Éter selulosa nonionik dina semén polimér

Salaku aditif indispensable dina semén polimér, nonionic selulosa éter geus narima perhatian éksténsif jeung panalungtikan. Dumasar literatur relevan di bumi sareng di luar negeri, hukum sareng mékanisme mortir semén non-ionik selulosa éter anu dirobih tina aspék jinis sareng pilihan éter selulosa non-ionik, pangaruhna kana sipat fisik semén polimér, pangaruhna dina mikromorfologi jeung sipat mékanis, sarta shortcomings tina panalungtikan ayeuna diajukeun ka hareup. Karya ieu bakal ngamajukeun aplikasi éter selulosa dina semén polimér.

kecap konci: éter selulosa nonionik, semén polimér, sipat fisik, sipat mékanis, mikrostruktur

1. Tinjauan

Kalawan ngaronjatna paménta jeung kinerja sarat semén polimér dina industri konstruksi, nambahkeun aditif kana modifikasi na geus jadi hotspot panalungtikan, diantara nu, selulosa éter geus loba dipaké kusabab pangaruh na dina ingetan cai mortir semén, thickening, retarding, hawa. teras salajengna. Dina makalah ieu, dijelaskeun jinis éter selulosa, pangaruh kana sipat fisik sareng mékanis semén polimér sareng mikromorfologi semén polimér, anu nyayogikeun rujukan téoritis pikeun aplikasi éter selulosa dina semén polimér.

2. Jenis éter selulosa nonionik

Éter selulosa nyaéta sajenis sanyawa polimér jeung struktur éter dijieun tina selulosa. Aya seueur jinis éter selulosa, anu gaduh pangaruh anu ageung kana sipat bahan dumasar semén sareng sesah dipilih. Numutkeun struktur kimia substituén, aranjeunna tiasa dibagi kana éter anionik, kationik sareng nonionik. Éter selulosa nonionik kalawan substituén ranté samping H, cH3, c2H5, (cH2cH20)nH, [cH2cH(cH3)0]nH jeung gugus non-dissociable séjén anu paling loba dipaké dina semén, wawakil has nyaéta métil selulosa éter, hidroksipropil métil. selulosa éter, hidroksiétil métil selulosa éter, hidroksiétil selulosa éter jeung saterusna. Rupa-rupa éter selulosa gaduh pangaruh anu béda dina waktos setting semén. Numutkeun laporan literatur saméméhna, HEC boga pangabisa retarding neneng pikeun semén, dituturkeun ku HPMc na HEMc, sarta Mc boga awon. Pikeun jenis sarua éter selulosa, beurat molekular atawa viskositas, métil, hydroxyethyl, hydroxypropyl eusi grup ieu béda, pangaruh retarding na ogé béda. Umumna disebutkeun, nu leuwih gede viskositas jeung nu leuwih luhur eusi grup non-dissociable, nu goréng kamampuhan reureuh. Ku alatan éta, dina prosés produksi sabenerna, nurutkeun sarat tina koagulasi mortir komérsial, eusi group fungsi luyu tina selulosa éter bisa dipilih. Atawa dina produksi selulosa éter dina waktos anu sareng, nyaluyukeun eusi gugus fungsi, sangkan minuhan sarat tina mortir béda.

3、pangaruh éter selulosa nonionik dina sipat fisik semén polimér

3.1 koagulasi slow

Dina raraga manjangkeun waktu hardening hidrasi semén, ku kituna mortir karek dicampur dina lila tetep plastik, ku kituna pikeun nyaluyukeun setelan waktos mortir anyar dicampur, ngaronjatkeun operability anak, biasana nambahkeun retarder dina mortir, non- ionik selulosa éter cocog pikeun semén polimér mangrupakeun retarder umum.

Pangaruh retarding éter selulosa nonionic on semén utamana kapangaruhan ku tipe sorangan, viskositas, dosage, komposisi béda mineral semén jeung faktor séjén. Pourchez J et al. nunjukeun yen nu leuwih luhur darajat selulosa éter methylation, nu parah pangaruh retarding, sedengkeun beurat molekular éter selulosa jeung eusi hydroxypropoxy miboga éfék lemah dina retarding hidrasi semén. Kalayan paningkatan viskositas sareng jumlah doping éter selulosa non-ionik, lapisan adsorpsi dina permukaan partikel semén kandel, sareng waktos setting awal sareng akhir semén diperpanjang, sareng pangaruh retarding langkung atra. Studi geus ditémbongkeun yén sékrési panas mimiti slurries semén kalawan eusi HEMC béda téh ngeunaan 15% leuwih handap tina slurries semén murni, tapi euweuh béda anu signifikan dina prosés hidrasi engké. Singh NK et al. nunjukkeun yén kalayan paningkatan jumlah doping HEc, pelepasan panas hidrasi tina mortir semén anu dirobih nunjukkeun tren mimiti ningkat teras turun, sareng eusi HEC nalika ngahontal pelepasan panas hidrasi maksimal aya hubunganana sareng umur curing.

Sajaba ti éta, kapanggih yén pangaruh retarding éter selulosa nonionic raket patalina jeung komposisi semén. Peschard et al. kapanggih yén handap eusi tricalcium aluminate (C3A) dina semén, beuki écés pangaruh retarding éter selulosa. schmitz L et al. dipercaya yén ieu disababkeun ku cara béda éter selulosa kana kinétika hidrasi tricalcium silikat (C3S) jeung tricalcium aluminate (C3A). Éter selulosa tiasa ngirangan laju réaksi dina période akselerasi C3S, sedengkeun pikeun C3A, éta tiasa manjangkeun période induksi, sareng tungtungna ngalambatkeun prosés solidifikasi sareng hardening mortir.

Aya béda pendapat ngeunaan mékanisme non-ionik selulosa éter delaying hidrasi semén. Silva et al. Liu percaya yén bubuka éter selulosa bakal ngabalukarkeun viskositas solusi pori ngaronjat, sahingga blocking gerakan ion sarta delaying kondensasi nu. Sanajan kitu, Pourchez et al. percaya yén aya hubungan atra antara reureuh éter selulosa pikeun hidrasi semén jeung viskositas slurry semén. Téori séjén nyaéta yén pangaruh retarding éter selulosa raket patalina jeung degradasi alkali. Polisakarida condong gampang nguraikeun pikeun ngahasilkeun asam hidroksil karboksilat anu tiasa ngalambatkeun hidrasi semén dina kaayaan basa. Sanajan kitu, studi geus kapanggih yén selulosa éter stabil pisan dina kaayaan basa sarta ngan degrades saeutik, sarta degradasi ngabogaan saeutik pangaruh dina reureuh hidrasi semén. Ayeuna, panempoan anu langkung konsisten nyaéta pangaruh retarding utamina disababkeun ku adsorpsi. Husus, gugus hidroksil dina beungeut molekul éter selulosa nyaéta asam, ca(0H) dina sistem semén hidrasi, sarta fase mineral séjén basa. Dina aksi sinergis beungkeutan hidrogén, complexing jeung hidrofobik, molekul éter selulosa asam bakal adsorbed dina beungeut partikel semén basa jeung produk hidrasi. Sajaba ti éta, hiji pilem ipis kabentuk dina beungeut cai, nu hinders tumuwuhna salajengna inti kristal fase mineral ieu sarta Nepi hidrasi jeung setting semén. The kuat kapasitas adsorption antara produk hidrasi semén jeung éter selulosa, beuki atra reureuh hidrasi semén. Di hiji sisi, ukuran halangan steric muterkeun hiji peran decisive dina kapasitas adsorption, kayaning halangan steric leutik gugus hidroksil, kaasaman kuat na, adsorption oge kuat. Di sisi séjén, kapasitas adsorption ogé gumantung kana komposisi produk hidrasi semén. Pourchez et al. kapanggih yén selulosa éter gampang adsorbed kana beungeut produk hidrasi kayaning ca(0H)2, csH gél jeung kalsium aluminate hidrat, tapi teu gampang adsorbed ku ettringite jeung fase unhydrated. Ulikan Mullert ogé némbongkeun yén éter selulosa miboga adsorpsi kuat dina c3s jeung produk hidrasi na, jadi hidrasi fase silikat ieu nyata nyangsang. Adsorption of ettringite éta low, tapi formasi ettringite ieu nyata nyangsang. Ieu alatan reureuh dina formasi ettringite kapangaruhan ku kasaimbangan ca2+ dina leyuran, nu mangrupa tuluyan tina reureuh éter selulosa dina hidrasi silikat.

3.2 Ngawétkeun Cai

Éfék modifikasi penting séjén tina éter selulosa dina mortir semén nyaéta pikeun némbongan salaku agén cai-panahan, nu bisa nyegah Uap dina mortir baseuh ti evaporating prematurely atawa keur diserep ku basa, sarta reureuh hidrasi semén bari dilegaan waktu operasi. mortir baseuh, ku kituna pikeun mastikeun yén mortir ipis bisa combed, mortir plastered bisa nyebarkeun, sarta gampang pikeun nyerep mortir teu perlu pre-basah.

Kapasitas nahan cai éter selulosa raket patalina sareng viskositas, dosis, jinis sareng suhu lingkungan. Kaayaan sanésna sami, langkung ageung viskositas éter selulosa, langkung saé éfék ingetan cai, sajumlah éter selulosa tiasa ngajantenkeun tingkat ingetan cai mortir ningkat pisan; Pikeun éter selulosa sarua, nu leuwih luhur jumlah ditambahkeun, nu leuwih luhur laju ingetan cai mortir dirobah, tapi aya hiji nilai optimal, saluareun nu laju ingetan cai naek lalaunan. Pikeun rupa béda éter selulosa, aya ogé béda dina ingetan cai, kayaning HPMc dina kaayaan anu sarua ti Mc ingetan cai hadé. Sajaba ti éta, kinerja ingetan cai éter selulosa nurun kalawan ngaronjatna suhu ambient.

Umumna dipercaya yén alesan naha selulosa éter boga fungsi ingetan cai utamana alatan 0H dina molekul jeung atom 0 dina beungkeut éter bakal pakait jeung molekul cai pikeun sintésis beungkeut hidrogén, sahingga cai bébas jadi ngariung. cai, ku kituna maénkeun peran alus ingetan cai; Hal ieu ogé dipercaya yén ranté makromolekul éter selulosa muterkeun hiji peran restrictive dina difusi molekul cai, ku kituna éféktif ngadalikeun évaporasi cai, pikeun ngahontal ingetan cai tinggi; Pourchez J pamadegan yén selulosa éter ngahontal éfék ingetan cai ku cara ningkatkeun sipat rheological tina slurry semén karek dicampur, struktur jaringan porous sarta formasi pilem éter selulosa nu hindered difusi cai. Laetitia P et al. ogé yakin yén sipat rheological of mortir mangrupakeun faktor konci, tapi ogé yakin yén viskositas teu hijina faktor nangtukeun kinerja ingetan cai alus teuing tina mortir. Eta sia noting yén sanajan éter selulosa boga kinerja ingetan cai alus, tapi na dirobah hardened semén mortir nyerep cai bakal ngurangan, alesan nu selulosa éter dina pilem mortir, sarta dina mortir nu sajumlah badag pori katutup leutik, blocking. mortir jero kapilér.

3.3 Penebalan

Konsistensi mortir mangrupikeun salah sahiji indéks penting pikeun ngukur kinerja gawéna. Éter selulosa sering diwanohkeun pikeun ningkatkeun konsistensi. "Konsistensi" ngagambarkeun kamampuh mortir Freshly dicampur ngalir tur deform dina aksi gravitasi atawa gaya éksternal. Dua sipat thickening sarta ingetan cai ngalengkepan silih. Nambahkeun jumlah luyu tina éter selulosa teu ngan bisa ngaronjatkeun kinerja ingetan cai mortir, mastikeun konstruksi lemes, tapi ogé ngaronjatkeun konsistensi mortir, nyata ngaronjatkeun kamampuh anti dispersi semén, ngaronjatkeun kinerja beungkeut antara mortir jeung matrix, sarta ngurangan fenomena sagging of mortir.

Pangaruh thickening of selulosa éter utamana asalna tina viskositas sorangan, nu gede viskositas, nu hadé pangaruh thickening, tapi lamun viskositas badag teuing, éta bakal ngurangan fluidity mortir, mangaruhan konstruksi. Faktor anu mangaruhan parobahan viskositas, sapertos beurat molekul (atanapi darajat polimérisasi) sareng konsentrasi éter selulosa, suhu larutan, laju geser, bakal mangaruhan pangaruh penebalan ahir.

Mékanisme penebalan éter selulosa utamana asalna tina hidrasi sareng entanglement antara molekul. Di hiji sisi, ranté polimér tina selulosa éter gampang pikeun ngabentuk beungkeut hidrogén jeung cai dina cai, beungkeut hidrogén ngajadikeun eta boga hidrasi tinggi; Di sisi séjén, nalika éter selulosa ditambahkeun kana mortir, éta bakal nyerep loba cai, jadi volume sorangan greatly dimekarkeun, ngurangan rohangan bébas partikel, dina waktos anu sareng selulosa éter ranté molekul intertwine saling. pikeun ngabentuk struktur jaringan tilu diménsi, partikel mortir dikurilingan di mana, teu aliran bébas. Dina basa sejen, dina dua lampah ieu, viskositas sistem ningkat, sahingga achieving efek thickening nu dipikahoyong.

4. Pangaruh éter selulosa nonionik dina morfologi jeung struktur pori semén polimér

Salaku bisa ditempo ti luhur, non-ionik selulosa éter muterkeun hiji peran penting dina polimér semén, sarta tambahan na pasti bakal mangaruhan microstructure sakabéh mortir semén. Hasilna nunjukkeun yén éter selulosa non-ionik biasana ningkatkeun porosity mortir semén, sareng jumlah pori dina ukuran 3nm ~ 350um ningkat, diantarana jumlah pori dina kisaran 100nm ~ 500nm naek paling. Pangaruh kana struktur pori mortir semén raket patalina jeung tipe sarta viskositas éter selulosa non-ionik ditambahkeun. Ou Zhihua et al. dipercaya yén nalika viskositas sarua, porositas mortir semén dirobah ku HEC leuwih leutik batan HPMc jeung Mc ditambahkeun salaku modifiers. Pikeun éter selulosa sarua, nu leuwih leutik viskositas, nu leutik porosity tina mortir semén dirobah. Ku diajar pangaruh HPMc dina aperture dewan insulasi semén foamed, Wang Yanru et al. kapanggih yén tambahan HPMC teu nyata ngarobah porosity nu, tapi nyata bisa ngurangan aperture nu. Sanajan kitu, Zhang Guodian et al. kapanggih yén leuwih gede eusi HEMc, beuki atra pangaruh dina struktur pori slurry semén. Ditambah HEMc nyata bisa ningkatkeun porosity nu, total volume pori sarta radius pori rata-rata slurry semén, tapi aréa permukaan husus tina pori nurun, sarta jumlah pori kapilér badag leuwih badag batan 50nm diaméterna naek nyata, sarta pori diwanohkeun. utamana pori-pori ditutup.

Pangaruh éter selulosa nonionik dina prosés pembentukan struktur pori bubur semén dianalisis. Ieu kapanggih yén tambahan éter selulosa utamana robah sipat fase cair. Di hiji sisi, tegangan permukaan fase cair nurun, sahingga gampang pikeun ngabentuk gelembung dina mortir semén, sarta bakal ngalambatkeun drainase fase cair jeung difusi gelembung, jadi gelembung leutik hésé ngumpulkeun kana gelembung badag tur ngurangan, jadi voidage nu. ngaronjat pisan; Di sisi anu sanésna, viskositas fase cair ningkat, anu ogé ngahambat drainase, difusi gelembung sareng ngahiji gelembung, sareng ningkatkeun kamampuan pikeun nyaimbangkeun gelembung. Ku alatan éta, mode pangaruh éter selulosa dina distribusi ukuran pori mortir semén tiasa didapet: dina rentang ukuran pori leuwih ti 100nm, gelembung bisa diwanohkeun ku cara ngurangan tegangan permukaan fase cair, sarta difusi gelembung bisa dihalangan ku ngaronjat viskositas cair; di wewengkon 30nm ~ 60nm, jumlah pori di wewengkon bisa kapangaruhan ku inhibiting ngahiji gelembung leutik.

5. Pangaruh éter selulosa nonionic dina sipat mékanis semén polimér

Sipat mékanis semén polimér raket patalina jeung morfologi na. Kalayan tambihan éter selulosa nonionik, porositasna ningkat, anu pasti gaduh pangaruh anu ngabahayakeun kana kakuatanana, khususna kakuatan compressive sareng kakuatan lentur. Ngurangan kakuatan compressive mortir semén nyata leuwih gede dibandingkeun kakuatan flexural. Ou Zhihua et al. nalungtik pangaruh tipena béda éter selulosa non-ionik dina sipat mékanis mortir semén, sarta kapanggih yén kakuatan mortir semén sélulosa éter dirobah leuwih handap tina mortir semén murni, sarta kakuatan compressive 28d panghandapna ngan 44,3% tina éta slurry semén murni. Kakuatan compressive jeung kakuatan flexural of HPMc, HEMC na MC selulosa éter dirobah téh sarupa, bari kakuatan compressive jeung kakuatan flexural HEc dirobah slurry semén dina unggal umur anu nyata luhur. Ieu raket patalina jeung viskositas atawa beurat molekul, nu leuwih luhur viskositas atawa beurat molekul éter selulosa, atawa nu leuwih gede aktivitas permukaan, nu handap kakuatan mortir semén na dirobah.

Nanging, éta ogé parantos nunjukkeun yén éter selulosa nonionik tiasa ningkatkeun kakuatan tensile, kalenturan sareng kohésibilitas mortir semén. Huang Liangen et al. kapanggih yén, bertentangan jeung hukum robah tina kakuatan compressive, kakuatan geser jeung kakuatan tensile of slurry ngaronjat kalawan kanaékan eusi selulosa éter dina mortir semén. Analisis alesan, sanggeus ditambahan éter selulosa, sarta emulsion polimér babarengan pikeun ngabentuk angka nu gede ngarupakeun pilem polimér padet, greatly ngaronjatkeun kalenturan of slurry, sarta produk hidrasi semén, semén unhydrated, fillers jeung bahan séjén kaeusi dina pilem ieu. , Pikeun mastikeun kakuatan tensile tina sistem palapis.

Dina raraga ngaronjatkeun kinerja non-ionik selulosa éter dirobah semén polimér, ngaronjatkeun sipat fisik mortir semén dina waktos anu sareng, teu nyata ngurangan sipat mékanis na, prakna dawam nyaéta pikeun cocog selulosa éter jeung admixtures séjén, ditambahkeun kana. mortir semén. Li Tao-wen et al. kapanggih yén aditif komposit diwangun ku éter selulosa jeung bubuk lem polimér teu ngan rada ningkat kakuatan bending jeung kakuatan compressive mortir, ku kituna cohesiveness jeung viskositas mortir semén leuwih cocog pikeun konstruksi palapis, tapi ogé nyata ningkat ingetan cai. Kapasitas mortir dibandingkeun sareng éter selulosa tunggal. Xu Qi et al. ditambahkeun bubuk slag, cai ngurangan agén jeung HEMc, sarta kapanggih yén cai ngurangan agén jeung bubuk mineral bisa ningkatkeun dénsitas mortir, ngurangan jumlah liang, ku kituna pikeun ngaronjatkeun kakuatan sarta modulus elastis mortir. HEMc tiasa ningkatkeun kakuatan beungkeut tensile mortir, tapi henteu saé pikeun kakuatan compressive sareng modulus elastis mortir. Yang Xiaojie et al. kapanggih yén shrinkage palastik cracking mortir semén bisa nyata ngurangan sanggeus Pergaulan HEMc jeung serat PP.

6. Kacindekan

Éter selulosa nonionik muterkeun hiji peran penting dina semén polimér, nu nyata bisa ngaronjatkeun sipat fisik (kaasup retarding koagulasi, ingetan cai, thickening), morfologi mikroskopis jeung sipat mékanis mortir semén. Seueur padamelan parantos dilakukeun dina modifikasi bahan dumasar-semén ku éter selulosa, tapi masih aya sababaraha masalah anu peryogi diajar satuluyna. Contona, dina aplikasi rékayasa praktis, saeutik perhatian anu dibayar ka rheology, sipat deformasi, stabilitas volume sarta durability bahan basis semén dirobah, sarta hubungan pakait biasa teu acan ngadegkeun kalawan éter selulosa ditambahkeun. Panalungtikan ngeunaan mékanisme migrasi polimér éter selulosa jeung produk hidrasi semén dina réaksi hidrasi masih teu cukup. Prosés aksi jeung mékanisme aditif sanyawa diwangun ku éter selulosa jeung admixtures séjén teu cukup jelas. Penambahan komposit éter selulosa sareng bahan bertulang anorganik sapertos serat gelas teu acan disampurnakeun. Sadaya ieu bakal jadi fokus panalungtikan kahareup pikeun nyadiakeun hidayah téoritis pikeun salajengna ngaronjatkeun kinerja semén polimér.