Gips esasly maşyn sepilen plastmassalarda aglomerasiýany azaltmak üçin täze HEMC sellýuloza efirlerini ösdürmek

Gips esasly maşyn sepilen plastmassalarda aglomerasiýany azaltmak üçin täze HEMC sellýuloza efirlerini ösdürmek

Gips esasly maşyn sepilen gips (GSP) 1970-nji ýyllardan bäri Günbatar Europeewropada giňden ulanylýar. Mehaniki pürküjiniň ýüze çykmagy, gurluşyk çykdajylaryny azaltmak bilen, gips gurluşynyň netijeliligini ýokarlandyrdy. GSP täjirleşdirmesiniň çuňlaşmagy bilen suwda erän sellýuloza efir esasy goşundy boldy. Sellýuloza efir GSP-ni suwuň gowy saklanmagy bilen üpjün edýär, bu substratyň gipsdäki çyglylygyny siňdirýär we şeýlelik bilen durnukly wagt we gowy mehaniki häsiýetlere eýe bolýar. Mundan başga-da, sellýuloza efiriniň aýratyn reologiki egrisi maşyn sepmegiň täsirini gowulaşdyryp biler we soňraky minomlary tekizlemek we gutarmak proseslerini ep-esli aňsatlaşdyryp biler.

GSP amaly programmalarynda sellýuloza efirleriniň aç-açan artykmaçlyklaryna garamazdan, sepilende gury bölekleriň döremegine goşant goşup biler. Bu gözlenmedik bölekler ýapyşmak ýa-da tortlamak diýlip hem atlandyrylýar we olar minomyň tekizlenmegine we tamamlanmagyna ýaramaz täsir edip biler. Aglomerasiýa saýtyň netijeliligini peseldip, ýokary öndürijilikli gips önümleriniň bahasyny ýokarlandyryp biler. Sellýuloza efirleriniň GSP-de bölekleriň emele gelmegine edýän täsirine has gowy düşünmek üçin, olaryň emele gelmegine täsir edýän degişli önüm parametrlerini kesgitlemäge synanyşdyk. Bu gözlegiň netijelerine esaslanyp, aglomerata meýli pes bolan sellýuloza efir önümleriniň bir toparyny taýýarladyk we amaly goşundylarda baha berdik.

Açar sözler: sellýuloza efir; gips maşyn pürküji gips; dargamak derejesi; bölejik morfologiýasy

1. Giriş

Suwda erän sellýuloza efirleri, gips esasly maşyn sepilen plastmassalarda (GSP) suw islegini kadalaşdyrmak, suwuň saklanmagyny gowulandyrmak we minomlaryň reologiki aýratynlyklaryny gowulandyrmak üçin üstünlikli ulanyldy. Şonuň üçin çygly minomyň işleýşini gowulaşdyrmaga kömek edýär we şeýlelik bilen howanyň zerur güýjüni üpjün edýär. Söwda taýdan amatly we ekologiýa taýdan arassa aýratynlyklary sebäpli gury garyndy GSP soňky 20 ýylda Europeewropada giňden ulanylýan içerki gurluşyk materialyna öwrüldi.

Gury garyndy GSP-ni garyşdyrmak we sepmek üçin enjamlar onlarça ýyl bäri üstünlikli söwda edilýär. Dürli öndürijilerden enjamlaryň käbir tehniki aýratynlyklary dürli-dürli bolsa-da, täjirçilik taýdan elýeterli ähli pürküji maşynlar, suwuň sellýuloza efirli gips gury garyndysy bilen garylmagy üçin gaty çäkli agitasiýa wagtyny berýär. Umuman, garyşyk prosesi bary-ýogy birnäçe sekunt alýar. Garylandan soň, çygly minom gowşuryş şlangyndan sorulýar we aşaky diwara sepilýär. Tutuş proses bir minutyň içinde tamamlandy. Şeýle-de bolsa, gysga wagtyň içinde sellýuloza efirleri programmada öz häsiýetlerini doly ösdürmek üçin doly dargadylmalydyr. Gips minom formulalaryna inçe ýerüsti sellýuloza efir önümlerini goşmak, bu sepmek prosesinde doly dargamagy üpjün edýär.

Inçe ýerüsti sellýuloza efir, pürküjide agitasiýa wagtynda suw bilen çaltlyk bilen yzygiderliligi döredýär. Sellýuloza efiriniň dargamagy netijesinde dörän ýapyşyklygyň ýokarlanmagy, gips sementli material bölejikleriniň bir wagtyň özünde suw bilen çyglanmagy bilen baglanyşykly problemalara sebäp bolýar. Suw galyňlaşyp başlansoň, az suwuk bolýar we gips bölejikleriniň arasyndaky kiçijik gözeneklere girip bilmeýär. Gözeneklere giriş petiklenenden soň, sementli material bölejikleriniň suw bilen çyglanmagy prosesi gijikdirilýär. Pürküjide garyşyk wagty gips bölejiklerini doly çyglamak üçin zerur bolan wagtdan has gysgady, netijede täze çygly howada gury poroşok bölekleri emele geldi. Bu bölekler emele gelenden soň, işçileriň indiki işlerde netijeliligine päsgelçilik döredýär: minomlary palçyk bilen tekizlemek gaty kyn we köp wagt alýar. Howa gurlansoňam, başda emele gelen bölekler görünip biler. Mysal üçin, gurluşyk wagtynda içindäki bölekleri örtmek, indiki döwürde görmek islemeýän garaňky ýerleriň döremegine sebäp bolar.

Sellýuloza efirleri köp ýyl bäri GSP-de goşundy hökmünde ulanylsa-da, olaryň gözlenmedik bölekleriň emele gelmegine edýän täsiri şu wagta çenli kän öwrenilmedi. Bu makala, aglomerasiýanyň düýp sebäbini sellýuloza efir nukdaýnazaryndan düşünmek üçin ulanyp boljak yzygiderli çemeleşmäni hödürleýär.

2. GSP-de gözlenmedik bölekleriň döremeginiň sebäpleri

2.1 Gips esasly gipsleri çyglamak

Gözleg meýilnamasyny döretmegiň başlangyç döwründe CSP-de bölekleriň döremeginiň birnäçe sebäpleri ýygnandy. Ondan soň, kompýuter kömegi bilen derňew arkaly, amaly tehniki çözgüdiň bardygyna ünsi jemleýär. Bu eserleriň üsti bilen GSP-de aglomeratlaryň emele gelmeginiň iň amatly çözgüdi deslapky barlagdan geçirildi. Tehniki we täjirçilik nukdaýnazaryndan, gips bölejikleriniň ýerüsti bejergisi bilen çyglylygyny üýtgetmegiň tehniki ugry aradan aýrylýar. Söwda nukdaýnazaryndan, bar bolan enjamlary pürküji enjamlar bilen suw bilen howanyň ýeterlik derejede garyşmagyny üpjün edip biljek ýörite garyşyk kamerasy bilen çalyşmak pikiri aradan aýrylýar.

Anotherene bir wariant, gips gips formulalarynda goşundy hökmünde çygly serişdeleri ulanmak we munuň üçin eýýäm patent tapdyk. Şeýle-de bolsa, bu goşundynyň goşulmagy gipsiň işleýşine hökmany suratda ýaramaz täsir edýär. Has möhümi, howanyň fiziki aýratynlyklaryny, esasanam gatylygy we güýjüni üýtgedýär. Şonuň üçin biz muňa çuňňur göz aýlamadyk. Mundan başga-da, çygly serişdeleriň goşulmagy daşky gurşawa ýaramaz täsir edip biler.

Sellýuloza efiriniň eýýäm gips esasly gips formulasynyň bir bölegidigini göz öňünde tutup, sellýuloza efirini optimizirlemek saýlanyp boljak iň oňat çözgüt bolýar. Şol bir wagtyň özünde, suwuň saklanyş aýratynlyklaryna täsir etmeli ýa-da ulanylýan gipsiň reologiki aýratynlyklaryna ýaramaz täsir etmeli däldir. Öň teklip edilen çaklamalara esaslanyp, GSP-de çygly däl tozanlaryň emele gelmegi, sellýuloza efirleriniň eriş aýratynlyklaryna gözegçilik etmek bilen, sellýuloza efirleriniň ýelimliliginiň aşa çalt ýokarlanmagy bilen baglanyşyklydyr. .

2.2 Sellýuloza efiriniň ereýän wagty

Sellýuloza efirleriniň dargamak tizligini haýallatmagyň aňsat usuly granular derejeli önümleri ulanmakdyr. GSP-de bu çemeleşmäni ulanmagyň esasy kemçiligi, gaty gaty bölejikleriň pürküjide gysga 10 sekuntlyk agitasiýa penjiresinde doly eremezligi, bu bolsa suwuň saklanmagynyň ýitmegine sebäp bolýar. Mundan başga-da, indiki tapgyrda çözülmedik sellýuloza efiriniň çişmegi, gipsden soň galyňlaşmagyna sebäp bolar we gurluşyk işine täsir eder, bu biziň görmek islemeýän zadymyz.

Sellýuloza efirleriniň dargamak derejesini peseltmegiň başga bir usuly, sellýuloza efirleriniň ýüzüni glikoksal bilen tersine baglanyşdyrmakdyr. Şeýle-de bolsa, biri-birine bagly reaksiýa pH bilen dolandyrylýanlygy sebäpli, sellýuloza efirleriniň eriş tizligi töweregindäki suw ergininiň pH-sine gaty baglydyr. Gaplanan hek bilen garylan GSP ulgamynyň pH bahasy gaty ýokary, üstündäki glýoksalyň birleşdiriji baglanyşyklary suw bilen baglanyşandan soň çalt açylýar we ýapyşyklyk derrew ýokarlanyp başlaýar. Şonuň üçin şeýle himiki bejergiler GSP-de eriş tizligini gözegçilikde saklamakda rol oýnap bilmez.

Sellýuloza efirleriniň dargamak wagty hem olaryň bölejik morfologiýasyna baglydyr. Şeýle-de bolsa, täsiri gaty möhüm bolsa-da, şu wagta çenli kän bir ünsi çekmedi. Olaryň yzygiderli çyzykly eriş tizligi bar [kg / (m2)•s)], şonuň üçin olaryň dargamagy we ýelimliligi bar bolan ýüzüne proporsionaldyr. Sellýuloza bölejikleriniň morfologiýasynyň üýtgemegi bilen bu dereje ep-esli üýtgäp biler. Hasaplamalarymyzda 5 sekunt garyşandan soň doly ýapyşyklygyň (100%) ýetilendigi çak edilýär.

Dürli bölejik morfologiýalarynyň hasaplamalary, sferik bölejikleriň garyşyk wagtynyň ýarysynda soňky ýapyşygyň 35% ýapyşygyny görkezdi. Şol bir wagtyň özünde hasa şekilli sellýuloza efir bölejikleri diňe 10% -e ýetip biler. Disk görnüşindäki bölejikler şondan soň eräp başlady2,5 sekunt.

GSP-de sellýuloza efirleri üçin ideal çözüliş aýratynlyklary hem bar. Başdaky ýapyşykly gurluşy 4,5 sekuntdan gowrak gijikdiriň. Ondan soň, garyşyk wagtdan 5 sekundyň içinde iň soňky ýapyşyklyga ýetmek üçin ýelimlilik çalt artdy. GSP-de şeýle uzak gijikdirilen dargamak wagty ulgamyň pes ýapyşykly bolmagyna mümkinçilik döredýär we goşulan suw gips bölejiklerini doly çyglap ​​biler we bölejikleriň arasyndaky gözeneklere hiç hili päsgelçiliksiz girip biler.

3. Sellýuloza efiriniň bölejik morfologiýasy

3.1 Bölejik morfologiýasyny ölçemek

Sellýuloza efir bölejikleriniň görnüşi erginlige şeýle uly täsir edýändigi sebäpli, ilki bilen sellýuloza efir bölejikleriniň görnüşini beýan edýän parametrleri kesgitlemeli, soňra çygly dälleriň arasyndaky tapawutlary kesgitlemeli, aglomeratlaryň emele gelmegi aýratyn möhüm parametrdir .

Dinamiki şekil derňew usuly bilen sellýuloza efiriniň bölejik morfologiýasyny aldyk. Sellýuloza efirleriniň bölejik morfologiýasy SYMPATEC sanly şekil analizatoryny (Germaniýada öndürildi) we ýörite programma üpjünçiligi derňew gurallaryny ulanyp doly häsiýetlendirilip bilner. Bölejikleriň şekiliniň iň möhüm parametrleri LEFI (50,3) hökmünde görkezilen süýümleriň ortaça uzynlygy we DIFI (50,3) hökmünde görkezilen ortaça diametri tapyldy. Süýümiň ortaça uzynlygy belli bir ýaýradylan sellýuloza efir bölejiginiň doly uzynlygy hasaplanýar.

Adatça süýümiň ortaça diametri DIFI ýaly bölejikleriň paýlanyş maglumatlary bölejikleriň sanyna (0 bilen görkezilýär), uzynlyga (1 bilen bellenýär), meýdana (2 bilen bellenýär) ýa-da göwrüme (3 bilen görkezilýär) görä hasaplanyp bilner. Bu kagyzdaky bölejikleriň ähli ölçegleri göwrüme esaslanýar we şonuň üçin 3 goşulma bilen görkezilýär. Mysal üçin, DIFI-de (50,3) 3 ses paýlanyşyny, 50 bölejikleriň paýlanyş egrisiniň 50% görkezilen bahadan kiçi, galan 50% görkezilen bahadan has uludygyny aňladýar. Sellýuloza efir bölejikleriniň şekili maglumatlary mikrometrlerde (µm) berilýär.

3.2 Bölejik morfologiýasy optimizasiýasyndan soň sellýuloza efir

Bölejikleriň üstündäki täsirini göz öňünde tutup, taýaga meňzeş bölejik şekilli sellýuloza efir bölejikleriniň dargamak wagty süýümiň ortaça diametri DIFI (50,3) -e baglydyr. Bu çaklama esaslanyp, sellýuloza efirleriniň üstünde işlemek, poroşokyň erginini gowulandyrmak üçin ortaça süýüm diametri DIFI (50,3) bolan önümleri almaga gönükdirildi.

Şeýle-de bolsa, süýümiň ortaça uzynlygy DIFI (50,3) ýokarlanmagy bölejikleriň ortaça ululygynyň artmagyna garaşylmaýar. Iki parametri bilelikde köpeltmek, mehaniki pürkmegiň adaty 10 sekuntlyk agitasiýa wagtynyň içinde gaty uly bölejiklere sebäp bolar.

Şonuň üçin ideal gidroksietilmetilseluloza (HEMC) süýümiň ortaça uzynlygy LEFI (50,3) saklamak bilen has uly süýüm diametri DIFI (50,3) bolmalydyr. Kämilleşdirilen HEMC öndürmek üçin täze sellýuloza efir önümçiligini ulanýarys. Bu önümçilik prosesinde alnan suwda erän sellýuloza efiriniň bölejik görnüşi, önümçilik üçin çig mal hökmünde ulanylýan sellýulozanyň bölejik görnüşinden düýpgöter tapawutlanýar. Başgaça aýdylanda, önümçilik prosesi sellýuloza efiriniň bölejik şekilli dizaýnynyň önümçilik çig malyna garaşsyz bolmagyna mümkinçilik berýär.

Üç sany elektron mikroskop şekili: adaty prosesde öndürilen sellýuloza efiriniň biri we adaty proses gural önümlerine garanyňda DIFI (50,3) has uly diametri bolan täze prosesde öndürilen sellýuloza efiriniň biri. Şeýle hem bu iki önümiň önümçiliginde ulanylýan inçe ýer sellýulozasynyň morfologiýasy görkezilýär.

Adaty prosesde öndürilen sellýuloza we sellýuloza efiriniň elektron mikrograflaryny deňeşdireniňde, ikisiniň meňzeş morfologiki aýratynlyklarynyň bardygyny tapmak aňsat. Iki suratdaky bölejikleriň köpüsi, adatça uzyn, inçe gurluşlary görkezýär, bu himiki reaksiýa ýüze çykandan soň hem esasy morfologiki aýratynlyklaryň üýtgemändigini görkezýär. Reaksiýa önümleriniň bölejik morfologiýa aýratynlyklarynyň çig mal bilen ýokary baglanyşygy aýdyňdyr.

Täze prosesde öndürilen sellýuloza efiriniň morfologiki aýratynlyklarynyň düýpgöter tapawutlydygy, ortaça diametri DIFI (50,3) barlygy we esasan inçe we uzyn bölejikler tegelek gysga we galyň bölejik şekillerini görkezýändigi anyklandy. sellýuloza çig malynda ýok bolup gitdi diýen ýaly.

Bu şekil, täze prosesiň netijesinde öndürilen sellýuloza efirleriniň bölejik morfologiýasynyň sellýuloza çig malynyň morfologiýasy bilen baglanyşykly däldigini - çig malyň morfologiýasy bilen soňky önümiň arasyndaky baglanyşygyň ýokdugyny görkezýär.

4. HEMC bölejik morfologiýasynyň GSP-de gözlenmedik bölekleriň döremegine täsiri

GSP, iş mehanizmi baradaky çaklamamyzyň (has uly diametri DIFI (50,3) bolan sellýuloza efir önümini ulanmak islenmeýän aglomerasiýany azaldar) baradaky çaklamamyzyň dogrudygyny barlamak üçin synag edildi. Bu synaglarda ortaça diametri DIFI (50,3) 37 µm-den 52 µm çenli bolan HEMC-ler ulanyldy. Bölejik morfologiýasyndan başga faktorlaryň täsirini azaltmak üçin gips gips bazasy we beýleki goşundylar üýtgemedi. Sellýuloza efiriniň ýapyşygy synag wagtynda hemişe saklandy (60,000mPa.s, 2% suwly ergin, HAAKE reometri bilen ölçelýär).

Programma synaglarynda sepmek üçin täjirçilik taýdan elýeterli gips pürküji (PFT G4) ulanyldy. Diwara ulanylandan soň derrew gips minomynyň gözlenmedik bölekleriniň emele gelmegine baha beriň. Gipsleýiş amalynyň dowamynda bu etapda ýapyşmagy bahalandyrmak önümiň öndürijiliginiň tapawudyny has gowy görkezer. Synagda tejribeli işçiler, 1-i iň gowusy, 6-sy iň erbet bolmagy bilen, ýygnanan ýagdaýa baha berdiler.

Synag netijeleri, süýümiň ortaça diametri DIFI (50,3) bilen ýapyşmagyň görkezijisiniň arasyndaky baglanyşygy aýdyň görkezýär. Has uly DIFI (50,3) bolan sellýuloza efir önümleriniň kiçi DIFI (50,3) önümlerinden öňe geçendigi baradaky çaklamamyza laýyk gelýär, 52 µm bolan DIFI (50,3) üçin ortaça bal 2 (gowy), DIFI bolanlar ( 37µm we 40µm aralygy 50,3) 5 (şowsuzlyk) gazandy.

Garaşylyşy ýaly, GSP programmalarynda ýapyşmak, ulanylýan sellýuloza efiriniň ortaça diametri DIFI (50,3) -e ep-esli baglydyr. Mundan başga-da, öňki çekişmede ähli morfologiki parametrleriň arasynda DIFI (50,3) sellýuloza efir tozanlarynyň dargamak wagtyna güýçli täsir edendigi aýdylýar. Bu bölejik morfologiýasy bilen ýokary baglanyşygy bolan sellýuloza efiriniň eremegiň wagtynyň GSP-de bölekleriň döremegine täsir edýändigini tassyklaýar. Has uly DIFI (50,3) poroşokyň has uzak eremegine sebäp bolýar, bu bolsa aglomerasiýa mümkinçiligini ep-esli azaldar. Şeýle-de bolsa, poroşokyň eremeginiň wagty, sellýuloza efiriniň pürküji enjamlaryň garyşýan döwründe doly eremegini kynlaşdyrar.

Ortaça süýüm diametri DIFI (50,3) sebäpli optimallaşdyrylan eriş profiline eýe bolan täze HEMC önümi, diňe bir gips poroşokyny has gowy çyglamak bilen çäklenmän, suwuň saklanyşyna täsir etmeýär. önüm. EN 459-2 laýyklykda ölçenen suwuň saklanyşy, DIFI (50,3) bilen 37µm-den 52µm-e çenli şol bir ýapyşykly HEMC önümlerinden tapawudy ýok. 5 minut 60 minutdan soň ähli ölçegler grafada görkezilen zerur çäklere girýär.

Şeýle-de bolsa, DIFI (50,3) gaty ulalsa, sellýuloza efir bölejikleriniň indi doly ermejekdigi tassyklandy. Bu 59 µM önümiň DIFI (50,3) synagy geçirilende tapyldy. Suwy saklamak synagy 5 minutdan soň, esasanam 60 minutdan soň talap edilýän iň pes derejäni ýerine ýetirip bilmedi.

5. Gysgaça mazmun

Sellýuloza efirleri GSP formulalarynda möhüm goşundylardyr. Bu ýerdäki gözleg we önüm öndürmek işi, sellýuloza efirleriniň bölejik morfologiýasy bilen mehaniki pürkülende gözegçilik edilmedik bölekleriň emele gelmeginiň arasyndaky baglanyşyga seredýär. Sellýuloza efir poroşokynyň eremegiň wagty gips pudrasynyň suw bilen çyglanmagyna täsir edýär we şeýlelik bilen bölekleriň emele gelmegine täsir edýär diýen çaklama esaslanýar.

Eremegiň wagty sellýuloza efiriniň bölejik morfologiýasyna baglydyr we sanly şekil derňew gurallary arkaly alynyp bilner. GSP-de, ortaça diametri DIFI (50,3) bolan sellýuloza efirleri, poroşok eritme aýratynlyklaryny optimallaşdyrdy, suwuň gips bölejiklerini düýpli çyglamagy üçin has köp wagt berdi, şeýlelik bilen optimal aglomerasiýa mümkinçiligini berdi. Sellýuloza efiriniň bu görnüşi täze önümçilik prosesi arkaly öndürilýär we onuň bölejik görnüşi önümçilik üçin çig malyň asyl görnüşine bagly däldir.

Süýümiň ortaça diametri DIFI (50,3) ýapylmagyna gaty möhüm täsir edýär, bu önümi ýerinde pürkmek üçin täjirçilik taýdan sepilen gips bazasyna goşmak bilen tassyklandy. Mundan başga-da, bu meýdan pürküji synaglary laboratoriýa netijelerimizi tassyklady: uly DIFI (50,3) bilen iň oňat öndürijilikli sellýuloza efir önümleri GSP agitasiýasynyň wagt penjiresinde doly ereýärdi. Şonuň üçin bölejikleriň görnüşini gowulandyrandan soň iň oňat anti-tort häsiýetine eýe bolan sellýuloza efir önümi, suwuň asyl saklanyşyny dowam etdirýär.