ما هو الدور الذي يلعبه إيثر السليلوز في الملاط المخلوط الجاف؟

إيثر السليلوز هو بوليمر صناعي مصنوع من السليلوز الطبيعي كمادة خام عن طريق التعديل الكيميائي. إيثر السليلوز هو مشتق من السليلوز الطبيعي، وإنتاج إيثر السليلوز والبوليمر الاصطناعي مختلف، ومادته الأساسية هي السليلوز، ومركبات البوليمر الطبيعية. نظرًا لخصوصية بنية السليلوز الطبيعية، فإن السليلوز نفسه ليس لديه القدرة على التفاعل مع عامل الأثير. ولكن بعد معالجة عامل التورم، تم تدمير الروابط الهيدروجينية القوية بين السلاسل والسلاسل الجزيئية، وتم إطلاق نشاط مجموعة الهيدروكسيل في السليلوز القلوي مع قدرة التفاعل، وتم الحصول على إيثر السليلوز من خلال تفاعل عامل الأثير - مجموعة OH إلى - أو المجموعة.

تعتمد خصائص إثيرات السليلوز على نوع البدائل وعددها وتوزيعها. يعتمد تصنيف إيثر السليلوز أيضًا على نوع البدائل ودرجة الإيثر والذوبان والتطبيقات ذات الصلة التي يمكن تصنيفها. وفقا لنوع البدائل في السلسلة الجزيئية، يمكن تقسيمها إلى إيثر مفرد وأثير مختلط. عادةً ما يُستخدم MC كأيثر منفرد، في حين أن HPmc هو إيثر مختلط. إيثر سليلوز الميثيل MC هو وحدة جلوكوز سليلوز طبيعية على الهيدروكسيل هو ميثوكسيد تم استبداله بصيغة هيكل المنتج [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X، هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز إيثر HPmc هو وحدة على الهيدروكسيل جزء من الميثوكسيد المستبدل، جزء آخر من المنتج المستبدل الهيدروكسي بروبيل، الصيغة البنائية هي [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X وهيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز إيثر HEmc، والذي يستخدم على نطاق واسع ويباع في السوق.

من الذوبان يمكن تقسيمها إلى نوع أيوني ونوع غير أيوني. يتكون إيثر السليلوز غير الأيوني القابل للذوبان في الماء بشكل أساسي من سلسلتين من أصناف ألكيل إيثر وهيدروكسيل ألكيل إيثر. يستخدم Ionic Cmc بشكل رئيسي في المنظفات الاصطناعية والمنسوجات والطباعة واستغلال المواد الغذائية والبترول. غير الأيونية MC، HPmc، HEmc وغيرها تستخدم بشكل رئيسي في مواد البناء، وطلاءات اللاتكس، والطب، والكيمياء اليومية وغيرها من الجوانب. كعامل سماكة، عامل احتجاز الماء، عامل استقرار، مشتت، عامل تشكيل الفيلم.

السليلوز الأثير احتباس الماء

في إنتاج مواد البناء، وخاصة الملاط الجاف المختلط، يلعب إيثر السليلوز دورا لا يمكن الاستغناء عنه، وخاصة في إنتاج الملاط الخاص (الملاط المعدل)، وهو جزء لا غنى عنه.

الدور الهام لإيثر السليلوز القابل للذوبان في الماء في الملاط له ثلاثة جوانب بشكل رئيسي، الأول هو القدرة الممتازة على الاحتفاظ بالماء، والثاني هو تأثير اتساق الملاط وتغير الانسيابية، والثالث هو التفاعل مع الأسمنت.

يعتمد احتباس الماء في أثير السليلوز على استسقاء القاعدة وتركيب الملاط وسمك طبقة الملاط والحاجة إلى ماء الملاط وزمن تكثيف مادة التكثيف. يأتي احتباس الماء في إيثر السليلوز من قابلية ذوبان وإيثر السليلوز نفسه في الجفاف. من المعروف أن سلاسل السليلوز الجزيئية، على الرغم من احتوائها على عدد كبير من مجموعات OH عالية الرطوبة، إلا أنها غير قابلة للذوبان في الماء بسبب بنيتها البلورية العالية. إن القدرة المائية لمجموعات الهيدروكسيل وحدها لا تكفي لتغطية تكاليف الروابط الهيدروجينية القوية بين الجزيئات وقوى فان دير فالس. عندما يتم إدخال البدائل في السلسلة الجزيئية، لا تقوم البدائل فقط بتدمير سلسلة الهيدروجين، ولكن أيضًا يتم كسر روابط الهيدروجين البينية بسبب تداخل البدائل بين السلاسل المجاورة. كلما كانت البدائل أكبر، كلما زادت المسافة بين الجزيئات. كلما زاد تدمير تأثير رابطة الهيدروجين، وتوسيع شعرية السليلوز، يصبح المحلول في الأثير السليلوز قابل للذوبان في الماء، وتشكيل محلول عالي اللزوجة. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض نسبة ترطيب البوليمر ويتم طرد الماء الموجود بين السلاسل. عندما يكون تأثير التجفيف كافيًا، تبدأ الجزيئات في التجمع ويطوى الجل في شبكة ثلاثية الأبعاد. تشمل العوامل التي تؤثر على احتباس الماء في الملاط لزوجة إيثر السليلوز والجرعة ونعومة الجسيمات ودرجة حرارة الخدمة.

كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، كلما كان أداء الاحتفاظ بالماء أفضل، ولزوجة محلول البوليمر. يتم تحديد الوزن الجزيئي (درجة البلمرة) للبوليمر أيضًا من خلال طول وشكل البنية الجزيئية للسلسلة، ويؤثر توزيع عدد البدائل بشكل مباشر على نطاق اللزوجة. [إيتا] = كم ألفا

اللزوجة الجوهرية لمحاليل البوليمر

M الوزن الجزيئي للبوليمر

ثابت خاصية البوليمر α

معامل حل اللزوجة K

تعتمد لزوجة محلول البوليمر على الوزن الجزيئي للبوليمر. ترتبط لزوجة وتركيز محاليل إيثر السليلوز بتطبيقات مختلفة. ولذلك، كل الأثير السليلوز لديه العديد من مواصفات اللزوجة المختلفة، وتنظيم اللزوجة أيضا بشكل رئيسي من خلال تدهور السليلوز القلوي، أي كسر السلسلة الجزيئية السليلوز لتحقيقه.

بالنسبة لحجم الجسيمات، كلما كانت الجسيمات أصغر، كان احتباس الماء أفضل. تتلامس جزيئات كبيرة من أثير السليلوز مع الماء، ويذوب السطح على الفور ويشكل هلامًا لتغليف المادة لمنع جزيئات الماء من الاستمرار في الاختراق، وفي بعض الأحيان لا يمكن تشتيت التحريك لفترة طويلة بشكل متساوٍ، أو تكوين محلول ندف موحل أو تكتل. تعد قابلية ذوبان إيثر السليلوز أحد عوامل اختيار إيثر السليلوز.

سماكة وتسييل الأثير السليلوز

التأثير الثاني لإثير السليلوز – التثخين يعتمد على: درجة بلمرة إيثر السليلوز، تركيز المحلول، معدل القص، درجة الحرارة وغيرها من الشروط. تعتبر خاصية التبلور في المحلول فريدة بالنسبة لألكيل السليلوز ومشتقاته المعدلة. ترتبط خصائص الجيلي بدرجة الاستبدال وتركيز المحلول والمواد المضافة. بالنسبة لمشتقات الهيدروكسيل ألكيل المعدلة، ترتبط خصائص الهلام أيضًا بدرجة تعديل هيدروكسيل ألكيل. بالنسبة للمحلول ذي اللزوجة المنخفضة، يمكن تحضير محلول تركيز MC وHPmc بنسبة 10%-15%، ويمكن تحضير محلول تركيز MC وHPmc متوسط ​​اللزوجة بنسبة 5%-10% ويمكن تحضير محلول تركيز MC وHPmc عالي اللزوجة بنسبة 2%-3% فقط. الحل، وعادة ما يتم تصنيف لزوجة الأثير السليلوز أيضا بمحلول 1٪ -2٪. كفاءة مثخن إيثر السليلوز ذات الوزن الجزيئي العالي، نفس تركيز المحلول، البوليمرات المختلفة ذات الوزن الجزيئي لها لزوجة مختلفة، ويمكن التعبير عن اللزوجة والوزن الجزيئي على النحو التالي، [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905، DPn هو المتوسط درجة البلمرة عالية. إيثر السليلوز منخفض الوزن الجزيئي لإضافة المزيد لتحقيق اللزوجة المستهدفة. لزوجته أقل اعتماداً على معدل القص، اللزوجة العالية لتحقيق اللزوجة المستهدفة، الكمية اللازمة لإضافة أقل، اللزوجة تعتمد على كفاءة السماكة. لذلك، لتحقيق اتساق معين، يجب ضمان كمية معينة من إيثر السليلوز (تركيز المحلول) ولزوجة المحلول. انخفضت درجة حرارة تبلور المحلول خطيًا مع زيادة تركيز المحلول، وحدث التبلور في درجة حرارة الغرفة بعد الوصول إلى تركيز معين. يحتوي HPmc على تركيز جيلي عالي في درجة حرارة الغرفة.

يمكن أيضًا تعديل الاتساق عن طريق اختيار حجم الجسيمات وإثيرات السليلوز بدرجات مختلفة من التعديل. ما يسمى بالتعديل هو إدخال مجموعة الهيدروكسيل ألكيل بدرجة معينة من الاستبدال على الهيكل العظمي لـ MC. عن طريق تغيير قيم الاستبدال النسبية للبديلين، أي قيم الاستبدال النسبية DS وMS لمجموعتي الميثوكسي والهيدروكسيل. هناك حاجة إلى خصائص مختلفة لإيثر السليلوز عن طريق تغيير قيم الاستبدال النسبية لنوعين من البدائل.

العلاقة بين الاتساق والتعديل. في الشكل 5، تؤثر إضافة إيثر السليلوز على استهلاك الماء للملاط وتغير نسبة الماء والأسمنت، وهو تأثير السماكة. كلما زادت الجرعة، كلما زاد استهلاك المياه.

يجب أن تذوب إثيرات السليلوز المستخدمة في مواد البناء المسحوقة بسرعة في الماء البارد وتزود النظام بالاتساق الصحيح. إذا كان معدل القص المعين لا يزال ندفًا وغروانيًا، فهو منتج دون المستوى المطلوب أو ذو جودة رديئة.

هناك أيضًا علاقة خطية جيدة بين اتساق ملاط ​​الأسمنت وجرعة إيثر السليلوز، يمكن أن يزيد إيثر السليلوز بشكل كبير من لزوجة الملاط، وكلما زادت الجرعة، كان التأثير أكثر وضوحًا.

يحتوي المحلول المائي لإيثر السليلوز ذو اللزوجة العالية على درجة عالية من الانسيابية، وهي إحدى خصائص إيثر السليلوز. عادة ما تحتوي المحاليل المائية للبوليمرات من نوع Mc على سيولة كاذبة غير متغيرة الانسيابية تحت درجة حرارة الهلام، ولكن خصائص التدفق النيوتونية عند معدلات قص منخفضة. تزداد اللدونة الكاذبة مع زيادة الوزن الجزيئي أو تركيز إيثر السليلوز وهي مستقلة عن نوع البديل ودرجته. ولذلك، فإن إثيرات السليلوز من نفس درجة اللزوجة، سواء كانت MC أو HPmc أو HEmc، تظهر دائمًا نفس الخصائص الريولوجية طالما ظل التركيز ودرجة الحرارة ثابتين. عندما ترتفع درجة الحرارة، يتم تشكيل هلام هيكلي ويحدث تدفق عالي الانسيابية. تُظهر إثيرات السليلوز ذات التركيز العالي واللزوجة المنخفضة تغيرًا في الانسيابية حتى تحت درجة حرارة الجل. هذه الخاصية ذات فائدة كبيرة لبناء ملاط ​​البناء لضبط خاصية التدفق والتدفق المعلق. يجب توضيح هنا أنه كلما زادت لزوجة إيثر السليولوز، كان احتباس الماء أفضل، ولكن كلما زادت اللزوجة، زاد الوزن الجزيئي النسبي لإثير السليلوز، مما أدى إلى انخفاض قابلية ذوبانه، مما له تأثير سلبي على تركيز الملاط وأداء البناء. كلما زادت اللزوجة، كلما كان تأثير سماكة الملاط أكثر وضوحًا، ولكنها ليست علاقة تناسبية كاملة. بعض اللزوجة المنخفضة، ولكن الأثير السليلوز المعدل في تحسين القوة الهيكلية للملاط الرطب لديه أداء أكثر ممتازة، مع زيادة اللزوجة، وتحسين احتباس الماء السليلوز الأثير.