اتر سلولز در ملات خشک شده چه نقشی ایفا می کند؟

اتر سلولز یک پلیمر مصنوعی است که از طریق سلولز طبیعی از طریق اصلاح شیمیایی ساخته شده است. اتر سلولز مشتق سلولز طبیعی است. تولید اتر سلولز با پلیمرهای مصنوعی متفاوت است. اساسی ترین ماده آن سلولز ، یک ترکیب پلیمری طبیعی است. با توجه به خاصیت ساختار سلولز طبیعی ، خود سلولز توانایی واکنش با عوامل اتریکاسیون را ندارد. با این حال ، پس از درمان ماده تورم ، پیوندهای هیدروژن قوی بین زنجیره های مولکولی و زنجیرها از بین می روند و انتشار فعال گروه هیدروکسیل به یک سلولز قلیایی واکنشی تبدیل می شود. اتر سلولز را بدست آورید.

خواص اترهای سلولز به نوع ، تعداد و توزیع جایگزین ها بستگی دارد. طبقه بندی اترهای سلولز نیز بر اساس نوع جایگزین ها ، درجه اتریشناسیون ، حلالیت و خصوصیات کاربردی مرتبط است. با توجه به نوع جایگزین های موجود در زنجیره مولکولی ، می توان آن را به تک اتر و اتر مخلوط کرد. ما معمولاً از MC به عنوان مونو اتر و HPMC به عنوان اتر مخلوط استفاده می کنیم. متیل سلولز اتر MC محصول پس از گروه هیدروکسیل در واحد گلوکز سلولز طبیعی توسط گروه متیوکسی جایگزین می شود. فرمول ساختاری [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] x است که با جایگزینی بخشی از گروه هیدروکسیل بر روی واحد با یک گروه متیوکسی و بخش دیگری با یک گروه هیدروکسی پروپیل به دست می آید. فرمول ساختاری [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] X است که هیدروکسی اتیل متیل سلولز اتر وجود دارد ، که انواع اصلی آنها به طور گسترده مورد استفاده و فروخته شده در بازار هستند.

از نظر حلالیت ، می توان آن را به یونی و غیر یونی تقسیم کرد. اترهای سلولز غیر یونی محلول در آب به طور عمده از دو سری اترهای آلکیل و اترهای هیدروکسیالکیل تشکیل شده اند. CMC یونی عمدتاً در مواد شوینده مصنوعی ، چاپ و رنگ آمیزی نساجی ، اکتشاف مواد غذایی و روغن استفاده می شود. MC غیر یونی ، HPMC ، HEMC و غیره به طور عمده در مصالح ساختمانی ، رنگ لاتکس ، دارو ، شیمیایی روزانه و غیره استفاده می شود. به عنوان ضخیم کننده ، عامل نگهدارنده آب ، تثبیت کننده ، پراکندگی و تشکیل دهنده فیلم.

احتباس آب اتر سلولز

در تولید مصالح ساختمانی ، به ویژه ملات های خشک شده ، سلولز اتر نقش غیر قابل تعویض دارد ، به خصوص در تولید ملات ویژه (ملات اصلاح شده) ، این یک مؤلفه ضروری و مهم است.

نقش مهم اتر سلولز محلول در آب در ملات عمدتاً دارای سه جنبه است ، یکی ظرفیت احتباس آب عالی ، دیگری تأثیر بر قوام و تیکسوتروپی ملات و سوم تعامل با سیمان است.

اثر احتباس آب اتر سلولز به جذب آب لایه پایه ، ترکیب ملات ، ضخامت لایه ملات ، تقاضای آب ملات و زمان تعیین مواد تنظیم بستگی دارد. احتباس آب اتر سلولز از حلالیت و کم آبی بدن خود اتر سلولز ناشی می شود. به خوبی شناخته شده است که اگرچه زنجیره مولکولی سلولز حاوی تعداد زیادی از گروه های OH بسیار هیدراتراست است ، اما در آب محلول نیست ، زیرا ساختار سلولز دارای درجه بالایی از تبلور است. توانایی هیدراتاسیون گروههای هیدروکسیل به تنهایی برای پوشاندن پیوندهای هیدروژن قوی و نیروهای ون در والس بین مولکول ها کافی نیست. بنابراین ، فقط متورم می شود اما در آب حل نمی شود. هنگامی که یک جایگزین به زنجیره مولکولی وارد می شود ، نه تنها جایگزین زنجیره هیدروژن را از بین می برد ، بلکه پیوند هیدروژن بین کین به دلیل گود کردن جایگزین بین زنجیره های مجاور از بین می رود. هرچه جایگزین بزرگتر باشد ، فاصله بین مولکول ها بیشتر می شود. فاصله بیشتر اثر از بین بردن پیوندهای هیدروژن بیشتر ، اتر سلولز پس از گسترش شبکه سلولز و ورود محلول ، محلول در آب می شود و محلول را تشکیل می دهد. با افزایش دما ، هیدراتاسیون پلیمر ضعیف می شود و آب بین زنجیرها بیرون می رود. هنگامی که اثر کم آبی کافی است ، مولکول ها شروع به جمع می کنند و یک ژل ساختار شبکه سه بعدی تشکیل می دهند و به هم می ریزند. عوامل مؤثر بر احتباس آب ملات شامل ویسکوزیته اتر سلولز ، مقدار اضافه شده ، ظرافت ذرات و دمای استفاده است.

هرچه ویسکوزیته اتر سلولز بالاتر باشد ، عملکرد احتباس آب بهتر و ویسکوزیته محلول پلیمر نیز بیشتر می شود. بسته به وزن مولکولی (درجه پلیمریزاسیون) پلیمر ، با طول زنجیره ای از ساختار مولکولی و شکل زنجیره نیز تعیین می شود و توزیع انواع و مقادیر جایگزین ها نیز به طور مستقیم بر دامنه ویسکوزیته آن تأثیر می گذارد.

[η] = کیلومتر α

[η] ویسکوزیته ذاتی محلول پلیمری

وزن مولکولی پلیمری M

α ثابت مشخصه پلیمر

ضریب محلول ویسکوزیته K

ویسکوزیته محلول پلیمری به وزن مولکولی پلیمر بستگی دارد. ویسکوزیته و غلظت محلول اتر سلولز مربوط به کاربرد در زمینه های مختلف است. بنابراین ، هر اتر سلولز مشخصات ویسکوزیته مختلفی دارد ، و تنظیم ویسکوزیته عمدتاً با تخریب سلولز قلیایی ، یعنی شکستن زنجیره های مولکولی سلولز تحقق می یابد.

از شکل 1.2 مشاهده می شود که هرچه میزان اتر سلولز به ملات اضافه شود ، عملکرد احتباس آب بهتر و ویسکوزیته بیشتر می شود ، عملکرد احتباس آب بهتر می شود.

برای اندازه ذرات ، هرچه ذرات ظریف تر باشد ، هرچه آب حفظ شود ، شکل 3 را مشاهده کنید. گاهی اوقات حتی پس از هم زدن طولانی مدت ، نمی توان به طور یکنواخت پراکنده و حل شد و یک محلول فلوک و ابری ابری ایجاد کرد. این امر تا حد زیادی بر احتباس آب اتر سلولز آن تأثیر می گذارد و حلالیت یکی از عوامل انتخاب اتر سلولز است.

ضخیم شدن و تیکسوتروپی اتر سلولز

عملکرد دوم اتر سلولز - ضخیم شدن بستگی به این دارد: درجه پلیمریزاسیون اتر سلولز ، غلظت محلول ، میزان برشی ، دما و سایر شرایط. خاصیت ژل کننده محلول منحصر به فرد برای آلکیل سلولز و مشتقات اصلاح شده آن است. خصوصیات ژل مربوط به میزان تعویض ، غلظت محلول و مواد افزودنی است. برای مشتقات اصلاح شده هیدروکسیالکیل ، خواص ژل نیز به درجه اصلاح هیدروکسیالکیلیل مربوط می شود. برای MC و HPMC با ویسکوزیته کم ، می توان محلول غلظت 10 ٪ -15 ٪ را تهیه کرد ، می توان محلول 5 ٪ -10 ٪ را برای ویسکوزیته متوسط ​​MC و HPMC تهیه کرد و محلول 2 ٪ -3 ٪ می تواند برای ویسکوزیته MC و HPMC تهیه شود و معمولاً طبقه بندی ویسکوزیته اتر سلولز نیز با 1 ٪ -2 ٪ محلول درجه بندی می شود. اتر سلولز با وزن بالا دارای راندمان ضخیم بالا است. پلیمرهای دارای وزن مولکولی مختلف در محلول غلظت یکسان ویسکوزیته متفاوتی دارند. درجه بالا ویسکوزیته هدف فقط با افزودن مقدار زیادی از اتر با وزن مولکولی کم قابل دستیابی است. ویسکوزیته آن وابستگی کمی به میزان برشی دارد و ویسکوزیته بالا به ویسکوزیته هدف می رسد و مقدار اضافی مورد نیاز اندک است و ویسکوزیته به راندمان ضخیم بستگی دارد. بنابراین ، برای دستیابی به یک قوام خاص ، مقدار مشخصی از اتر سلولز (غلظت محلول) و ویسکوزیته محلول باید تضمین شود. دمای ژل محلول نیز با افزایش غلظت محلول به صورت خطی کاهش می یابد و ژل ها در دمای اتاق پس از رسیدن به غلظت خاص. غلظت ژل HPMC در دمای اتاق بیشتر است.

قوام همچنین می تواند با انتخاب اندازه ذرات و انتخاب اترهای سلولز با درجات مختلف اصلاح تنظیم شود. به اصطلاح اصلاح ، معرفی درجه خاصی از تعویض گروه های هیدروکسیالکیل در ساختار اسکلت MC است. با تغییر مقادیر جایگزینی نسبی دو جایگزین ، یعنی مقادیر جایگزینی نسبی DS و MS گروه های متیوکسی و هیدروکسیالکیل که اغلب می گوییم. الزامات مختلف عملکرد اتر سلولز را می توان با تغییر مقادیر جایگزینی نسبی دو جایگزین بدست آورد.

از شکل 4 می توان رابطه قوام و اصلاح را مشاهده کرد. افزودن اتر سلولز در شکل 5 بر مصرف آب ملات تأثیر می گذارد و نسبت آب به سیمان را تغییر می دهد ، که اثر ضخیم کننده است. هرچه دوز بیشتر باشد ، مصرف آب بیشتر می شود.

اترهای سلولز مورد استفاده در مصالح ساختمانی پودر باید به سرعت در آب سرد حل شوند و یک قوام مناسب برای سیستم فراهم کنند. اگر میزان برشی خاصی داشته باشد ، هنوز هم به بلوک فلوک و کلوئیدی تبدیل می شود ، که یک محصول عادی یا با کیفیت است.

همچنین بین قوام خمیر سیمان و دوز اتر سلولز رابطه خطی خوبی وجود دارد. اتر سلولز می تواند ویسکوزیته ملات را تا حد زیادی افزایش دهد. هرچه دوز بزرگتر باشد ، اثر آشکارتر خواهد بود ، شکل 6 را ببینید.

محلول آبی اتر سلولز با ویسکوزیته بالا دارای تیکسوتروپی بالایی است ، که همچنین ویژگی اصلی اتر سلولز است. محلول های آبی پلیمرهای نوع MC معمولاً دارای سیالیت شبه پلاستیک و غیر تیکوتروپیک زیر دمای ژل خود هستند ، اما خاصیت جریان نیوتنی با نرخ برشی پایین. شبه پلاستیکی با وزن مولکولی یا غلظت اتر سلولز ، صرف نظر از نوع جایگزین و درجه تعویض افزایش می یابد. بنابراین ، اترهای سلولز با همان درجه ویسکوزیته ، بدون توجه به MC ، HPMC ، HEMC ، همیشه خواص رئولوژیکی یکسانی را نشان می دهند تا زمانی که غلظت و دما ثابت نگه داشته شود. ژلهای ساختاری هنگام افزایش دما شکل می گیرند و جریان های بسیار تیکسوتروپیک رخ می دهد. غلظت بالا و اترهای سلولز ویسکوزیته کم نشان می دهد که حتی در زیر دمای ژل تیکسوتروپی را نشان می دهد. این خاصیت برای تعدیل سطح بندی و خستگی در ساخت ملات ساختمان از مزیت بسیار خوبی برخوردار است. در اینجا باید توضیح داد که هرچه ویسکوزیته اتر سلولز بیشتر باشد ، احتباس آب بهتر می شود ، اما ویسکوزیته بیشتر ، وزن مولکولی نسبی اتر سلولز و کاهش مربوط به محلول آن ، که تأثیر منفی بر غلظت ملات و عملکرد ساخت و ساز دارد ، بیشتر می شود. هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد ، اثر ضخیم کننده بر ملات آشکارتر است ، اما کاملاً متناسب نیست. برخی از ویسکوزیته متوسط ​​و کم ، اما اتر سلولز اصلاح شده عملکرد بهتری در بهبود استحکام ساختاری ملات مرطوب دارد. با افزایش ویسکوزیته ، احتباس آب اتر سلولز بهبود می یابد.