celulozni eter boljšo učinkovitost pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte. S povečanjem viskoznosti se izboljša zadrževanje vode celuloznega etra.

4. Retardacija celuloznega etra: Tretja funkcija celuloznega etra je upočasnitev procesa hidratacije cementa. Celulozni eter daje malti različne koristne lastnosti, poleg tega pa zmanjša zgodnjo hidratacijsko toploto cementa in upočasni dinamični hidratacijski proces cementa. To je neugodno za uporabo malte v hladnih območjih. Ta učinek zakasnitve je posledica adsorpcije molekul celuloznega etra na hidratacijske produkte, kot sta CSH in ca(OH)2. Zaradi povečanja viskoznosti raztopine por celulozni eter zmanjša mobilnost ionov v raztopini in s tem upočasni proces hidracije. Višja kot je koncentracija celuloznega etra v materialu mineralnega gela, bolj izrazit je učinek zakasnitve hidracije. Celulozni eter ne le upočasni strjevanje, ampak tudi upočasni proces strjevanja sistema cementne malte. Zadrževalni učinek celuloznega etra ni odvisen le od njegove koncentracije v sistemu mineralnega gela, temveč tudi od kemijske strukture. Bolj kot je zadrževalni učinek celuloznega etra, močnejši je zaviralni učinek hidrofilne substitucije kot substitucija, ki povečuje količino vode. Vendar pa viskoznost celuloznega etra malo vpliva na kinetiko hidratacije cementa. S povečanjem vsebnosti celuloznega etra se čas strjevanja malte bistveno poveča. Obstaja dobra nelinearna korelacija med začetnim časom vezanja malte in vsebnostjo celuloznega etra ter dobra linearna korelacija med končnim časom vezanja in vsebnostjo celuloznega etra. S spreminjanjem količine celuloznega etra lahko kontroliramo čas delovanja malte. Če povzamemo, ima v pripravljeni malti celulozni eter vlogo pri zadrževanju vode, zgoščevanju, zakasnitvi moči hidratacije cementa in izboljšanju gradbenih lastnosti. Dobra sposobnost zadrževanja vode naredi hidratacijo cementa popolnejšo, lahko izboljša mokro viskoznost mokre malte, poveča moč lepljenja malte in prilagodi čas. Dodajanje celuloznega etra malti za mehansko brizganje lahko izboljša zmogljivost brizganja ali črpanja in strukturno trdnost malte. Zato se celulozni eter široko uporablja kot pomemben dodatek v že pripravljeni malti.