Целлюлоза эфирлерінің қоюлануы және тиксотропиясы
Целлюлоза эфирінің қоюлануы және тиксотропиясы: Целлюлоза эфирінің екінші қызметі – қоюландырғыш әсері: целлюлоза эфирінің полимерлену дәрежесіне, ерітінді концентрациясына, ығысу жылдамдығына, температураға және басқа жағдайларға байланысты. Ерітіндінің гельдік қасиеттері тек алкил целлюлозаға және оның модификацияланған туындыларына тән. Желдену қасиеттері алмастыру дәрежесіне, ерітінді концентрациясына және қоспаларға байланысты. Гидроксиалкилмен модификацияланған туындылар үшін гельдік қасиеттер гидроксиалкил тобының модификация дәрежесіне де байланысты. Төмен ерітінді концентрациясы бар MC және HPMC үшін 10%-15% концентрациялы ерітінді дайындауға болады, орташа тұтқырлықтағы MC және HPMC 5%-10% ерітіндімен, ал жоғары тұтқырлық MC және HPMC тек 2%-дан дайындалуы мүмкін. 3% ерітінді, әдетте целлюлоза эфирінің тұтқырлық дәрежесі де 1%-2% ерітіндімен бағаланады.
Жоғары молекулалық салмақты целлюлоза эфирі жоғары қоюландыру тиімділігіне ие. Бір концентрациялы ерітіндіде әртүрлі молекулалық полимерлердің тұтқырлығы әртүрлі болады. Тұтқырлық пен молекулалық массаны келесідей көрсетуге болады, [η]=2,92×10-2(DPn) 0,905, DPn – орташа полимерлену дәрежесі жоғары. Мақсатты тұтқырлыққа төмен молекулалық салмақты целлюлоза эфирін көп мөлшерде қосқанда ғана қол жеткізуге болады. Оның тұтқырлығы ығысу жылдамдығына аз тәуелді, жоғары тұтқырлық мақсатты тұтқырлыққа жетеді, ал қажетті қосу мөлшері аз, ал тұтқырлық қоюлану тиімділігімен анықталады. Сондықтан белгілі бір консистенцияға жету үшін целлюлоза эфирінің белгілі бір мөлшері (ерітінді концентрациясы) және ерітіндінің тұтқырлығы қамтамасыз етілуі керек. Ерітіндінің гельдену температурасы да ерітінді концентрациясының жоғарылауымен сызықты түрде төмендеді және белгілі бір концентрацияға жеткеннен кейін бөлме температурасында гельденеді. Бөлме температурасында HPMC гельдік концентрациясы жоғары.
Консистенцияны бөлшектердің өлшемін таңдау және модификацияның әртүрлі дәрежедегі целлюлоза эфирлерін таңдау арқылы да реттеуге болады. Модификация деп аталатын нәрсе - МК-ның қаңқалық құрылымына белгілі бір дәрежедегі алмастыру дәрежесі бар гидроксиалкил тобын енгізу. Екі орынбасушының салыстырмалы алмастыру мәндерін өзгерту арқылы, яғни біз жиі айтатын метокси және гидроксиалкил топтарының DS және мс салыстырмалы алмастыру мәндері. Целлюлоза эфирлерінің әртүрлі қасиеттеріне қойылатын талаптар екі алмастырғыштың салыстырмалы алмастыру мәндерін өзгерту арқылы алынады.
Консистенция мен модификация арасындағы байланыс: целлюлоза эфирінің қосылуы ерітіндінің су шығынына әсер етеді, су мен цементтің су-байланыстырғыш қатынасының өзгеруі қоюлау әсері болып табылады. Доза неғұрлым жоғары болса, суды тұтыну соғұрлым көп болады.
Ұнтақты құрылыс материалдарында қолданылатын целлюлоза эфирлері суық суда тез еріп, жүйені қолайлы консистенциямен қамтамасыз етуі керек. Белгілі бір ығысу жылдамдығы берілсе, ол әлі де флоккулентті және коллоидты блок болып табылады, бұл біліктілігі жоқ немесе сапасыз өнім.
Сондай-ақ цемент пастасы консистенциясы мен целлюлоза эфирінің құрамы арасында жақсы сызықтық байланыс бар. Целлюлоза эфирі ерітіндінің тұтқырлығын айтарлықтай арттыруы мүмкін. Мазмұны неғұрлым көп болса, әсер соғұрлым айқын болады. Целлюлоза эфирінің тұтқырлығы жоғары сулы ерітіндісі жоғары тиксотропияға ие, бұл да целлюлоза эфирінің негізгі сипаттамасы болып табылады. MC негізіндегі полимерлердің сулы ерітінділері әдетте гель температурасынан төмен псевдопластикалық, тиксотропты емес ағындық қасиеттерге ие, бірақ төмен ығысу жылдамдығында Ньютондық ағындық қасиеттерге ие. Целлюлоза эфирінің молекулалық массасының немесе концентрациясының жоғарылауымен псевдопластика, орынбасушы түріне және орынбасу дәрежесіне қарамастан артады. Сондықтан, тұтқырлық дәрежесі бірдей целлюлоза эфирлері, мейлі ол MC, HPMC немесе HEMC болсын, концентрация мен температура тұрақты болған кезде әрқашан бірдей реологиялық қасиеттерді көрсетеді.
Құрылымдық гельдер температура көтерілгенде түзіліп, жоғары тиксотропты ағын пайда болады. Жоғары концентрациясы және төмен тұтқырлығы бар целлюлоза эфирлері гель температурасынан төмен болса да тиксотропия көрсетеді. Бұл қасиет құрылыс ерітіндісінің құрылысына оның тегістелуін және шөгуін реттеу үшін үлкен пайда әкеледі. Бұл жерде целлюлоза эфирінің тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым суды жақсы ұстайтынын, бірақ тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, целлюлоза эфирінің салыстырмалы молекулалық салмағы соғұрлым жоғары болатынын және сәйкесінше оның ерігіштігінің төмендеуін атап өту керек, бұл теріс әсерге ие. ерітінді концентрациясына және құрылыс өнімділігіне әсері. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, ерітіндінің қалыңдатқыш әсері соғұрлым айқын болады, бірақ ол толығымен пропорционалды емес. Кейбір орташа және төмен тұтқырлық, бірақ модификацияланған целлюлоза эфирлері дымқыл ерітіндінің құрылымдық беріктігін жақсартуда жақсырақ өнімділікке ие. Тұтқырлықтың жоғарылауымен целлюлоза эфирлерінің суды ұстауы артады.
