Celulozes ētera veiktspēja un tā pielietošana javā.

Gatavā javā celulozes ētera pievienošanas daudzums ir ļoti mazs, taču tas var būtiski uzlabot mitrās javas veiktspēju, un tā ir galvenā piedeva, kas ietekmē javas konstrukcijas veiktspēju. Saprātīga dažādu šķirņu, dažādas viskozitātes, dažāda daļiņu izmēra, dažādas viskozitātes pakāpes un pievienotā daudzuma celulozes ēteru izvēle pozitīvi ietekmēs sausās pulvera javas veiktspējas uzlabošanos. Pašlaik daudzām mūra un apmetuma javām ir slikta ūdens aiztures spēja, un ūdens virca atdalīsies pēc dažām stāvēšanas minūtēm. Ūdens aizture ir svarīga metilcelulozes ētera veiktspēja, un tā ir arī veiktspēja, kurai pievērš uzmanību daudzi vietējie sausā maisījuma javas ražotāji, īpaši tie, kas atrodas dienvidu reģionos ar augstu temperatūru. Faktori, kas ietekmē sausā maisījuma javas ūdens aiztures efektu, ir pievienotais MC daudzums, MC viskozitāte, daļiņu smalkums un lietošanas vides temperatūra.

1. Koncepcija
Celulozes ēteris ir sintētisks polimērs, kas izgatavots no dabiskās celulozes, ķīmiski modificējot. Celulozes ēteris ir dabiskās celulozes atvasinājums. Celulozes ētera ražošana atšķiras no sintētiskiem polimēriem. Tās pamatmateriāls ir celuloze, dabisks polimēru savienojums. Celulozes dabiskās struktūras īpatnību dēļ pati celuloze nespēj reaģēt ar ēterizācijas aģentiem. Taču pēc uzbriedinātāja apstrādes tiek iznīcinātas stiprās ūdeņraža saites starp molekulārajām ķēdēm un ķēdēm, un hidroksilgrupas aktīvā izdalīšanās kļūst par reaktīvu sārmu celulozi. Iegūstiet celulozes ēteri.

Celulozes ēteru īpašības ir atkarīgas no aizvietotāju veida, skaita un sadalījuma. Celulozes ēteru klasifikācija balstās arī uz aizvietotāju veidu, ēterizācijas pakāpi, šķīdību un saistītajām pielietojuma īpašībām. Atkarībā no molekulārās ķēdes aizvietotāju veida to var iedalīt monoēterī un jauktā ēterī. MC, ko mēs parasti izmantojam, ir monoēteris, un HPMC ir jaukts ēteris. Metilcelulozes ēteris MC ir produkts pēc tam, kad dabiskās celulozes glikozes vienībā esošā hidroksilgrupa ir aizstāta ar metoksi. Tas ir produkts, ko iegūst, daļu vienības hidroksilgrupas aizstājot ar metoksigrupu un citu daļu ar hidroksipropilgrupu. Strukturālā formula ir [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroksietilmetilcelulozes ēteris HEMC, šīs ir galvenās šķirnes, ko plaši izmanto un pārdod tirgū.

Šķīdības ziņā to var iedalīt jonu un nejonu. Ūdenī šķīstošie nejonu celulozes ēteri galvenokārt sastāv no divām alkilēteru un hidroksialkilēteru sērijām. Jonu CMC galvenokārt izmanto sintētiskos mazgāšanas līdzekļos, tekstilizstrādājumu apdrukā un krāsošanā, pārtikas un naftas izpētē. Nejonu MC, HPMC, HEMC uc galvenokārt izmanto celtniecības materiālos, lateksa pārklājumos, medicīnā, ikdienas ķīmiskajās vielās utt. Izmanto kā biezinātāju, ūdeni aizturošu līdzekli, stabilizatoru, disperģētāju un plēvi veidojošo līdzekli.

Otrkārt, celulozes ētera ūdens aizture
Celulozes ētera ūdens aizture: Būvmateriālu, īpaši sausās pulvera javas ražošanā, celulozes ēteris spēlē neaizvietojamu lomu, īpaši speciālas javas (modificētas javas) ražošanā, tas ir neaizstājams un svarīgs komponents .

Ūdenī šķīstošā celulozes ētera svarīgajai lomai javā galvenokārt ir trīs aspekti, viens ir lieliska ūdens aiztures spēja, otrs ir ietekme uz javas konsistenci un tiksotropiju, un trešais ir mijiedarbība ar cementu. Celulozes ētera ūdens aiztures efekts ir atkarīgs no pamatslāņa ūdens uzsūkšanas, javas sastāva, javas slāņa biezuma, javas ūdens pieprasījuma un sacietēšanas materiāla sacietēšanas laika. Paša celulozes ētera ūdens aizture rodas no paša celulozes ētera šķīdības un dehidratācijas. Kā mēs visi zinām, lai gan celulozes molekulārā ķēde satur lielu skaitu ļoti hidratējamu OH grupu, tā nešķīst ūdenī, jo celulozes struktūrai ir augsta kristāliskuma pakāpe.

Ar hidroksilgrupu hidratācijas spēju vien nepietiek, lai aptvertu spēcīgās ūdeņraža saites un van der Vālsa spēkus starp molekulām. Tāpēc tas tikai uzbriest, bet nešķīst ūdenī. Kad aizvietotājs tiek ievadīts molekulārajā ķēdē, ne tikai aizvietotājs iznīcina ūdeņraža ķēdi, bet arī starpķēžu ūdeņraža saite tiek iznīcināta, jo aizvietotājs tiek iespīlēts starp blakus esošajām ķēdēm. Jo lielāks ir aizvietotājs, jo lielāks ir attālums starp molekulām. Jo lielāks attālums. Jo lielāks ir ūdeņraža saišu iznīcināšanas efekts, celulozes ēteris kļūst ūdenī šķīstošs pēc tam, kad celulozes režģis izplešas un šķīdums iekļūst, veidojot augstas viskozitātes šķīdumu. Kad temperatūra paaugstinās, polimēra hidratācija vājinās, un ūdens starp ķēdēm tiek izvadīts. Kad dehidratācijas efekts ir pietiekams, molekulas sāk agregēties, veidojot trīsdimensiju tīkla struktūras gēlu un izlocoties.

Faktori, kas ietekmē javas ūdens aizturi, ir celulozes ētera viskozitāte, pievienošanas daudzums, daļiņu smalkums un lietošanas temperatūra:

Jo lielāka ir celulozes ētera viskozitāte, jo labāka ir ūdens aiztures spēja. Viskozitāte ir svarīgs MC veiktspējas parametrs. Pašlaik dažādi MC ražotāji izmanto dažādas metodes un instrumentus MC viskozitātes mērīšanai. Galvenās metodes ir Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde un Brookfield. Vienam un tam pašam produktam viskozitātes rezultāti, kas izmērīti ar dažādām metodēm, ir ļoti atšķirīgi, un dažiem pat atšķirības ir divkāršas. Tāpēc, salīdzinot viskozitāti, tas jāveic, izmantojot vienas un tās pašas pārbaudes metodes, tostarp temperatūru, rotoru utt.

Vispārīgi runājot, jo augstāka ir viskozitāte, jo labāks ir ūdens aiztures efekts. Tomēr, jo augstāka ir MC viskozitāte un lielāka molekulmasa, atbilstoša tā šķīdības samazināšanās negatīvi ietekmēs javas izturību un konstrukcijas veiktspēju. Jo augstāka viskozitāte, jo acīmredzamāka ir javas sabiezēšanas ietekme, taču tā nav tieši proporcionāla. Jo lielāka viskozitāte, jo viskozāka būs mitrā java, tas ir, būvniecības laikā tā izpaužas kā pielipšana pie skrāpja un augsta saķere ar pamatni. Taču nav lietderīgi palielināt pašas mitrās javas strukturālo izturību. Būvniecības laikā pretslīdes veiktspēja nav acīmredzama. Gluži pretēji, daži vidējas un zemas viskozitātes, bet modificētie metilcelulozes ēteri lieliski uzlabo mitrās javas strukturālo izturību.

Jo lielāks ir javai pievienots celulozes ētera daudzums, jo labāka ir ūdens aiztures spēja, un jo augstāka ir viskozitāte, jo labāka ir ūdens aiztures spēja.

Attiecībā uz daļiņu izmēru, jo smalkāka ir daļiņa, jo labāka ir ūdens aizture. Pēc tam, kad lielās celulozes ētera daļiņas nonāk saskarē ar ūdeni, virsma nekavējoties izšķīst un veido želeju, kas iesaiņo materiālu, lai novērstu ūdens molekulu turpmāku infiltrāciju. Dažreiz to nevar vienmērīgi izkliedēt un izšķīdināt pat pēc ilgstošas ​​maisīšanas, veidojot duļķainu flokulējošu šķīdumu vai aglomerāciju. Tas lielā mērā ietekmē celulozes ētera ūdens aizturi, un šķīdība ir viens no celulozes ētera izvēles faktoriem.

Smalkums ir arī svarīgs metilcelulozes ētera veiktspējas rādītājs. Sausai pulvera javai izmantotajai MC ir jābūt pulverveida ar zemu ūdens saturu, un smalkumam ir nepieciešams arī 20% ~ 60% no daļiņu izmēra, kas ir mazāks par 63 um. Smalkums ietekmē metilcelulozes ētera šķīdību. Rupjais MC parasti ir granulēts, un to ir viegli izšķīdināt ūdenī bez aglomerācijas, taču šķīšanas ātrums ir ļoti lēns, tāpēc tas nav piemērots lietošanai sausā pulvera javā. Sausā pulvera javā MC tiek izkliedēts starp cementējošiem materiāliem, piemēram, pildvielām, smalku pildvielu un cementu, un tikai pietiekami smalks pulveris var izvairīties no metilcelulozes ētera aglomerācijas, sajaucot ar ūdeni. Ja MC pievieno ūdenim, lai izšķīdinātu aglomerātus, to ir ļoti grūti izkliedēt un izšķīdināt.

MC rupjais smalkums ir ne tikai izšķērdīgs, bet arī samazina javas lokālo izturību. Uzklājot šādu sauso pulvera javu lielā laukumā, vietējās sausās pulvera javas cietēšanas ātrums tiks ievērojami samazināts, un dažādu cietēšanas laiku dēļ radīsies plaisas. Izsmidzināmajai javai ar mehānisko konstrukciju smalkuma prasība ir augstāka, jo ir mazāks sajaukšanas laiks.

MC smalkumam ir arī zināma ietekme uz tā ūdens aizturi. Vispārīgi runājot, metilcelulozes ēteriem ar tādu pašu viskozitāti, bet atšķirīgu smalkumu ar tādu pašu pievienošanas daudzumu, jo smalkāks, jo smalkāks, jo labāks ūdens aiztures efekts.

MC ūdens aizture ir saistīta arī ar izmantoto temperatūru, un metilcelulozes ētera ūdens aizture samazinās, paaugstinoties temperatūrai. Tomēr faktiskajos materiālu lietojumos sausā pulvera java bieži tiek uzklāta uz karstām pamatnēm augstā temperatūrā (augstākā par 40 grādiem) daudzās vidēs, piemēram, ārsienu špakteles apmešana saulē vasarā, kas bieži paātrina cementa sacietēšanu un sacietēšanu. sausā pulvera java. Ūdens aiztures ātruma samazināšanās rada acīmredzamu sajūtu, ka tiek ietekmēta gan apstrādājamība, gan izturība pret plaisām, un šādos apstākļos ir īpaši svarīgi samazināt temperatūras faktoru ietekmi.

Lai gan šobrīd tiek uzskatīts, ka metilhidroksietilcelulozes ētera piedevas ir tehnoloģiskās attīstības priekšgalā, to atkarība no temperatūras tomēr novedīs pie sausās pulvera javas veiktspējas pavājināšanās. Lai gan metilhidroksietilcelulozes daudzums ir palielināts (vasaras formula), apstrādājamība un izturība pret plaisām joprojām neatbilst lietošanas vajadzībām. Izmantojot īpašu MC apstrādi, piemēram, palielinot ēterizācijas pakāpi utt., ūdens aiztures efektu var uzturēt augstākā temperatūrā, lai tas varētu nodrošināt labāku veiktspēju skarbos apstākļos.

3. Celulozes ētera sabiezēšana un tiksotropija
Celulozes ētera sabiezēšana un tiksotropija: Otrā celulozes ētera funkcija — sabiezēšanas efekts ir atkarīgs no: celulozes ētera polimerizācijas pakāpes, šķīduma koncentrācijas, bīdes ātruma, temperatūras un citiem apstākļiem. Šķīduma želejas īpašība ir unikāla alkilcelulozei un tās modificētajiem atvasinājumiem. Želēšanas īpašības ir saistītas ar aizstāšanas pakāpi, šķīduma koncentrāciju un piedevām. Hidroksialkilmodificētiem atvasinājumiem gēla īpašības ir saistītas arī ar hidroksialkilgrupas modifikācijas pakāpi. Zemas viskozitātes MC un HPMC var pagatavot 10–15% šķīdumu, vidējas viskozitātes MC un HPMC var pagatavot 5–10% šķīdumu, savukārt augstas viskozitātes MC un HPMC var pagatavot tikai 2–3% šķīdumu, un parasti celulozes ētera viskozitātes klasifikāciju klasificē arī pēc 1%-2% šķīduma.

Augstas molekulmasas celulozes ēterim ir augsta sabiezēšanas efektivitāte. Vienā un tajā pašā koncentrācijas šķīdumā polimēriem ar dažādu molekulmasu ir atšķirīga viskozitāte. Augsta pakāpe. Mērķa viskozitāti var sasniegt, tikai pievienojot lielu daudzumu zemas molekulmasas celulozes ētera. Tās viskozitāte ir maz atkarīga no bīdes ātruma, un augstā viskozitāte sasniedz mērķa viskozitāti, un nepieciešamais pievienošanas daudzums ir mazs, un viskozitāte ir atkarīga no sabiezēšanas efektivitātes. Tāpēc, lai sasniegtu noteiktu konsistenci, ir jāgarantē noteikts celulozes ētera daudzums (šķīduma koncentrācija) un šķīduma viskozitāte. Arī šķīduma gēla temperatūra lineāri samazinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai, un saželē istabas temperatūrā pēc noteiktas koncentrācijas sasniegšanas. HPMC želejas koncentrācija istabas temperatūrā ir salīdzinoši augsta.

Konsistenci var regulēt arī izvēloties daļiņu izmēru un izvēloties celulozes ēterus ar dažādu modifikācijas pakāpi. Tā sauktā modifikācija ir ieviest zināmu hidroksialkilgrupu aizstāšanas pakāpi MC skeleta struktūrā. Mainot abu aizvietotāju relatīvās aizvietošanas vērtības, tas ir, metoksi un hidroksialkilgrupu relatīvās aizvietošanas vērtības DS un ms, ko mēs bieži sakām. Dažādas celulozes ētera veiktspējas prasības var iegūt, mainot abu aizvietotāju relatīvās aizstāšanas vērtības.

Saikne starp konsistenci un modifikāciju: celulozes ētera pievienošana ietekmē javas ūdens patēriņu, mainot ūdens un cementa ūdens saistvielas attiecību, ir sabiezēšanas efekts, jo lielāka deva, jo lielāks ūdens patēriņš.

Celulozes ēteriem, ko izmanto pulverveida būvmateriālos, ātri jāizšķīst aukstā ūdenī un jānodrošina sistēmai piemērota konsistence. Ar noteiktu bīdes ātrumu tas joprojām kļūst flokulēts un koloidāls bloks, kas ir nestandarta vai sliktas kvalitātes produkts.
Pastāv arī laba lineāra attiecība starp cementa pastas konsistenci un celulozes ētera devu. Celulozes ēteris var ievērojami palielināt javas viskozitāti. Jo lielāka deva, jo acīmredzamāks efekts. Augstas viskozitātes celulozes ētera ūdens šķīdumam ir augsta tiksotropija, kas ir arī galvenā celulozes ētera īpašība. MC polimēru ūdens šķīdumiem parasti ir pseidoplastiska un netiksotropa plūstamība zem to želejas temperatūras, bet Ņūtona plūsmas īpašības pie zemiem bīdes ātrumiem. Pseidoplastiskums palielinās līdz ar celulozes ētera molekulmasu vai koncentrāciju neatkarīgi no aizvietotāja veida un aizvietošanas pakāpes. Tāpēc vienas viskozitātes pakāpes celulozes ēteriem, neatkarīgi no MC, HPMC, HEMC, vienmēr būs vienādas reoloģiskās īpašības, ja vien koncentrācija un temperatūra tiek uzturēta nemainīga.

Paaugstinot temperatūru, veidojas strukturāli gēli, un rodas ļoti tiksotropas plūsmas. Augstas koncentrācijas un zemas viskozitātes celulozes ēteri uzrāda tiksotropiju pat zem gēla temperatūras. Šis īpašums ir liels ieguvums izlīdzināšanas un noslīdēšanas regulēšanai būvjavas konstrukcijā. Šeit jāpaskaidro, jo augstāka ir celulozes ētera viskozitāte, jo labāka ir ūdens aizture, bet jo augstāka viskozitāte, jo lielāka ir celulozes ētera relatīvā molekulmasa un attiecīgi samazinās tā šķīdība, kas negatīvi ietekmē. par javas koncentrāciju un konstrukcijas veiktspēju. Jo augstāka viskozitāte, jo acīmredzamāka ir javas sabiezēšanas ietekme, taču tā nav pilnībā proporcionāla. Neliela vidēja un zema viskozitāte, bet modificētajam celulozes ēterim ir labāki rādītāji, uzlabojot mitrās javas strukturālo izturību. Palielinoties viskozitātei, uzlabojas celulozes ētera ūdens aizture. 4. Celulozes ētera aizkavēšana

Celulozes ētera aizkavēšana: trešā celulozes ētera funkcija ir aizkavēt cementa hidratācijas procesu. Celulozes ēteris piešķir javai dažādas labvēlīgas īpašības, kā arī samazina cementa agrīno hidratācijas siltumu un aizkavē cementa hidratācijas dinamisko procesu. Tas ir nelabvēlīgi javas izmantošanai aukstos reģionos. Šo aizkavējošo efektu izraisa celulozes ētera molekulu adsorbcija uz hidratācijas produktiem, piemēram, CSH un ca(OH)2. Pateicoties poru šķīduma viskozitātes palielināšanai, celulozes ēteris samazina jonu mobilitāti šķīdumā, tādējādi aizkavējot hidratācijas procesu.