Éter de celulosa é un polímero sintético feito a partir de celulosa natural mediante a modificación química. Éter de celulosa é un derivado da celulosa natural. A produción de éter de celulosa é diferente dos polímeros sintéticos. O seu material máis básico é a celulosa, un composto de polímero natural. Debido á particularidade da estrutura natural da celulosa, a celulosa en si non ten capacidade de reaccionar cos axentes de eterificación. Non obstante, despois do tratamento do axente de hinchazón, os fortes enlaces de hidróxeno entre as cadeas moleculares e as cadeas son destruídos e a liberación activa do grupo hidroxilo convértese nunha celulosa alcalia reactiva. Obter éter de celulosa.
As propiedades dos éteres de celulosa dependen do tipo, número e distribución de substituíntes. A clasificación de éteres de celulosa tamén está baseada no tipo de substituíntes, no grao de eterificación, na solubilidade e nas propiedades da aplicación relacionadas. Segundo o tipo de substituíntes na cadea molecular, pódese dividir en éter mono e éter mixto. Normalmente usamos MC como éter mono e HPMC como éter mixto. Metil celulosa éter MC é o produto despois do grupo hidroxilo na unidade de glicosa de celulosa natural é substituído polo grupo metoxi. A fórmula estrutural é [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] x É un produto obtido substituíndo unha parte do grupo hidroxilo na unidade cun grupo metoxi e outra parte cun grupo hidroxipropilo. A fórmula estrutural é [C6H7O2 (OH) 3-Mn (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] X Hai HEMC de éter de hidroxietil metilcelulosa, que son as principais variedades moi utilizadas e vendidas no mercado.
En termos de solubilidade, pódese dividir en iónico e non iónico. Os éteres de celulosa non iónicos solubles en auga están compostos principalmente por dúas series de éteres alquilo e éteres hidroxalalquilo. O CMC iónico úsase principalmente en deterxentes sintéticos, impresión téxtil e tinte, comida e exploración de aceite. MC non iónico, HPMC, HEMC, etc. úsanse principalmente en materiais de construción, pintura de látex, medicina, produtos químicos diarios, etc. Usado como espesante, axente de retención de auga, estabilizador, dispersante e axente formador de películas.
Retención de auga de éter de celulosa
Na produción de materiais de construción, especialmente o morteiro mesturado en seco, o éter de celulosa xoga un papel insubstituíble, especialmente na produción de morteiro especial (morteiro modificado), é un compoñente indispensable e importante.
O papel importante do éter de celulosa soluble en auga no morteiro ten principalmente tres aspectos, un é unha excelente capacidade de retención de auga, o outro é a influencia na coherencia e na tixotropía do morteiro, e a terceira é a interacción con cemento.
O efecto de retención de auga do éter de celulosa depende da absorción de auga da capa base, da composición do morteiro, do grosor da capa de morteiro, da demanda de auga do morteiro e do tempo de configuración do material de configuración. A retención de auga do éter de celulosa provén da solubilidade e da deshidratación do propio éter de celulosa. É ben sabido que, aínda que a cadea molecular de celulosa contén un gran número de grupos OH altamente hidratables, non é soluble na auga, porque a estrutura da celulosa ten un alto grao de cristalinidade. A capacidade de hidratación dos grupos hidroxilo non é suficiente para cubrir os fortes enlaces de hidróxeno e as forzas de van der Waals entre moléculas. Polo tanto, só se incha, pero non se disolve na auga. Cando se introduce un substituínte na cadea molecular, non só o substituínte destrúe a cadea de hidróxeno, senón tamén o enlace de hidróxeno interchain é destruído debido á voda do substituínte entre cadeas adxacentes. Canto maior sexa o substituínte, maior será a distancia entre as moléculas. Canto maior sexa a distancia. Canto maior sexa o efecto da destrución dos enlaces de hidróxeno, o éter de celulosa convértese en soluble en auga despois de que a celulosa se expande e entra a solución, formando unha solución de alta viscosidade. Cando a temperatura aumenta, a hidratación do polímero debilita e a auga entre as cadeas é expulsada. Cando o efecto de deshidratación é suficiente, as moléculas comezan a agregarse, formando un xel de estrutura de rede tridimensional e dobrado. Entre os factores que afectan a retención de auga do morteiro inclúen a viscosidade do éter de celulosa, a cantidade engadida, a finura das partículas e a temperatura de uso.
Canto maior sexa a viscosidade do éter da celulosa, mellor será o rendemento da retención de auga e maior será a viscosidade da solución de polímero. Dependendo do peso molecular (grao de polimerización) do polímero, tamén está determinado pola lonxitude da cadea da estrutura molecular e a forma da cadea, e a distribución dos tipos e cantidades dos substituíntes tamén afecta directamente ao seu rango de viscosidade.
[η] = km α
[η] viscosidade intrínseca da solución de polímeros
M peso molecular do polímero
constante característica do polímero α
K coeficiente de solución de viscosidade
A viscosidade dunha solución de polímero depende do peso molecular do polímero. A viscosidade e a concentración da solución de éter de celulosa están relacionadas coa aplicación en varios campos. Polo tanto, cada éter de celulosa ten moitas especificacións de viscosidade diferentes, e o axuste da viscosidade realízase principalmente pola degradación da celulosa alcalina, é dicir, a rotura de cadeas moleculares de celulosa.
Pódese ver na figura 1.2 que canto maior sexa a cantidade de éter de celulosa engadida ao morteiro, mellor será o rendemento da retención de auga e canto maior sexa a viscosidade, mellor será o rendemento da retención de auga.
Para o tamaño da partícula, canto máis fina sexa a partícula, mellor a retención de auga vexa a figura 3. Despois de que as grandes partículas de éter de celulosa entran en contacto coa auga, a superficie disólvese inmediatamente e forma un xel para envolver o material para evitar que as moléculas de auga se infiltren. Ás veces non se pode dispersar e disolver uniformemente incluso despois de axitar a longo prazo, formando unha solución floculente nublada ou aglomeración. Afecta moito a retención de auga do seu éter de celulosa e a solubilidade é un dos factores para escoller o éter de celulosa.
Engrosamento e tixropía de éter de celulosa
A segunda función do éter de celulosa - engrosamento depende de: o grao de polimerización do éter de celulosa, concentración de solucións, velocidade de cizallamento, temperatura e outras condicións. A propiedade gellinosa da solución é única para a alquil celulosa e os seus derivados modificados. As propiedades de xelación están relacionadas co grao de substitución, concentración de solucións e aditivos. Para os derivados modificados por hidroxialquilo, as propiedades do xel tamén están relacionadas co grao de modificación de hidroxialquilo. Para MC e HPMC con baixa viscosidade, pódese preparar unha solución de concentración do 10% -15%, pódese preparar unha solución do 5% -10% para a viscosidade media MC e HPMC, e a solución do 2% -3% pódese preparar para a alta viscosidade MC e HPMC, e normalmente a clasificación de viscosidade da celulosa ETHER tamén se clasifica con 1% -2% de solución. O éter de celulosa de alto peso molecular ten alta eficiencia engrosando. Os polímeros con diferentes pesos moleculares teñen viscosidades diferentes na mesma solución de concentración. Alto grao. A viscosidade obxectivo só se pode conseguir engadindo unha gran cantidade de éter de celulosa de baixo peso molecular. A súa viscosidade ten pouca dependencia da taxa de cizalladura e a alta viscosidade alcanza a viscosidade obxectivo, e a cantidade de adición requirida é pequena, e a viscosidade depende da eficiencia engrosante. Polo tanto, para conseguir unha certa coherencia, debe garantirse unha certa cantidade de éter de celulosa (concentración da solución) e viscosidade da solución. A temperatura do xel da solución tamén diminúe linealmente co aumento da concentración da solución e xeles a temperatura ambiente despois de alcanzar unha certa concentración. A concentración de xelación de HPMC é maior a temperatura ambiente.
A coherencia tamén se pode axustar escollendo o tamaño das partículas e escollendo éteres de celulosa con diferentes graos de modificación. A chamada modificación é introducir un certo grao de substitución de grupos hidroxialquilo na estrutura do esqueleto de MC. Ao cambiar os valores de substitución relativa dos dous substituíntes, é dicir, os valores de substitución relativa DS e MS dos grupos metoxi e hidroxialquilo que a miúdo dicimos. Pódense obter diversos requisitos de rendemento do éter de celulosa cambiando os valores de substitución relativa dos dous substituíntes.
Na figura 4 podemos ver a relación entre coherencia e modificación. A adición de éter de celulosa na figura 5 afecta ao consumo de auga do morteiro e cambia a relación auga-cemento, que é o efecto engrosante. Canto maior sexa a dosificación, maior será o consumo de auga.
Os éteres de celulosa empregados en materiais de construción en po deben disolverse rapidamente en auga fría e proporcionar unha consistencia adecuada para o sistema. Se se dá unha determinada taxa de cizalladura, aínda se converte en bloque floculente e coloidal, que é un produto inferior ou de mala calidade.
Tamén hai unha boa relación lineal entre a coherencia da pasta de cemento e a dosificación de éter de celulosa. O éter de celulosa pode aumentar enormemente a viscosidade do morteiro. Canto maior sexa a dosificación, máis obvio é o efecto, ver a figura 6.
A solución acuosa de éter de éter de celulosa de alta viscosidade ten unha alta tixropía, que tamén é unha característica principal do éter de celulosa. As solucións acuosas de polímeros de tipo MC normalmente teñen fluidez pseudoplástica e non tixópica por baixo da temperatura do xel, pero as propiedades de fluxo newtonianas a baixas taxas de cizalladura. A pseudoplasticidade aumenta co peso molecular ou a concentración de éter de celulosa, independentemente do tipo de substituínte e do grao de substitución. Polo tanto, os éteres de celulosa do mesmo grao de viscosidade, non importa MC, HPMC, HEMC, sempre mostrarán as mesmas propiedades reolóxicas sempre que a concentración e a temperatura se manteñan constantes. Os xeles estruturais fórmanse cando se aumenta a temperatura e prodúcense fluxos altamente tixotrópicos. A alta concentración e a baixa viscosidade éteres de celulosa mostran tixropía incluso por baixo da temperatura do xel. Esta propiedade é de gran beneficio para o axuste de nivelación e caída na construción do morteiro da construción. Aquí hai que explicar que canto maior sexa a viscosidade do éter de celulosa, mellor será a retención de auga, pero maior será a viscosidade, maior será o peso molecular relativo do éter de celulosa e a correspondente diminución da súa solubilidade, o que ten un impacto negativo na concentración de morteiro e no rendemento da construción. Canto maior sexa a viscosidade, máis obvio é o efecto engrosante no morteiro, pero non é completamente proporcional. Algunha viscosidade media e baixa, pero o éter de celulosa modificado ten un mellor rendemento para mellorar a resistencia estrutural do morteiro húmido. Co aumento da viscosidade, a retención de auga do éter de celulosa mellora.
Tempo post: FEB-18-2023