У гатовых растворах колькасць эфіру цэлюлозы вельмі нізкая, але ён можа значна палепшыць характарыстыкі вільготнага раствора, і гэта асноўная дабаўка, якая ўплывае на будаўнічыя характарыстыкі раствора. Разумны выбар простых эфіраў цэлюлозы розных гатункаў, рознай глейкасці, рознага памеру часціц, рознай ступені глейкасці і дададзеных колькасцяў будзе мець станоўчы ўплыў на паляпшэнне характарыстык сухога парашкавага раствора. У цяперашні час многія мураваныя і тынкавыя растворы дрэнна ўтрымліваюць ваду, і вадзяная суспензія аддзяляецца праз некалькі хвілін стаяння. Утрымліванне вады з'яўляецца важнай характарыстыкай эфіру метылавай цэлюлозы, і гэта таксама характарыстыка, на якую звяртаюць увагу многія айчынныя вытворцы сухіх раствораў, асабліва ў паўднёвых рэгіёнах з высокімі тэмпературамі. Фактары, якія ўплываюць на водаўтрымліваючы эфект сухой будаўнічай сумесі, ўключаюць колькасць дабаўленага МС, глейкасць МС, тонкасць часціц і тэмпературу асяроддзя выкарыстання.
1. Паняцце
Эфір цэлюлозы - гэта сінтэтычны палімер, выраблены з натуральнай цэлюлозы шляхам хімічнай мадыфікацыі. Эфір цэлюлозы - гэта вытворнае натуральнай цэлюлозы. Вытворчасць эфіру цэлюлозы адрозніваецца ад сінтэтычных палімераў. Яго самы асноўны матэрыял - цэлюлоза, прыроднае палімернае злучэнне. Дзякуючы асаблівасцям структуры натуральнай цэлюлозы, сама цэлюлоза не мае здольнасці ўступаць у рэакцыю з агентамі этэрыфікацыі. Аднак пасля апрацоўкі агентам набракання трывалыя вадародныя сувязі паміж малекулярнымі ланцугамі і ланцугамі руйнуюцца, і актыўнае вызваленне гідраксільнай групы становіцца рэактыўнай шчолачнай цэлюлозай. Атрымліваюць эфір цэлюлозы.
Уласцівасці простых эфіраў цэлюлозы залежаць ад тыпу, колькасці і размеркавання намеснікаў. Класіфікацыя простых эфіраў цэлюлозы заснавана таксама на тыпе замяшчальнікаў, ступені этерификации, растваральнасці і звязаных з імі ўласцівасцях прымянення. Па тыпу замяшчальнікаў у малекулярнай ланцугу яго можна падзяліць на моноэфир і змешаны эфір. MC, які мы звычайна выкарыстоўваем, - гэта монаэфір, а HPMC - гэта змешаны эфір. Метылавы эфір цэлюлозы MC з'яўляецца прадуктам пасля замены гідраксільнай групы ў глюкознай адзінцы натуральнай цэлюлозы на метокси. Гэта прадукт, які атрымліваецца шляхам замены часткі гідраксільнай групы на метоксигруппу, а іншую частку - на гидроксипропильную групу. Структурная формула [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x гидроксиэтилметилцеллюлозного эфіру HEMC, гэта асноўныя разнавіднасці, якія шырока выкарыстоўваюцца і прадаюцца на рынку.
Па растваральнасці яго можна падзяліць на іённы і неіённы. Растваральныя ў вадзе неіённыя эфіры цэлюлозы ў асноўным складаюцца з двух серый алкілавых эфіраў і гидроксиалкиловых эфіраў. Іённая КМЦ у асноўным выкарыстоўваецца ў сінтэтычных мыйных сродках, тэкстыльнай друку і фарбаванні, харчовай і нафтаразведцы. Неіённыя MC, HPMC, HEMC і г.д. у асноўным выкарыстоўваюцца ў будаўнічых матэрыялах, латексных пакрыццях, медыцыне, штодзённых хімікатах і г.д. Выкарыстоўваюцца ў якасці загушчальніка, водаўтрымліваючага агента, стабілізатара, дыспергатара і пленкаўтваральніка.
Па-другое, затрымка вады эфіру цэлюлозы
Затрымка вады эфірам цэлюлозы: у вытворчасці будаўнічых матэрыялаў, асабліва сухога парашкавага раствора, эфір цэлюлозы гуляе незаменную ролю, асабліва ў вытворчасці спецыяльных раствораў (мадыфікаваных раствораў), гэта незаменны і важны кампанент.
Важная роля водарастваральнага эфіру цэлюлозы ў растворы ў асноўным мае тры аспекты: адзін - выдатная здольнасць утрымліваць ваду, другі - уплыў на кансістэнцыю і тыксатрапію раствора, і трэці - узаемадзеянне з цэментам. Водаўтрымлівальны эфект эфіру цэлюлозы залежыць ад водапаглынання асноўнага пласта, складу раствора, таўшчыні растворнага пласта, патрэбнасці раствора ў вадзе і часу схоплівання матэрыялу для схоплівання. Затрымка вады самім эфірам цэлюлозы адбываецца ад растваральнасці і дэгідратацыі самога эфіру цэлюлозы. Як мы ўсе ведаем, хоць малекулярны ланцужок цэлюлозы змяшчае вялікую колькасць груп OH з высокай гідратацыяй, яна не раствараецца ў вадзе, таму што структура цэлюлозы мае высокую ступень кристалличности.
Адной толькі здольнасці да гідратацыі гідраксільных груп недастаткова, каб пакрыць моцныя вадародныя сувязі і сілы Ван-дэр-Ваальса паміж малекуламі. Такім чынам, ён толькі набракае, але не раствараецца ў вадзе. Пры ўвядзенні замяшчальніка ў малекулярны ланцуг не толькі замяшчальнік разбурае вадародны ланцуг, але і разбураецца межцепная вадародная сувязь з-за раскліноўвання замяшчальніка паміж суседнімі ланцугамі. Чым большы замяшчальнік, тым большая адлегласць паміж малекуламі. Чым большая адлегласць. Чым большы эфект разбурэння вадародных сувязей, эфір цэлюлозы становіцца растваральным у вадзе пасля таго, як рашотка цэлюлозы пашыраецца і раствор паступае, утвараючы высокавязкі раствор. Пры павышэнні тэмпературы гідратацыя палімера саслабляецца, і вада паміж ланцугамі выцясняецца вонкі. Калі эфект абязводжвання дастатковы, малекулы пачынаюць агрэгаваць, утвараючы трохмерную сеткаватую структуру геля і згорнуты.
Фактары, якія ўплываюць на ўтрыманне вады ў будаўнічым растворы, ўключаюць глейкасць эфіру цэлюлозы, колькасць дабаўкі, дробнасць часціц і тэмпературу выкарыстання:
Чым больш глейкасць эфіру цэлюлозы, тым лепш прадукцыйнасць ўтрымання вады. Глейкасць з'яўляецца важным параметрам прадукцыйнасці MC. У цяперашні час розныя вытворцы МС выкарыстоўваюць розныя метады і прыборы для вымярэння глейкасці МС. Асноўныя метады - Хааке Ратавіска, Хоплера, Уббелодэ і Брукфілда. Для аднаго і таго ж прадукту вынікі глейкасці, вымераныя рознымі метадамі, моцна адрозніваюцца, а некаторыя нават маюць падвойныя адрозненні. Такім чынам, калі параўноўваць глейкасць, гэта павінна праводзіцца паміж аднолькавымі метадамі выпрабаванняў, уключаючы тэмпературу, ротар і г.д.
Наогул кажучы, чым вышэй глейкасць, тым лепш эфект утрымання вады. Аднак чым вышэй глейкасць і чым вышэй малекулярная маса МС, адпаведнае зніжэнне яго растваральнасці будзе мець негатыўны ўплыў на трываласць і будаўнічыя характарыстыкі раствора. Чым вышэй глейкасць, тым больш відавочны эфект згушчэння раствора, але ён не прама прапарцыйны. Чым вышэй глейкасць, тым больш глейкім будзе вільготны раствор, гэта значыць пры будаўніцтве гэта выяўляецца ў прыліпання да скрабка і высокай адгезіі да падставы. Але гэта не дапамагае павялічыць структурную трываласць самога вільготнага раствора. Пры будаўніцтве прадукцыйнасць супраць правісання не відавочная. Наадварот, некаторыя мадыфікаваныя простыя эфіры метылацэлюлозы сярэдняй і нізкай глейкасці валодаюць выдатнай прадукцыйнасцю ў паляпшэнні структурнай трываласці вільготнага раствора.
Чым большая колькасць эфіру цэлюлозы, дададзеная ў раствор, тым лепшая характарыстыка ўтрымання вады, а чым вышэй глейкасць, тым лепшая эфектыўнасць ўтрымання вады.
Што тычыцца памеру часціц, чым драбней часціцы, тым лепш утрымліваюць ваду. Пасля таго, як буйныя часціцы эфіру цэлюлозы ўступаюць у кантакт з вадой, паверхня неадкладна раствараецца і ўтварае гель, які ахінае матэрыял, каб прадухіліць далейшае пранікненне малекул вады. Часам ён не можа быць раўнамерна дыспергаваны і раствораны нават пасля працяглага мяшання, утвараючы мутны флокулянтны раствор або агламерацыю. Гэта моцна ўплывае на ўтрыманне вады ў эфіры цэлюлозы, і растваральнасць з'яўляецца адным з фактараў выбару эфіру цэлюлозы.
Тонкасць таксама з'яўляецца важным паказчыкам эфектыўнасці эфіру метылавай цэлюлозы. MC, які выкарыстоўваецца для сухога парашкавага раствора, павінен быць парашковым з нізкім утрыманнем вады, а дробнасць таксама патрабуе, каб 20%~60% памеру часціц былі менш за 63 мкм. Тонкасць уплывае на растваральнасць эфіру метылавай цэлюлозы. Грубы MC звычайна грануляваны, і яго лёгка растварыць у вадзе без агламерацыі, але хуткасць растварэння вельмі нізкая, таму ён не падыходзіць для выкарыстання ў сухім парашковым растворы. У сухім парашковым растворы МС рассейваецца сярод цэментуючых матэрыялаў, такіх як запаўняльнік, дробны напаўняльнік і цэмент, і толькі дастаткова дробны парашок можа пазбегнуць агламерацыі эфіру метылавай цэлюлозы пры змешванні з вадой. Калі MC дадаецца з вадой для растварэння агламератаў, яго вельмі цяжка развеяць і растварыць.
Буйная дробнасць МС не толькі марнатратная, але і зніжае лакальную трываласць раствора. Калі такі сухі парашковы раствор наносіцца на вялікую плошчу, хуткасць зацвярдзення мясцовага сухога парашкавага раствора будзе значна зніжана, і з-за рознага часу зацвярдзення з'явяцца расколіны. Для распылянага раствора з механічнай канструкцыяй патрабаванні да дробнасці вышэй з-за меншага часу замешвання.
Тонкасць MC таксама аказвае пэўны ўплыў на ўтрыманне вады. Наогул кажучы, для простых эфіраў метылавай цэлюлозы з аднолькавай глейкасцю, але рознай дробнасцю, пры аднолькавай колькасці дадання, чым драбней, тым лепш эфект утрымання вады.
Затрымка вады MC таксама звязана з выкарыстоўванай тэмпературай, а затрымка вады эфірам метылавай цэлюлозы памяншаецца з павышэннем тэмпературы. Тым не менш, у рэальным прымяненні матэрыялаў сухі парашковы раствор часта наносіцца на гарачыя падставы пры высокіх тэмпературах (вышэй за 40 градусаў) у многіх асяроддзях, такіх як тынкоўка вонкавых сцен пад сонцам летам, што часта паскарае цвярдзенне цэменту і цвярдзенне сухога парашка. Зніжэнне хуткасці ўтрымання вады прыводзіць да відавочнага адчування, што гэта ўплывае як на працаздольнасць, так і на расколінастойкасць, і ў гэтых умовах асабліва важна паменшыць уплыў тэмпературных фактараў.
Нягледзячы на тое, што дабаўкі на аснове эфіру метылгідраксіэтылацэлюлозы ў цяперашні час лічацца перадавымі ў тэхналагічным развіцці, іх залежнасць ад тэмпературы ўсё роўна прывядзе да паслаблення характарыстык сухога парашкавага раствора. Хоць колькасць метылгідраксіэтылцэлюлозы павялічана (летняя формула), працаздольнасць і расколінастойлівасць усё яшчэ не могуць задаволіць патрэбы выкарыстання. Дзякуючы спецыяльнай апрацоўцы MC, напрыклад, павышэнню ступені этэрыфікацыі і г.д., эфект утрымання вады можа падтрымлівацца пры больш высокай тэмпературы, каб ён мог забяспечыць лепшую прадукцыйнасць у суровых умовах.
3. Згушчэнне і тыксатрапія эфіру цэлюлозы
Згушчэнне і тыксатрапія эфіру цэлюлозы: другая функцыя эфіру цэлюлозы - эфект згушчэння залежыць ад: ступені полімерызацыі эфіру цэлюлозы, канцэнтрацыі раствора, хуткасці зруху, тэмпературы і іншых умоў. Жэліруючыя ўласцівасці раствора з'яўляюцца унікальнымі для алкилцеллюлозы і яе мадыфікаваных вытворных. Гелеобразующие ўласцівасці звязаны са ступенню замяшчэння, канцэнтрацыяй раствора і дадаткамі. Для мадыфікаваных вытворных гидроксиалкила ўласцівасці геля таксама звязаны са ступенню мадыфікацыі гидроксиалкила. Для нізкай глейкасці MC і HPMC можна прыгатаваць 10%-15% раствор, сярэдняй глейкасці MC і HPMC можна прыгатаваць 5%-10% раствор, у той час як для MC і HPMC з высокай глейкасцю можна прыгатаваць толькі 2%-3% раствор, і звычайна класіфікацыя глейкасці эфіру цэлюлозы таксама ацэньваецца па 1% -2% раствору.
Высокамалекулярных эфір цэлюлозы мае высокую эфектыўнасць згушчэння. У растворы адной і той жа канцэнтрацыі палімеры з рознай малекулярнай масай маюць розную глейкасць. Высокая ступень. Мэтавая глейкасць можа быць дасягнута толькі шляхам дадання вялікай колькасці нізкамалекулярных эфіру цэлюлозы. Яго глейкасць мала залежыць ад хуткасці зруху, і высокая глейкасць дасягае мэтавай глейкасці, а неабходная колькасць дадання невялікая, і глейкасць залежыць ад эфектыўнасці згушчэння. Такім чынам, для дасягнення пэўнай кансістэнцыі неабходна гарантаваць пэўную колькасць эфіру цэлюлозы (канцэнтрацыю раствора) і глейкасць раствора. Тэмпература геля раствора таксама лінейна зніжаецца з павелічэннем канцэнтрацыі раствора, і гелі пры пакаёвай тэмпературы пасля дасягнення пэўнай канцэнтрацыі. Жэліруючы канцэнтрацыя HPMC адносна высокая пры пакаёвай тэмпературы.
Кансістэнцыю таксама можна рэгуляваць, выбіраючы памер часціц і выбіраючы эфіры цэлюлозы з рознай ступенню мадыфікацыі. Так званая мадыфікацыя заключаецца ва ўвядзенні пэўнай ступені замяшчэння гидроксиалкильных груп у структуру шкілета МС. Змяняючы адносныя значэнні замяшчэння двух замяшчальнікаў, гэта значыць адносныя значэнні замяшчэння DS і ms метокси- і гидроксиалкильных груп, якія мы часта гаворым. Розныя патрабаванні да прадукцыйнасці эфіру цэлюлозы могуць быць атрыманы шляхам змены адносных значэнняў замяшчэння двух замяшчальнікаў.
Узаемасувязь паміж кансістэнцыяй і мадыфікацыяй: даданне эфіру цэлюлозы ўплывае на расход вады растворам, змяненне суадносін вады і звязальнага рэчыва вады і цэменту з'яўляецца эфектам згушчэння, чым вышэй дазоўка, тым больш расход вады.
Эфіры цэлюлозы, якія выкарыстоўваюцца ў парашкападобных будаўнічых матэрыялах, павінны хутка растварацца ў халоднай вадзе і забяспечваць прыдатную кансістэнцыю для сістэмы. Пры пэўнай хуткасці зруху ён усё роўна становіцца флокулянтам і калоідным блокам, які з'яўляецца няякасным або няякасным прадуктам.
Існуе таксама добрая лінейная залежнасць паміж кансістэнцыяй цэментавага цеста і дазоўкай эфіру цэлюлозы. Эфір цэлюлозы можа значна павялічыць глейкасць раствора. Чым больш дазоўка, тым больш відавочны эфект. Высокаўвязкі водны раствор эфіру цэлюлозы мае высокую тыксатрапію, што таксама з'яўляецца асноўнай характарыстыкай эфіру цэлюлозы. Водныя растворы палімераў МС звычайна валодаюць псеўдапластычнай і нетыксатропнай цякучасцю ніжэй тэмпературы геля, але ўласцівасцямі ньютанаўскай цякучасці пры нізкіх хуткасцях зруху. Псеўдапластычнасць павялічваецца з павелічэннем малекулярнай масы або канцэнтрацыі эфіру цэлюлозы, незалежна ад тыпу намесніка і ступені замяшчэння. Такім чынам, простыя эфіры цэлюлозы аднолькавага класа глейкасці, незалежна ад MC, HPMC, HEMC, заўсёды будуць паказваць аднолькавыя рэалагічныя ўласцівасці, пакуль канцэнтрацыя і тэмпература падтрымліваюцца сталымі.
Пры павышэнні тэмпературы ўтвараюцца структурныя гелі і ўзнікаюць высокатыксатропныя патокі. Высокая канцэнтрацыя і нізкая глейкасць простых эфіраў цэлюлозы паказваюць тыксатрапію нават пры тэмпературы геля. Гэта ўласцівасць прыносіць вялікую карысць для карэкціроўкі выраўноўвання і правісання будаўнічага раствора. Тут неабходна патлумачыць, што чым вышэй глейкасць эфіру цэлюлозы, тым лепш утрымліваецца вада, але чым вышэй глейкасць, тым вышэй адносная малекулярная маса эфіру цэлюлозы і адпаведнае зніжэнне яго растваральнасці, што аказвае негатыўны ўплыў на канцэнтрацыю раствора і будаўнічыя характарыстыкі. Чым вышэй глейкасць, тым больш відавочны эфект згушчэння раствора, але ён не зусім прапарцыйны. Некаторая сярэдняя і нізкая глейкасць, але мадыфікаваны эфір цэлюлозы мае лепшыя характарыстыкі ў паляпшэнні структурнай трываласці вільготнага раствора. З павелічэннем глейкасці паляпшаецца водаўтрыманне эфіру цэлюлозы. 4. Запаволенне эфіру цэлюлозы
Запаволенне эфіру цэлюлозы: трэцяй функцыяй эфіру цэлюлозы з'яўляецца затрымка працэсу гідратацыі цэменту. Эфір цэлюлозы надзяляе раствор рознымі карыснымі ўласцівасцямі, а таксама зніжае тэмпературу ранняй гідратацыі цэменту і затрымлівае дынамічны працэс гідратацыі цэменту. Гэта неспрыяльна для выкарыстання раствора ў халодных раёнах. Гэты эфект запаволення выкліканы адсорбцыяй малекул эфіру цэлюлозы на такіх прадуктах гідратацыі, як CSH і ca(OH)2. З-за павелічэння глейкасці поравага раствора эфір цэлюлозы зніжае рухомасць іёнаў у растворы, тым самым затрымліваючы працэс гідратацыі.
Час публікацыі: 4 лютага 2023 г