วิธีทดสอบความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์สำหรับปูนผสมแห้ง

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นสารประกอบโพลีเมอร์ที่สังเคราะห์จากเซลลูโลสธรรมชาติผ่านกระบวนการเอเทอริฟิเคชั่น และเป็นสารเพิ่มความหนาและสารกักเก็บน้ำที่ดีเยี่ยม

เซลลูโลสอีเทอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปูนผสมแห้งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคืออีเทอร์เซลลูโลสที่ไม่ใช่ไอออนิกบางชนิด รวมถึงเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (MC), ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEC), ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเทอร์ เมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEMC) ) และไฮดรอกซีโพรพิล เมทิล เซลลูโลส อีเทอร์ (HPMC) ปัจจุบันยังมีเอกสารเกี่ยวกับวิธีการวัดความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ไม่มากนัก ในประเทศของเรา มีเพียงมาตรฐานและเอกสารบางฉบับเท่านั้นที่กำหนดวิธีทดสอบความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์

การเตรียมสารละลายเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์

เมทิลเซลลูโลสอีเทอร์หมายถึงเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีกลุ่มเมทิลในโมเลกุล เช่น MC, HEMC และ HPMC เนื่องจากคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำของกลุ่มเมทิล สารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีหมู่เมทิลจึงมีคุณสมบัติการเกิดเจลเนื่องจากความร้อน กล่าวคือ พวกมันจะไม่ละลายในน้ำร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการเกิดเจล (ประมาณ 60-80°C) เพื่อป้องกันไม่ให้สารละลายเซลลูโลสอีเทอร์จับตัวเป็นก้อน ให้ตั้งน้ำร้อนให้สูงกว่าอุณหภูมิเจลประมาณ 80~90°C จากนั้นเติมผงเซลลูโลสอีเทอร์ลงในน้ำร้อน คนให้กระจายตัว กวนต่อไปและทำให้เย็นลง อุณหภูมิก็สามารถเตรียมเป็นสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ที่สม่ำเสมอได้

เพื่อหลีกเลี่ยงการรวมตัวกันของเซลลูโลสอีเทอร์ในระหว่างกระบวนการละลาย บางครั้งผู้ผลิตจะดำเนินการปรับสภาพพื้นผิวด้วยสารเคมีกับผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์ที่เป็นผงเพื่อชะลอการละลาย กระบวนการละลายเกิดขึ้นหลังจากที่เซลลูโลสอีเทอร์กระจายตัวจนหมด จึงสามารถกระจายตัวได้โดยตรงในน้ำเย็นที่มีค่า pH เป็นกลาง โดยไม่ก่อให้เกิดการจับตัวเป็นก้อน ยิ่งค่า pH ของสารละลายสูง ระยะเวลาการละลายของเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีคุณสมบัติการละลายล่าช้าก็จะยิ่งสั้นลง ปรับค่า pH ของสารละลายให้เป็นค่าที่สูงขึ้น ความเป็นด่างจะกำจัดความสามารถในการละลายที่ล่าช้าของเซลลูโลสอีเทอร์ ทำให้เซลลูโลสอีเทอร์ก่อตัวเป็นก้อนเมื่อละลาย ดังนั้น ควรเพิ่มหรือลดค่า pH ของสารละลายหลังจากที่เซลลูโลสอีเทอร์กระจายตัวจนหมด

การเตรียมสารละลายไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเทอร์

สารละลายไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEC) ไม่มีคุณสมบัติของเจลเนื่องจากความร้อน ดังนั้น HEC ที่ไม่มีการบำบัดพื้นผิวจะก่อตัวเป็นก้อนในน้ำร้อนด้วย โดยทั่วไป ผู้ผลิตจะดำเนินการปรับสภาพพื้นผิวด้วยสารเคมีบน HEC ที่เป็นผงเพื่อชะลอการละลาย เพื่อให้สามารถกระจายตัวในน้ำเย็นได้โดยตรงโดยมีค่า pH เป็นกลาง โดยไม่ก่อให้เกิดการจับตัวเป็นก้อน ในทำนองเดียวกัน ในสารละลายที่มีความเป็นด่างสูง HEC ยังสามารถก่อตัวเป็นก้อนเนื่องจากการสูญเสียความสามารถในการละลายที่ล่าช้า เนื่องจากสารละลายซีเมนต์มีความเป็นด่างหลังจากการให้ความชุ่มชื้น และค่า pH ของสารละลายอยู่ระหว่าง 12 ถึง 13 อัตราการละลายของเซลลูโลสอีเทอร์ที่ผ่านการบำบัดพื้นผิวในสารละลายซีเมนต์จึงเร็วมากเช่นกัน

บทสรุปและการวิเคราะห์

1. กระบวนการกระจายตัว

เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อเวลาทดสอบเนื่องจากการละลายช้าของสารปรับสภาพพื้นผิว ขอแนะนำให้ใช้น้ำร้อนในการเตรียม

2. กระบวนการทำความเย็น

สารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ควรกวนและทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิแวดล้อมเพื่อลดอัตราการเย็นลง ซึ่งต้องใช้เวลาทดสอบนานขึ้น

3. กระบวนการกวน

หลังจากเติมเซลลูโลสอีเทอร์ลงในน้ำร้อนแล้ว อย่าลืมคนต่อไป เมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิเจล เซลลูโลสอีเทอร์จะเริ่มละลาย และสารละลายจะค่อยๆ มีความหนืด ในเวลานี้ควรลดความเร็วในการกวนลง หลังจากที่สารละลายมีความหนืดถึงระดับหนึ่งแล้ว จะต้องยืนนิ่งนานกว่า 10 ชั่วโมงก่อนที่ฟองอากาศจะค่อยๆ ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำเพื่อแตกและหายไป

4. กระบวนการให้ความชุ่มชื้น

ควรตรวจวัดคุณภาพของเซลลูโลสอีเทอร์และน้ำอย่างแม่นยำ และพยายามอย่ารอให้สารละลายมีความหนืดสูงขึ้นก่อนจึงจะเติมน้ำ

5. การทดสอบความหนืด

เนื่องจากไทโซโทรปีของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ เมื่อทดสอบความหนืด เมื่อใส่โรเตอร์ของเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนเข้าไปในสารละลาย จะรบกวนสารละลายและส่งผลต่อผลการวัด ดังนั้นหลังจากใส่โรเตอร์เข้าไปในสารละลายแล้ว ควรปล่อยโรเตอร์ไว้ประมาณ 5 นาทีก่อนทำการทดสอบ