اتر سلولز در ملات مخلوط خشک چه نقشی دارد؟

سلولز اتر یک پلیمر مصنوعی است که از سلولز طبیعی به عنوان ماده اولیه با اصلاح شیمیایی ساخته شده است. سلولز اتر مشتقی از سلولز طبیعی است، تولید اتر سلولز و پلیمر مصنوعی متفاوت است، اساسی ترین ماده آن سلولز، ترکیبات پلیمری طبیعی است. به دلیل خاص بودن ساختار طبیعی سلولز، سلولز خود توانایی واکنش با عامل اتریف کننده را ندارد. اما پس از درمان عامل تورم، پیوندهای هیدروژنی قوی بین زنجیره‌های مولکولی و زنجیره‌ها از بین رفت و فعالیت گروه هیدروکسیل با قابلیت واکنش به سلولز قلیایی رها شد و اتر سلولز از واکنش عامل اتریف کننده - گروه OH به داخل سلولز به دست آمد. - یا گروه.

خواص اترهای سلولزی به نوع، تعداد و توزیع جانشین ها بستگی دارد. طبقه بندی اتر سلولز نیز بر اساس نوع جانشین ها، درجه اتریفیکاسیون، حلالیت و کاربردهای مرتبط قابل طبقه بندی است. با توجه به نوع جانشین های موجود در زنجیره مولکولی، می توان آن را به اتر منفرد و اتر مخلوط تقسیم کرد. MC معمولا به عنوان یک اتر منفرد استفاده می شود، در حالی که HPmc یک اتر مخلوط است. متیل سلولز اتر MC یک واحد گلوکز سلولزی طبیعی روی هیدروکسیل متوکسید است که با فرمول ساختار محصول جایگزین شده است [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر HPmc یک واحد در هیدروکسیل است. از متوکسید جایگزین شده، بخش دیگری از محصول جایگزین هیدروکسی پروپیل، فرمول ساختاری [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X و هیدروکسی اتیل متیل سلولز اتر HEmc، که به طور گسترده در بازار استفاده می شود و به فروش می رسد.

از حلالیت را می توان به نوع یونی و نوع غیر یونی تقسیم کرد. اتر سلولز غیر یونی محلول در آب عمدتا از آلکیل اتر و هیدروکسیل آلکیل اتر دو سری از انواع تشکیل شده است. Ionic Cmc عمدتا در مواد شوینده مصنوعی، نساجی، چاپ، مواد غذایی و بهره برداری نفت استفاده می شود. MC غیر یونی، HPmc، HEMc و موارد دیگر عمدتا در مصالح ساختمانی، پوشش های لاتکس، پزشکی، شیمی روزانه و سایر جنبه ها استفاده می شود. به عنوان عامل ضخیم کننده، عامل حفظ آب، تثبیت کننده، پخش کننده، عامل تشکیل فیلم.

احتباس آب اتر سلولزی

در تولید مصالح ساختمانی به ویژه ملات مخلوط خشک، اتر سلولز نقشی بی بدیل دارد، به ویژه در تولید ملات مخصوص (ملات اصلاح شده)، جزء ضروری است.

نقش مهم اتر سلولز محلول در آب در ملات عمدتاً دارای سه جنبه است، یکی قابلیت نگهداری آب عالی، دوم تأثیر قوام ملات و تیکسوتروپی و سوم برهمکنش با سیمان.

حفظ آب اتر سلولزی، به پایه هیدروسکوپی، ترکیب ملات، ضخامت لایه ملات، نیاز آب ملات، زمان تراکم مواد میعان بستگی دارد. احتباس آب اتر سلولز از حلالیت و کم آبی خود اتر سلولز ناشی می شود. به خوبی شناخته شده است که زنجیره های مولکولی سلولز، اگرچه حاوی تعداد زیادی گروه OH بسیار هیدراته هستند، به دلیل ساختار بسیار کریستالی خود در آب نامحلول هستند. توانایی هیدراتاسیون گروه های هیدروکسیل به تنهایی برای پرداخت پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی قوی و نیروهای واندروالس کافی نیست. هنگامی که جایگزین ها به زنجیره مولکولی وارد می شوند، نه تنها جانشین ها زنجیره هیدروژنی را از بین می برند، بلکه پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره ای نیز به دلیل چسباندن جانشین ها بین زنجیره های مجاور شکسته می شوند. هر چه جانشین ها بزرگتر باشند، فاصله بین مولکول ها بیشتر است. بیشتر تخریب اثر پیوند هیدروژنی، گسترش شبکه سلولز، محلول به اتر سلولز محلول در آب می شود، تشکیل محلول با ویسکوزیته بالا. با افزایش دما، هیدراتاسیون پلیمر کاهش می یابد و آب بین زنجیره ها خارج می شود. هنگامی که اثر کم آبی کافی باشد، مولکول ها شروع به تجمع می کنند و ژل در یک شبکه سه بعدی جمع می شود. عوامل موثر بر احتباس آب ملات شامل ویسکوزیته اتر سلولز، دوز، ظرافت ذرات و دمای سرویس است.

هرچه ویسکوزیته اتر سلولز بیشتر باشد، عملکرد احتباس آب بهتر، ویسکوزیته محلول پلیمری است. وزن مولکولی (درجه پلیمریزاسیون) پلیمر نیز توسط طول و مورفولوژی ساختار مولکولی زنجیره تعیین می شود و توزیع تعداد جایگزین ها مستقیماً بر دامنه ویسکوزیته تأثیر می گذارد. [eta] = کیلومتر آلفا

ویسکوزیته ذاتی محلول های پلیمری

وزن مولکولی پلیمر M

ثابت مشخصه پلیمر α

ضریب محلول ویسکوزیته K

ویسکوزیته محلول پلیمر به وزن مولکولی پلیمر بستگی دارد. ویسکوزیته و غلظت محلول های اتر سلولز با کاربردهای مختلفی مرتبط است. بنابراین، هر اتر سلولز دارای بسیاری از مشخصات ویسکوزیته مختلف، تنظیم ویسکوزیته نیز عمدتا از طریق تخریب سلولز قلیایی، یعنی شکستگی زنجیره مولکولی سلولز برای رسیدن به.

برای اندازه ذرات، هرچه ذره ریزتر باشد، احتباس آب بهتر است. ذرات بزرگ سلولز اتر در تماس با آب، سطح بلافاصله حل می شود و ژلی را تشکیل می دهد تا مواد را بپیچد تا از ادامه نفوذ مولکول های آب جلوگیری شود، گاهی اوقات هم زدن طولانی مدت نمی تواند به طور یکنواخت پراکنده شود، حل می شود، تشکیل یک محلول لخته گلی یا آگلومره حلالیت اتر سلولز یکی از عوامل انتخاب اتر سلولز است.

ضخیم شدن و تیکسوتروپی اتر سلولز

دومین اثر ضخیم شدن اتر سلولز به: درجه پلیمریزاسیون اتر سلولز، غلظت محلول، سرعت برش، دما و سایر شرایط بستگی دارد. خاصیت ژل شدن محلول منحصر به آلکیل سلولز و مشتقات اصلاح شده آن است. ویژگی های ژل شدن به درجه جایگزینی، غلظت محلول و مواد افزودنی مربوط می شود. برای مشتقات اصلاح شده هیدروکسیل آلکیل، خواص ژل نیز با درجه اصلاح هیدروکسیل آلکیل مرتبط است. برای غلظت محلول MC و HPmc با ویسکوزیته کم می توان محلول با غلظت 10٪ - 15٪، MC و HPmc با ویسکوزیته متوسط ​​را می توان محلول 5٪ - 10٪ و MC و HPmc با ویسکوزیته بالا فقط 2٪ -3٪ تهیه کرد. محلول، و معمولاً ویسکوزیته اتر سلولز نیز با محلول 1٪ -2٪ درجه بندی می شود. بازده ضخیم کننده اتر سلولز با وزن مولکولی بالا، غلظت محلول یکسان، پلیمرهای با وزن مولکولی مختلف دارای ویسکوزیته متفاوت هستند، ویسکوزیته و وزن مولکولی را می توان به صورت زیر بیان کرد، [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905، DPn میانگین است. درجه پلیمریزاسیون بالا اتر سلولز با وزن مولکولی کم برای افزودن بیشتر برای دستیابی به ویسکوزیته هدف. ویسکوزیته آن کمتر به نرخ برش وابسته است، ویسکوزیته بالا برای دستیابی به ویسکوزیته هدف، مقدار مورد نیاز برای افزودن کمتر، ویسکوزیته به بازده ضخیم شدن بستگی دارد. بنابراین، برای دستیابی به یک قوام خاص، مقدار مشخصی اتر سلولز (غلظت محلول) و ویسکوزیته محلول باید تضمین شود. دمای ژل شدن محلول با افزایش غلظت محلول به صورت خطی کاهش می یابد و ژل شدن در دمای اتاق پس از رسیدن به غلظت مشخصی رخ می دهد. HPmc غلظت ژل شدن بالایی در دمای اتاق دارد.

قوام را می توان با انتخاب اندازه ذرات و اترهای سلولزی با درجات مختلف اصلاح تنظیم کرد. به اصطلاح اصلاح، معرفی گروه هیدروکسیل آلکیل در درجه معینی از جایگزینی بر روی ساختار اسکلت MC است. با تغییر مقادیر جایگزینی نسبی دو جایگزین، یعنی مقادیر جایگزینی نسبی DS و MS گروه‌های متوکسی و هیدروکسیل. خواص مختلف اتر سلولز با تغییر مقادیر جایگزینی نسبی دو نوع جایگزین مورد نیاز است.

رابطه بین سازگاری و اصلاح در شکل 5، افزودن اتر سلولز بر مصرف آب ملات تأثیر می گذارد و نسبت آب به چسب آب و سیمان را تغییر می دهد که اثر غلیظ کننده است. هر چه دوز بالاتر باشد، مصرف آب بیشتر است.

اترهای سلولزی مورد استفاده در مصالح ساختمانی پودری باید به سرعت در آب سرد حل شوند و قوام مناسبی را برای سیستم فراهم کنند. اگر نرخ برشی معین هنوز لخته و کلوئیدی باشد، محصولی نامرغوب یا بی کیفیت است.

همچنین یک رابطه خطی خوب بین قوام دوغاب سیمان و دوز اتر سلولز وجود دارد، اتر سلولز می تواند ویسکوزیته ملات را تا حد زیادی افزایش دهد، هر چه دوز بیشتر باشد، اثر واضح تر است.

محلول آبی اتر سلولز با ویسکوزیته بالا دارای تیکسوتروپی بالایی است که یکی از خصوصیات اتر سلولز است. محلول های آبی پلیمرهای نوع Mc معمولاً دارای سیالیت کاذب پلاستیکی و غیر تیکسوتروپیک کمتر از دمای ژل خود هستند، اما خواص جریان نیوتنی در نرخ برش کم دارند. شبه پلاستیسیته با افزایش وزن مولکولی یا غلظت اتر سلولز افزایش می یابد و مستقل از نوع و درجه جانشین است. بنابراین، اترهای سلولزی با درجه ویسکوزیته یکسان، اعم از MC، HPmc یا HEMc، تا زمانی که غلظت و دما ثابت بماند، همیشه خواص رئولوژیکی یکسانی را نشان می‌دهند. هنگامی که دما افزایش می یابد، ژل ساختاری تشکیل می شود و جریان تیکسوتروپیک بالا رخ می دهد. اترهای سلولزی با غلظت بالا و ویسکوزیته کم حتی زیر دمای ژل تیکسوتروپی را نشان می دهند. این خاصیت برای ساخت ملات ساختمانی برای تنظیم جریان و خاصیت آویز جریان آن سود زیادی دارد. در اینجا لازم به توضیح است که هرچه ویسکوزیته اتر سلولز بیشتر باشد، احتباس آب بهتر است، اما هر چه ویسکوزیته بالاتر باشد، وزن مولکولی نسبی اتر سلولز بیشتر می شود، حلالیت آن کاهش می یابد که تأثیر منفی بر روی سلولز دارد. غلظت ملات و عملکرد ساخت و ساز هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد، اثر ضخیم شدن ملات آشکارتر است، اما این یک رابطه کاملاً متناسب نیست. برخی از اتر سلولز با ویسکوزیته کم، اما اصلاح شده در بهبود استحکام ساختاری ملات مرطوب عملکرد عالی تری دارند، با افزایش ویسکوزیته، حفظ آب اتر سلولز بهبود یافته است.