اجزای ضروری اتر سلولز در مصالح ساختمانی چیست؟

اتر سلولز یک افزودنی مهم مصالح ساختمانی است که به طور گسترده در ملات ساختمانی، پودر بتونه، پوشش و سایر محصولات برای بهبود خواص فیزیکی و عملکرد ساختمانی مواد استفاده می شود. اجزای اصلی اتر سلولز شامل ساختار پایه سلولز و جایگزین های معرفی شده توسط اصلاح شیمیایی است که به آن حلالیت، ضخیم شدن، حفظ آب و خواص رئولوژیکی منحصر به فردی می دهد.

1. ساختار پایه سلولز

سلولز یکی از رایج ترین پلی ساکاریدها در طبیعت است که عمدتاً از الیاف گیاهی به دست می آید. این جزء اصلی اتر سلولز است و ساختار و خواص اساسی آن را تعیین می کند. مولکول های سلولز از واحدهای گلوکز تشکیل شده اند که با پیوندهای β-1،4-گلیکوزیدی به هم متصل شده اند تا یک ساختار زنجیره ای بلند را تشکیل دهند. این ساختار خطی به سلولز استحکام بالا و وزن مولکولی بالا می دهد، اما حلالیت آن در آب ضعیف است. به منظور بهبود حلالیت سلولز در آب و انطباق با نیازهای مصالح ساختمانی، سلولز نیاز به اصلاح شیمیایی دارد.

2. جایگزین ها - اجزای کلیدی واکنش اتریفیکاسیون

خواص منحصربه‌فرد اتر سلولز عمدتاً توسط جانشین‌هایی حاصل می‌شود که توسط واکنش اتریفیکاسیون بین گروه هیدروکسیل (-OH) سلولز و ترکیبات اتر معرفی می‌شوند. جایگزین های رایج شامل متوکسی (-OCH3)، اتوکسی (-OC2H5) و هیدروکسی پروپیل (-CH2CHOHCH3) می باشد. معرفی این جایگزین ها باعث تغییر حلالیت، غلیظ شدن و حفظ آب سلولز می شود. با توجه به جایگزین های مختلف معرفی شده، اترهای سلولز را می توان به متیل سلولز (MC)، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) و انواع دیگر تقسیم کرد.

متیل سلولز (MC): متیل سلولز با وارد کردن جایگزین های متیل (-OCH3) به گروه های هیدروکسیل در مولکول سلولز تشکیل می شود. این اتر سلولزی خاصیت حلالیت در آب و قوام دهندگی خوبی دارد و به طور گسترده در ملات خشک، چسب ها و پوشش ها استفاده می شود. MC دارای حفظ آب عالی است و به کاهش اتلاف آب در مصالح ساختمانی کمک می کند و چسبندگی و استحکام ملات و پودر بتونه را تضمین می کند.

هیدروکسی اتیل سلولز (HEC): هیدروکسی اتیل سلولز با وارد کردن جایگزین های هیدروکسی اتیل (-OC2H5) تشکیل می شود که آن را محلول در آب و مقاوم در برابر نمک می کند. HEC معمولاً در پوشش‌های مبتنی بر آب، رنگ‌های لاتکس و افزودنی‌های ساختمانی استفاده می‌شود. دارای خواص ضخیم کنندگی و تشکیل فیلم است و می تواند عملکرد ساخت و ساز مواد را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC): هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با معرفی همزمان هیدروکسی پروپیل (-CH2CHOHCH3) و جایگزین های متیل تشکیل می شود. این نوع اتر سلولزی در مصالح ساختمانی مانند ملات خشک، چسب‌های کاشی و سیستم‌های عایق دیوار خارجی، نگهداری آب، روان‌کنندگی و عملکرد عالی را نشان می‌دهد. HPMC همچنین مقاومت خوبی در برابر دما و یخ زدگی دارد، بنابراین می تواند عملکرد مصالح ساختمانی را در شرایط آب و هوایی شدید بهبود بخشد.

3. حلالیت در آب و غلیظ شدن

حلالیت اتر سلولز در آب به نوع و درجه جایگزینی جانشین بستگی دارد (یعنی تعداد گروه های هیدروکسیل جایگزین شده در هر واحد گلوکز). درجه جایگزینی مناسب مولکول های سلولز را قادر می سازد تا یک محلول یکنواخت در آب تشکیل دهند و به ماده خاصیت ضخیم کنندگی خوبی می دهد. در مصالح ساختمانی، اترهای سلولزی به عنوان ضخیم‌کننده می‌توانند ویسکوزیته ملات را افزایش داده، از لایه‌بندی و جداسازی مصالح جلوگیری کنند و در نتیجه عملکرد ساخت و ساز را بهبود بخشند.

4. احتباس آب

حفظ آب اتر سلولز برای کیفیت مصالح ساختمانی بسیار مهم است. در محصولاتی مانند ملات و پودر بتونه، اتر سلولز می تواند یک لایه آب متراکم بر روی سطح ماده تشکیل دهد تا از تبخیر سریع آب جلوگیری کند و در نتیجه زمان باز بودن و کارایی مواد را افزایش دهد. این نقش مهمی در بهبود استحکام پیوند و جلوگیری از ترک خوردن دارد.

5. رئولوژی و عملکرد ساخت و ساز

افزودن اتر سلولز به طور قابل توجهی خواص رئولوژیکی مصالح ساختمانی را بهبود می بخشد، یعنی رفتار جریان و تغییر شکل مواد تحت نیروهای خارجی. این می تواند حفظ آب و روانکاری ملات را بهبود بخشد، قابلیت پمپاژ و سهولت ساخت مواد را افزایش دهد. در فرآیند ساخت و ساز مانند پاشش، تراشیدن و سنگ تراشی، اتر سلولز به کاهش مقاومت و بهبود راندمان کار کمک می کند و در عین حال پوشش یکنواخت و بدون افتادگی را تضمین می کند.

6. سازگاری و حفاظت از محیط زیست

اتر سلولزی سازگاری خوبی با انواع مصالح ساختمانی از جمله سیمان، گچ، آهک و غیره دارد. در طول فرآیند ساخت، برای اطمینان از پایداری مصالح، با سایر اجزای شیمیایی واکنش نامطلوبی نشان نخواهد داد. علاوه بر این، اتر سلولز یک افزودنی سبز و سازگار با محیط زیست است که عمدتا از الیاف گیاهی طبیعی مشتق شده است، برای محیط زیست بی ضرر است و الزامات حفاظت از محیط زیست مصالح ساختمانی مدرن را برآورده می کند.

7. سایر مواد اصلاح شده

به منظور بهبود بیشتر عملکرد اتر سلولز، سایر مواد اصلاح شده ممکن است در تولید واقعی معرفی شوند. به عنوان مثال، برخی از تولیدکنندگان با ترکیب شدن با سیلیکون، پارافین و سایر مواد، مقاومت اتر سلولز در برابر آب و مقاومت در برابر آب و هوا را افزایش می دهند. افزودن این مواد اصلاح شده معمولاً برای برآورده ساختن الزامات کاربردی خاص، مانند افزایش ضد نفوذپذیری و دوام مواد در پوشش های دیوار خارجی یا ملات های ضد آب است.

اتر سلولز به عنوان یک جزء مهم در مصالح ساختمانی دارای خواص چند منظوره از جمله ضخیم شدن، حفظ آب و بهبود خواص رئولوژیکی است. اجزای اصلی آن ساختار پایه سلولز و جایگزین های معرفی شده توسط واکنش اتریفیکاسیون هستند. انواع مختلف اترهای سلولزی به دلیل تفاوت در جانشین هایشان کاربردها و عملکردهای متفاوتی در مصالح ساختمانی دارند. اترهای سلولزی نه تنها می توانند عملکرد ساخت و ساز مصالح را بهبود بخشند، بلکه کیفیت کلی و عمر مفید ساختمان ها را نیز بهبود می بخشند. بنابراین، اترهای سلولزی چشم انداز کاربرد گسترده ای در مصالح ساختمانی مدرن دارند.