Бэлэн зуурмагт целлюлозын эфирийн нэмэлт хэмжээ маш бага боловч нойтон зуурмагийн гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулж болох бөгөөд энэ нь зуурмагийн барилгын гүйцэтгэлд нөлөөлдөг гол нэмэлт юм.Янз бүрийн сорт, өөр өөр зуурамтгай чанар, өөр өөр ширхэгийн хэмжээ, өөр өөр зуурамтгай чанар, нэмсэн хэмжээгээр целлюлозын эфирийг оновчтой сонгох нь хуурай нунтаг зуурмагийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад эерэг нөлөө үзүүлнэ.Одоогийн байдлаар олон өрлөг, шавардлагын зуурмаг нь ус хадгалах чадвар муутай бөгөөд усны зутан хэдхэн минут зогссоны дараа сална.Ус хадгалах нь метил целлюлозын эфирийн чухал үзүүлэлт бөгөөд энэ нь дотоодын хуурай хольцын олон үйлдвэрлэгчид, ялангуяа өндөр температуртай өмнөд бүс нутгуудад анхаарлаа хандуулдаг гүйцэтгэл юм.Хуурай хольцын ус хадгалах нөлөөнд нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд нь нэмсэн MC-ийн хэмжээ, MC-ийн зуурамтгай чанар, тоосонцрын нарийн чанар, хэрэглээний орчны температур зэрэг орно.
1. Үзэл баримтлал
Целлюлозын эфир нь байгалийн целлюлозоос химийн өөрчлөлтөөр хийсэн нийлэг полимер юм.Целлюлозын эфир нь байгалийн целлюлозын дериватив юм.Целлюлозын эфирийн үйлдвэрлэл нь синтетик полимерээс ялгаатай.Түүний хамгийн үндсэн материал нь байгалийн полимер нэгдэл болох целлюлоз юм.Байгалийн целлюлозын бүтцийн онцлогоос шалтгаалан целлюлоз өөрөө эфиржүүлэгч бодисуудтай урвалд орох чадваргүй байдаг.Гэсэн хэдий ч хаван үүсгэгч бодисыг эмчилсний дараа молекулын гинж ба гинж хоорондын хүчтэй устөрөгчийн холбоо устаж, гидроксил бүлгийн идэвхтэй ялгаралт нь реактив шүлтийн целлюлоз болж хувирдаг.Целлюлозын эфирийг авна.
Целлюлозын эфирийн шинж чанар нь орлуулагчийн төрөл, тоо, тархалтаас хамаарна.Целлюлозын эфирийн ангилал нь орлуулагчийн төрөл, эфиржилтийн зэрэг, уусах чадвар болон холбогдох хэрэглээний шинж чанарт суурилдаг.Молекулын гинжин хэлхээний орлуулагчийн төрлөөс хамааран моноэфир ба холимог эфирт хуваагдана.Бидний ихэвчлэн ашигладаг MC нь моноэфир, HPMC нь холимог эфир юм.Метил целлюлозын эфир MC нь байгалийн целлюлозын глюкозын нэгж дэх гидроксил бүлгийг метоксиоор орлуулсаны дараа үүссэн бүтээгдэхүүн юм.Энэ нь нэгж дээрх гидроксил бүлгийн нэг хэсгийг метокси бүлэг, өөр хэсгийг гидроксипропилийн бүлгээр орлуулах замаар гаргаж авсан бүтээгдэхүүн юм.Бүтцийн томьёо нь [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Гидроксиэтил метил целлюлозын эфир HEMC бөгөөд эдгээр нь зах зээлд өргөн хэрэглэгддэг, худалдаалагдаж байгаа гол сортууд юм.
Уусах чадварын хувьд ион ба ион бус гэж хоёр ангилж болно.Усанд уусдаг ион бус целлюлозын эфир нь үндсэндээ алкилийн болон гидроксиалкилийн хоёр цувралаас тогтдог.Ионы CMC нь ихэвчлэн синтетик угаалгын нунтаг, нэхмэлийн хэвлэх, будах, хүнс, газрын тосны хайгуул зэрэгт ашиглагддаг.Ионы бус MC, HPMC, HEMC гэх мэтийг барилгын материал, латекс бүрээс, эм, өдөр тутмын химийн бодис зэрэгт голчлон хэрэглэдэг. Өтгөрүүлэгч, ус тогтоогч, тогтворжуулагч, тараагч, хальс үүсгэгч болгон ашигладаг.
Хоёрдугаарт, целлюлозын эфирийн ус хадгалах
Целлюлозын эфирийн ус хадгалах: Барилгын материалын үйлдвэрлэл, ялангуяа хуурай нунтаг зуурмаг, целлюлозын эфир нь онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг, ялангуяа тусгай зуурмаг (өөрчлөгдсөн зуурмаг) үйлдвэрлэхэд зайлшгүй чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Зуурмаг дахь усанд уусдаг целлюлозын эфирийн чухал үүрэг нь үндсэндээ гурван талтай бөгөөд нэг нь маш сайн ус хадгалах чадвар, нөгөө нь зуурмагийн тууштай байдал, тиксотропид үзүүлэх нөлөө, гурав дахь нь цементтэй харилцан үйлчлэх явдал юм.Целлюлозын эфирийн ус хадгалах нөлөө нь үндсэн давхаргын ус шингээлт, зуурмагийн найрлага, зуурмагийн давхаргын зузаан, зуурмагийн усны хэрэгцээ, хатууруулах материалын хатуурлын хугацаа зэргээс хамаарна.Целлюлозын эфирийг ус хадгалах нь өөрөө целлюлозын эфирийн уусах чадвар, усгүйжүүлэлтээс үүсдэг.Бидний мэдэж байгаагаар целлюлозын молекулын гинж нь маш их хэмжээний чийгшүүлэх чадвартай OH бүлгүүдийг агуулдаг боловч целлюлозын бүтэц нь өндөр талстлаг шинж чанартай байдаг тул усанд уусдаггүй.
Зөвхөн гидроксил бүлгүүдийн чийгшүүлэх чадвар нь молекулуудын хоорондох хүчтэй устөрөгчийн холбоо болон ван дер Ваалсын хүчийг нөхөхөд хангалтгүй юм.Тиймээс энэ нь зөвхөн хавдсан боловч усанд уусдаггүй.Орлуулагчийг молекулын гинжин хэлхээнд оруулахад орлуулагч нь устөрөгчийн гинжийг устгаад зогсохгүй зэргэлдээх гинж хоорондын орлуулагчийг шаантагласнаас болж гинж хоорондын устөрөгчийн холбоо устдаг.Орлуулагч том байх тусам молекулуудын хоорондох зай их болно.Илүү их зайтай.Устөрөгчийн холбоог устгах нөлөө их байх тусам целлюлозын тор өргөжиж, уусмал орж ирсний дараа целлюлозын эфир нь усанд уусдаг болж, өндөр зуурамтгай чанар бүхий уусмал үүсгэдэг.Температур нэмэгдэхэд полимерийн усжилт суларч, гинжний хоорондох усыг гадагшлуулна.Шингэн алдалтын нөлөө хангалттай байх үед молекулууд нэгдэж, гурван хэмжээст сүлжээний бүтэцтэй гель үүсгэж, нугалж эхэлдэг.
Зуурмагийн ус хадгалахад нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд нь целлюлозын эфирийн зуурамтгай чанар, нэмэлтийн хэмжээ, ширхэгийн нарийн чанар, хэрэглээний температур зэрэг орно.
Целлюлозын эфирийн зуурамтгай чанар их байх тусам ус хадгалах чадвар сайн болно.Зуурамтгай чанар нь MC-ийн гүйцэтгэлийн чухал үзүүлэлт юм.Одоогийн байдлаар янз бүрийн MC үйлдвэрлэгчид MC-ийн зуурамтгай чанарыг хэмжих өөр өөр арга, хэрэгслийг ашиглаж байна.Гол аргууд нь Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde, Brookfield юм.Ижил бүтээгдэхүүний хувьд өөр өөр аргаар хэмжсэн зуурамтгай чанар нь маш өөр бөгөөд зарим нь бүр хоёр дахин их ялгаатай байдаг.Тиймээс зуурамтгай чанарыг харьцуулахдаа температур, ротор гэх мэт ижил туршилтын аргуудын хооронд хийгдэх ёстой.
Ерөнхийдөө зуурамтгай чанар өндөр байх тусам ус хадгалах нөлөө илүү сайн байдаг.Гэсэн хэдий ч МК-ийн зуурамтгай чанар, молекулын жин өндөр байх тусам түүний уусах чадвар буурах нь зуурмагийн бат бөх чанар, барилгын гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлнө.Зуурамтгай чанар өндөр байх тусам зуурмаг дээр өтгөрүүлэх нөлөө илүү тод илэрдэг боловч энэ нь шууд пропорциональ биш юм.Зуурамтгай чанар өндөр байх тусам нойтон зуурмаг нь илүү наалдамхай байх болно, өөрөөр хэлбэл барилгын ажлын явцад энэ нь хусуур дээр наалдаж, субстраттай өндөр наалддаг байдлаар илэрдэг.Гэхдээ нойтон зуурмагийн бүтцийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх нь тус болохгүй.Барилга угсралтын явцад уналтын эсрэг гүйцэтгэл нь тодорхойгүй байна.Үүний эсрэгээр, зарим дунд болон бага зуурамтгай чанар бүхий боловч өөрчлөгдсөн метил целлюлозын эфир нь нойтон зуурмагийн бүтцийн бат бөх чанарыг сайжруулахад маш сайн үзүүлэлттэй байдаг.
Зуурмагт нэмсэн целлюлозын эфирийн хэмжээ их байх тусам ус хадгалах үзүүлэлт сайн, зуурамтгай чанар өндөр байх тусам ус хадгалах чадвар сайн болно.
Бөөмийн хэмжээний тухайд тоосонцор нь нарийн байх тусмаа усыг сайн хадгалдаг.Целлюлозын эфирийн том хэсгүүд устай шүргэлцсэний дараа гадаргуу нь нэн даруй уусч, усны молекулууд үргэлжлүүлэн нэвчихээс сэргийлж материалыг боож, гель үүсгэдэг.Заримдаа удаан хугацаагаар хутгасны дараа ч жигд тархаж, уусч, үүлэрхэг флокулент уусмал эсвэл бөөгнөрөл үүсгэдэг.Энэ нь целлюлозын эфирийг ус хадгалахад ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд уусах чадвар нь целлюлозын эфирийг сонгох хүчин зүйлүүдийн нэг юм.
Нарийн чанар нь метил целлюлозын эфирийн чухал үзүүлэлт юм.Хуурай нунтаг зуурмагт ашигладаг MC нь нунтаг, усны агууламж багатай байх шаардлагатай бөгөөд нарийн ширхэгтэй байхын тулд ширхэгийн хэмжээ 20% ~ 60% нь 63 мм-ээс бага байх шаардлагатай.Нарийн байдал нь метил целлюлозын эфирийн уусах чанарт нөлөөлдөг.Бүдүүн МК нь ихэвчлэн мөхлөгт байдаг ба бөөгнөрөлгүй усанд уусахад хялбар боловч уусах хурд нь маш удаан байдаг тул хуурай нунтаг зуурмагт хэрэглэхэд тохиромжгүй.Хуурай нунтаг зуурмагт МК нь дүүргэгч, нарийн дүүргэгч, цемент зэрэг цементлэх материалын дунд тархдаг бөгөөд зөвхөн хангалттай нарийн ширхэгтэй нунтаг нь устай холих үед метил целлюлозын эфирийн бөөгнөрөл үүсэхээс сэргийлдэг.Бөөгнөрөлүүдийг уусгахын тулд MC-ийг усаар нэмэхэд тарааж, уусахад маш хэцүү байдаг.
MC-ийн бүдүүн ширхэгтэй нарийн ширхэгтэй нь зөвхөн үрэлгэн төдийгүй зуурмагийн орон нутгийн бат бөх чанарыг бууруулдаг.Ийм хуурай нунтаг зуурмагийг том талбайд түрхэхэд орон нутгийн хуурай нунтаг зуурмагийн хатах хурд мэдэгдэхүйц буурч, хатах хугацаа өөр тул хагарал үүсдэг.Механик хийцтэй шүршигч зуурмагийн хувьд холих хугацаа бага тул нарийн ширхэгтэй байх шаардлага өндөр байдаг.
MC-ийн нарийн ширхэгтэй байдал нь түүний ус хадгалахад тодорхой нөлөө үзүүлдэг.Ерөнхийдөө ижил зуурамтгай чанар бүхий метилийн целлюлозын эфирийн хувьд ижил хэмжээгээр нэмэхэд нарийн ширхэгтэй байх тусам ус хадгалах нөлөө илүү сайн байдаг.
МК-ийн усны хадгалалт нь мөн ашигласан температуртай холбоотой бөгөөд метил целлюлозын эфирийн усны хадгалалт температур нэмэгдэх тусам буурдаг.Гэсэн хэдий ч бодит материалын хэрэглээнд хуурай нунтаг зуурмагийг ихэвчлэн өндөр температурт (40 хэмээс дээш) халуун дэвсгэр дээр түрхдэг, тухайлбал зуны улиралд нарны дор гадна ханын шаваасыг шаваасаар шаваасаар цутгадаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн цементийн хатах, хатуурах явцыг хурдасгадаг. хуурай нунтаг зуурмаг.Ус хадгалах түвшин буурах нь ажиллах чадвар, хагарлын эсэргүүцэл хоёуланд нь нөлөөлж байгаа бөгөөд энэ нөхцөлд температурын хүчин зүйлийн нөлөөллийг бууруулах нь онцгой чухал юм.
Хэдийгээр метил гидроксиэтил целлюлозын эфирийн нэмэлтүүд нь технологийн хөгжилд тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг ч температураас хамаарах нь хуурай нунтаг зуурмагийн үйл ажиллагааг сулруулахад хүргэдэг.Метил гидроксиэтил целлюлозын хэмжээ ихэссэн ч (зуны томъёо) ажиллах чадвар, хагарлын эсэргүүцэл нь ашиглалтын хэрэгцээг хангаж чадахгүй хэвээр байна.Эфиржилтийн зэрэглэлийг нэмэгдүүлэх гэх мэт МК-д тусгай эмчилгээ хийснээр ус хадгалах нөлөөг илүү өндөр температурт хадгалж, хатуу ширүүн нөхцөлд илүү сайн гүйцэтгэлийг хангах боломжтой.
3. Целлюлозын эфирийн өтгөрөлт ба тиксотропи
Целлюлозын эфирийн өтгөрөлт ба тиксотропи: Целлюлозын эфирийн хоёр дахь үүрэг-өтгөрүүлэх нөлөө нь: целлюлозын эфирийн полимержих түвшин, уусмалын концентраци, шилжилтийн хурд, температур болон бусад нөхцлөөс хамаарна.Уусмалын гель үүсэх шинж чанар нь алкил целлюлоз болон түүний өөрчлөгдсөн деривативт онцгой шинж чанартай байдаг.Желжилтийн шинж чанар нь орлуулах зэрэг, уусмалын концентраци, нэмэлтүүдтэй холбоотой байдаг.Гидроксиалкилийг өөрчилсөн деривативуудын хувьд гель шинж чанар нь гидроксиалкилийн өөрчлөлтийн зэрэгтэй холбоотой байдаг.Бага зуурамтгай чанар бүхий MC болон HPMC-ийн хувьд 10%-15%-ийн уусмал, дунд зуурамтгай чанар бүхий MC ба HPMC-ийг 5%-10%-ийн уусмал бэлтгэх боломжтой бол өндөр зуурамтгай чанар бүхий MC ба HPMC нь зөвхөн 2%-3%-ийн уусмал бэлтгэх боломжтой ба Ихэвчлэн Целлюлозын эфирийн зуурамтгай байдлын ангиллыг мөн 1-2% -ийн уусмалаар ангилдаг.
Өндөр молекул жинтэй целлюлозын эфир нь өтгөрүүлэх өндөр үр ашигтай байдаг.Нэг концентрацийн уусмалд өөр өөр молекул жинтэй полимерууд нь өөр өөр зуурамтгай чанартай байдаг.Өндөр зэрэгтэй.Зорилтот зуурамтгай чанар нь бага молекул жинтэй целлюлозын эфирийг их хэмжээгээр нэмснээр л хүрч болно.Түүний зуурамтгай чанар нь зүсэлтийн хурдаас бага хамааралтай бөгөөд өндөр зуурамтгай чанар нь зорилтот зуурамтгай чанарт хүрч, шаардлагатай нэмэлт хэмжээ бага, зуурамтгай чанар нь өтгөрүүлэх үр ашгаас хамаарна.Тиймээс тодорхой тууштай байдалд хүрэхийн тулд тодорхой хэмжээний целлюлозын эфир (уусмалын концентраци) болон уусмалын зуурамтгай чанарыг баталгаажуулах шаардлагатай.Уусмалын гель температур нь уусмалын концентраци нэмэгдэх тусам шугаман буурч, тодорхой концентрацид хүрсний дараа өрөөний температурт гель үүсдэг.HPMC-ийн гель үүсэх концентраци нь өрөөний температурт харьцангуй өндөр байдаг.
Мөн тууштай байдлыг бөөмийн хэмжээг сонгох, янз бүрийн түвшний өөрчлөлт бүхий целлюлозын эфирийг сонгох замаар тохируулж болно.Өөрчлөлт гэж нэрлэгддэг зүйл нь МК-ийн араг ясны бүтцэд гидроксиалкил бүлгүүдийг тодорхой хэмжээгээр орлуулах явдал юм.Хоёр орлуулагчийн харьцангуй орлуулах утгыг өөрчлөх замаар, өөрөөр хэлбэл бидний байнга хэлдэг метокси ба гидроксиалкил бүлгүүдийн DS ба ms харьцангуй орлуулах утгыг өөрчилснөөр.Хоёр орлуулагчийн харьцангуй орлуулах утгыг өөрчлөх замаар целлюлозын эфирийн гүйцэтгэлийн янз бүрийн шаардлагыг олж авч болно.
Тогтвортой байдал ба өөрчлөлтийн хоорондын хамаарал: целлюлозын эфир нэмэх нь зуурмагийн усны хэрэглээнд нөлөөлж, ус, цементийн ус холбогч харьцааг өөрчлөх нь өтгөрүүлэх нөлөө, тун өндөр байх тусам усны хэрэглээ ихсэх болно.
Нунтагласан барилгын материалд ашигладаг целлюлозын эфир нь хүйтэн усанд хурдан уусч, системд тохирсон тууштай байдлыг хангах ёстой.Тодорхой зүсэлтийн хурдыг өгвөл энэ нь флокулент, коллоид блок болж хувирдаг бөгөөд энэ нь чанар муутай эсвэл чанар муутай бүтээгдэхүүн юм.
Цементийн зуурмагийн тууштай байдал болон целлюлозын эфирийн тунгийн хооронд сайн шугаман хамаарал байдаг.Целлюлозын эфир нь зуурмагийн зуурамтгай чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.Тун их байх тусам үр нөлөө нь илүү тодорхой болно.Өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн усан уусмал нь тиксотропи өндөртэй байдаг нь целлюлозын эфирийн гол шинж чанар юм.MC полимерүүдийн усан уусмал нь ихэвчлэн гельний температураас доогуур псевдопластик ба тиксотроп бус шингэнтэй байдаг боловч бага шилжилтийн хурдаар Ньютоны урсгалын шинж чанартай байдаг.Псевдопластик чанар нь орлуулагчийн төрөл, орлуулах зэргээс үл хамааран целлюлозын эфирийн молекулын жин эсвэл концентраци нэмэгддэг.Иймээс MC, HPMC, HEMC-ээс үл хамааран ижил зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфир нь концентраци ба температурыг тогтмол байлгахад ижил реологийн шинж чанарыг харуулах болно.
Температурыг нэмэгдүүлэх үед бүтцийн гель үүсдэг бөгөөд өндөр тиксотроп урсгал үүсдэг.Өндөр концентрацитай, бага зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирүүд нь гель температураас доогуур ч тиксотропийг харуулдаг.Энэ өмч нь барилгын зуурмагийг барихад тэгшлэх, унжилтыг тохируулахад ихээхэн ач холбогдолтой юм.Целлюлозын эфирийн зуурамтгай чанар өндөр байх тусам ус сайн хадгалагддаг, харин зуурамтгай чанар өндөр байх тусам целлюлозын эфирийн харьцангуй молекул жин ихсэж, уусах чадвар нь буурдаг нь сөрөг нөлөө үзүүлдэг гэдгийг энд тайлбарлах шаардлагатай байна. зуурмагийн агууламж ба барилгын гүйцэтгэлийн талаар .Зуурамтгай чанар өндөр байх тусам зуурмаг дээр өтгөрүүлэх нөлөө илүү тод илэрдэг боловч энэ нь бүрэн пропорциональ биш юм.Зарим дунд болон бага зуурамтгай чанар боловч өөрчлөгдсөн целлюлозын эфир нь нойтон зуурмагийн бүтцийн бат бөх чанарыг сайжруулахад илүү сайн үзүүлэлттэй байдаг.Зуурамтгай чанар нэмэгдэхийн хэрээр целлюлозын эфирийн ус хадгалах чадвар сайжирна.4. Целлюлозын эфирийн саатал
Целлюлозын эфирийн саатал: Целлюлозын эфирийн гурав дахь үүрэг нь цементийн чийгшүүлэх процессыг удаашруулах явдал юм.Целлюлозын эфир нь зуурмагийг янз бүрийн ашигтай шинж чанартайгаар хангадаг бөгөөд цементийн чийгшүүлэх дулааныг бууруулж, цементийн чийгшүүлэх динамик процессыг удаашруулдаг.Энэ нь хүйтэн бүс нутагт зуурмаг хэрэглэхэд тааламжгүй байдаг.Энэхүү удаашруулах нөлөө нь CSH болон ca(OH)2 зэрэг чийгшүүлэх бүтээгдэхүүн дээр целлюлозын эфирийн молекулуудыг шингээж авснаас үүсдэг.Нүх сүвний уусмалын зуурамтгай чанар нэмэгдсэний улмаас целлюлозын эфир нь уусмал дахь ионуудын хөдөлгөөнийг бууруулж, улмаар чийгшүүлэх процессыг удаашруулдаг.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 2-р сарын 04-ний өдөр