В готовый раствор количество добавляемого эфира целлюлозы очень мало, но он может значительно улучшить характеристики влажного раствора и является основной добавкой, влияющей на строительные характеристики раствора. Разумный выбор эфиров целлюлозы разных сортов, разной вязкости, разного размера частиц, разной степени вязкости и добавляемых количеств окажет положительное влияние на улучшение характеристик сухого порошкового раствора. В настоящее время многие кладочные и штукатурные растворы плохо удерживают воду, и водная суспензия отделяется через несколько минут стояния. Удержание воды является важной характеристикой эфира метилцеллюлозы, а также этой характеристикой, на которую обращают внимание многие отечественные производители сухих строительных смесей, особенно в южных регионах с высокими температурами. Факторы, влияющие на водоудерживающий эффект сухой строительной смеси, включают количество добавленного МС, вязкость МС, крупность частиц и температуру окружающей среды.
1. Концепция
Эфир целлюлозы представляет собой синтетический полимер, полученный из натуральной целлюлозы путем химической модификации. Эфир целлюлозы является производным натуральной целлюлозы. Производство эфира целлюлозы отличается от производства синтетических полимеров. Его основным материалом является целлюлоза, природное полимерное соединение. Из-за особенностей структуры природной целлюлозы сама целлюлоза не имеет способности вступать в реакцию с этерифицирующими агентами. Однако после обработки агентом набухания прочные водородные связи между молекулярными цепями и цепями разрушаются, и активным высвобождением гидроксильной группы становится реакционноспособная щелочь целлюлозы. Получите эфир целлюлозы.
Свойства эфиров целлюлозы зависят от типа, числа и распределения заместителей. Классификация эфиров целлюлозы также основана на типе заместителей, степени этерификации, растворимости и связанных с ними прикладных свойствах. По типу заместителей в молекулярной цепи его можно разделить на моноэфир и смешанный эфир. Обычно мы используем моноэфир MC, а HPMC — смешанный эфир. Эфир метилцеллюлозы MC представляет собой продукт после замены гидроксильной группы на глюкозном звене натуральной целлюлозы метокси. Это продукт, полученный путем замены части гидроксильной группы на метоксигруппу, а другую часть на гидроксипропильную группу. Структурная формула: [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x эфир гидроксиэтилметилцеллюлозы HEMC, это основные разновидности, широко используемые и продаваемые на рынке.
По растворимости его можно разделить на ионные и неионные. Водорастворимые неионные эфиры целлюлозы в основном состоят из двух серий алкиловых эфиров и гидроксиалкиловых эфиров. Ионная КМЦ в основном используется в синтетических моющих средствах, текстильной печати и крашении, в пищевой и нефтяной промышленности. Неионогенные MC, HPMC, HEMC и т. д. в основном используются в строительных материалах, латексных покрытиях, медицине, бытовых химикатах и т. д. Используется в качестве загустителя, водоудерживающего агента, стабилизатора, диспергатора и пленкообразователя.
Во-вторых, удержание воды эфиром целлюлозы.
Водоудержание эфира целлюлозы: При производстве строительных материалов, особенно сухих порошковых растворов, эфир целлюлозы играет незаменимую роль, особенно при производстве специальных растворов (модифицированных растворов), он является незаменимым и важным компонентом.
Важная роль водорастворимого эфира целлюлозы в строительном растворе в основном имеет три аспекта: один - отличная способность удерживать воду, другой - влияние на консистенцию и тиксотропность раствора, а третий - взаимодействие с цементом. Водоудерживающий эффект эфира целлюлозы зависит от водопоглощения основного слоя, состава раствора, толщины слоя раствора, водопотребности раствора и времени схватывания схватывающего материала. Удержание воды в эфире целлюлозы происходит за счет растворимости и дегидратации самого эфира целлюлозы. Как всем известно, хотя молекулярная цепь целлюлозы и содержит большое количество легко гидратируемых ОН-групп, она не растворяется в воде, поскольку структура целлюлозы имеет высокую степень кристалличности.
Одной только гидратационной способности гидроксильных групп недостаточно для покрытия прочных водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса между молекулами. Поэтому он только набухает, но не растворяется в воде. При введении заместителя в молекулярную цепь не только заместитель разрушает водородную цепь, но и разрушается межцепная водородная связь за счет вклинивания заместителя между соседними цепями. Чем больше заместитель, тем больше расстояние между молекулами. Тем больше расстояние. Чем больше эффект разрушения водородных связей, тем эфир целлюлозы становится водорастворимым после расширения решетки целлюлозы и поступления раствора, образуя высоковязкий раствор. При повышении температуры гидратация полимера ослабевает, и вода между цепями вытесняется. Когда эффект обезвоживания становится достаточным, молекулы начинают агрегировать, образуя гель трехмерной сетчатой структуры и складываясь.
Факторы, влияющие на удержание воды раствором, включают вязкость эфира целлюлозы, количество добавки, крупность частиц и температуру использования:
Чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудерживающая способность. Вязкость является важным параметром работы МК. В настоящее время разные производители МК используют разные методы и приборы для измерения вязкости МК. Основными методами являются Хааке Ротовиско, Хопплера, Уббелоде и Брукфилда. Для одного и того же продукта результаты вязкости, измеренные разными методами, сильно различаются, а некоторые даже имеют двукратную разницу. Поэтому при сравнении вязкости его необходимо проводить между одними и теми же методами испытаний, включая температуру, ротор и т. д.
Вообще говоря, чем выше вязкость, тем лучше эффект удержания воды. Однако чем выше вязкость и молекулярная масса МК, соответствующее снижение его растворимости будет отрицательно влиять на прочность и строительные характеристики раствора. Чем выше вязкость, тем более очевиден эффект загущения раствора, но он не прямо пропорционален. Чем выше вязкость, тем более вязким будет влажный раствор, то есть в процессе строительства это проявляется в прилипании к скребку и высокой адгезии к основанию. Но повышать структурную прочность самого влажного раствора бесполезно. Во время строительства устойчивость к провисанию не очевидна. Напротив, некоторые модифицированные эфиры метилцеллюлозы средней и низкой вязкости превосходно улучшают структурную прочность влажного строительного раствора.
Чем больше эфира целлюлозы добавлено в раствор, тем лучше водоудерживающая способность, а чем выше вязкость, тем лучше водоудерживающая способность.
Что касается размера частиц, чем мельче частицы, тем лучше удерживается вода. После того, как крупные частицы эфира целлюлозы вступают в контакт с водой, поверхность немедленно растворяется и образует гель, который окутывает материал, предотвращая дальнейшее проникновение молекул воды. Иногда он не может быть равномерно диспергирован и растворен даже после длительного перемешивания, образуя мутный хлопьевидный раствор или агломерацию. Это сильно влияет на удержание воды в эфире целлюлозы, а растворимость является одним из факторов выбора эфира целлюлозы.
Крупность также является важным показателем эффективности эфира метилцеллюлозы. MC, используемый для сухого порошкового раствора, должен быть порошком с низким содержанием воды, а крупность также требует, чтобы 20–60% размера частиц были менее 63 мкм. Мелкость влияет на растворимость эфира метилцеллюлозы. Грубый MC обычно имеет гранулированную форму и легко растворяется в воде без агломерации, но скорость растворения очень низкая, поэтому он не подходит для использования в сухих порошковых растворах. В сухом порошковом растворе MC диспергируется среди вяжущих материалов, таких как заполнитель, мелкий наполнитель и цемент, и только достаточно мелкий порошок может избежать агломерации эфира метилцеллюлозы при смешивании с водой. Когда MC добавляют с водой для растворения агломератов, их очень трудно диспергировать и растворить.
Крупная крупность МК не только неэкономична, но и снижает местную прочность раствора. Когда такой сухой порошковый раствор наносится на большую площадь, скорость отверждения местного сухого порошкового раствора будет значительно снижена, и из-за разного времени отверждения появятся трещины. Для напыляемого раствора механической конструкции требования к крупности выше из-за более короткого времени смешивания.
Крупность MC также оказывает определенное влияние на удержание воды. Вообще говоря, для эфиров метилцеллюлозы с одинаковой вязкостью, но разной крупностью, при одинаковом количестве добавки, чем мельче, тем лучше эффект удержания воды.
Удержание воды MC также связано с используемой температурой, а удержание воды эфиром метилцеллюлозы уменьшается с повышением температуры. Однако при реальном применении материалов сухой порошковый раствор часто наносится на горячие основания при высоких температурах (выше 40 градусов) во многих средах, например, при шпатлевке наружных стен под солнцем летом, что часто ускоряет затвердевание цемента и затвердевание. сухой порошковый раствор. Снижение степени удержания воды приводит к очевидному ощущению, что страдают как удобоукладываемость, так и трещиностойкость, и в этих условиях особенно важно уменьшить влияние температурных факторов.
Хотя добавки на основе эфира метилгидроксиэтилцеллюлозы в настоящее время считаются на переднем крае технологических разработок, их зависимость от температуры по-прежнему будет приводить к ослаблению характеристик сухого порошкового раствора. Хотя количество метилгидроксиэтилцеллюлозы увеличено (летняя формула), технологичность и устойчивость к растрескиванию все еще не могут удовлетворить потребности использования. Благодаря специальной обработке MC, такой как повышение степени этерификации и т. д., эффект удержания воды можно поддерживать при более высокой температуре, что позволяет обеспечить лучшую производительность в суровых условиях.
3. Загущение и тиксотропия эфира целлюлозы
Загущение и тиксотропия эфира целлюлозы. Вторая функция эфира целлюлозы — эффект загущения зависит от: степени полимеризации эфира целлюлозы, концентрации раствора, скорости сдвига, температуры и других условий. Гелеобразующее свойство раствора уникально для алкилцеллюлозы и ее модифицированных производных. Гелеобразующие свойства связаны со степенью замещения, концентрацией раствора и добавками. Для производных, модифицированных гидроксиалкилом, свойства геля также связаны со степенью модификации гидроксиалкила. Для MC и HPMC низкой вязкости можно приготовить 10–15% раствор, для MC и HPMC средней вязкости можно приготовить 5–10% раствор, тогда как для MC и HPMC высокой вязкости можно приготовить только 2–3% раствор, и обычно Классификация вязкости эфира целлюлозы также классифицируется по 1-2% раствору.
Высокомолекулярный эфир целлюлозы обладает высокой эффективностью загущения. В растворе одной и той же концентрации полимеры с разной молекулярной массой имеют разную вязкость. Высокая степень. Целевая вязкость может быть достигнута только путем добавления большого количества низкомолекулярного эфира целлюлозы. Его вязкость мало зависит от скорости сдвига, высокая вязкость достигает целевой вязкости, требуемое количество добавки невелико, а вязкость зависит от эффективности загущения. Поэтому для достижения определенной консистенции необходимо обеспечить определенное количество эфира целлюлозы (концентрацию раствора) и вязкость раствора. Температура геля раствора также линейно снижается с увеличением концентрации раствора, а гелеобразование происходит при комнатной температуре после достижения определенной концентрации. Концентрация желирования ГПМЦ относительно высока при комнатной температуре.
Консистенцию также можно регулировать, выбирая размер частиц и эфиры целлюлозы с разной степенью модификации. Так называемая модификация заключается во введении определенной степени замещения гидроксиалкильных групп в скелетную структуру MC. Путем изменения относительных значений замещения двух заместителей, то есть относительных значений замещения DS и ms метокси- и гидроксиалкильных групп, о которых мы часто говорим. Различные требования к характеристикам эфира целлюлозы могут быть достигнуты путем изменения относительных значений замещения двух заместителей.
Взаимосвязь между консистенцией и модификацией: добавление эфира целлюлозы влияет на водопотребление строительного раствора, изменение водосвязующего соотношения воды и цемента вызывает эффект загущения, чем выше дозировка, тем больше расход воды.
Эфиры целлюлозы, используемые в порошкообразных строительных материалах, должны быстро растворяться в холодной воде и обеспечивать подходящую консистенцию для системы. При определенной скорости сдвига он все равно превращается в хлопьевидный и коллоидный блок, что является некондиционным или некачественным продуктом.
Существует также хорошая линейная зависимость между консистенцией цементного теста и дозировкой эфира целлюлозы. Эфир целлюлозы может значительно увеличить вязкость строительного раствора. Чем больше дозировка, тем очевиднее эффект. Водный раствор высоковязкого эфира целлюлозы обладает высокой тиксотропией, что также является основной характеристикой эфира целлюлозы. Водные растворы полимеров MC обычно обладают псевдопластической и нетиксотропной текучестью ниже температуры геля, но ньютоновскими свойствами текучести при низких скоростях сдвига. Псевдопластичность увеличивается с увеличением молекулярной массы или концентрации эфира целлюлозы независимо от типа заместителя и степени замещения. Следовательно, эфиры целлюлозы одного и того же класса вязкости, независимо от MC, HPMC, HEMC, всегда будут проявлять одни и те же реологические свойства, пока концентрация и температура остаются постоянными.
При повышении температуры образуются структурные гели и возникают высокотиксотропные течения. Эфиры целлюлозы высокой концентрации и низкой вязкости проявляют тиксотропию даже ниже температуры геля. Это свойство очень полезно для корректировки выравнивания и провисания строительного раствора. Здесь необходимо пояснить, что чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше удерживается вода, но чем выше вязкость, тем выше относительная молекулярная масса эфира целлюлозы и соответствующее снижение его растворимости, что оказывает негативное влияние. на концентрацию раствора и качество строительства. Чем выше вязкость, тем более очевиден эффект загущения раствора, но он не совсем пропорционален. Некоторая средняя и низкая вязкость, но модифицированный эфир целлюлозы лучше улучшает структурную прочность влажного строительного раствора. С увеличением вязкости водоудержание эфира целлюлозы улучшается. 4. Замедление эфира целлюлозы
Замедление эфира целлюлозы. Третья функция эфира целлюлозы — задержка процесса гидратации цемента. Эфир целлюлозы наделяет раствор различными полезными свойствами, а также снижает теплоту ранней гидратации цемента и замедляет динамический процесс гидратации цемента. Это неблагоприятно для применения раствора в холодных регионах. Этот эффект замедления вызван адсорбцией молекул эфира целлюлозы на продуктах гидратации, таких как CSH и ca(OH)2. За счет увеличения вязкости порового раствора эфир целлюлозы снижает подвижность ионов в растворе, тем самым замедляя процесс гидратации.
Время публикации: 04 февраля 2023 г.