Celulozni eter je sintetični polimer, narejen iz naravne celuloze s kemijsko modifikacijo. Celulozni eter je derivat naravne celuloze. Proizvodnja celuloznega etra se razlikuje od sintetičnih polimerov. Njegov najosnovnejši material je celuloza, naravna polimerna spojina. Zaradi posebnosti naravne strukture celuloze sama celuloza nima sposobnosti reakcije z eterifikacijskimi sredstvi. Vendar pa po zdravljenju oteklinega sredstva močne vodikove vezi med molekularnimi verigami in verigami uničijo, aktivno sproščanje hidroksilne skupine pa postane reaktivna alkalna celuloza. Pridobite eter celuloze.
Lastnosti celuloznih etrov so odvisne od vrste, števila in porazdelitve substituentov. Klasifikacija celuloznih etrov temelji tudi na vrsti substituentov, stopnji eterifikacije, topnosti in s tem povezanih lastnosti uporabe. Glede na vrsto substituentov na molekularni verigi ga lahko razdelimo na mono in mešani eter. Običajno uporabljamo MC kot mono eter, HPMC pa kot mešani eter. Metilni celulozni eter MC je produkt, potem ko hidroksilna skupina na glukozni enoti naravne celuloze nadomesti z metoksi skupina. Strukturna formula je [Co H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] x To je izdelek, ki ga dobimo z nadomeščanjem dela hidroksilne skupine na enoti z metoksi skupine in drugim delom s hidroksipropilno skupino. Strukturna formula je [C6H7O2 (OH) 3-Mn (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] X Obstaja hidroksietil metilcelulozni eter hemc, ki so glavne sorte, ki so na trgu, ki se pogosto uporabljajo in prodajajo.
Glede na topnost ga lahko razdelimo na ionsko in neionsko. Vodo topni neionski celulozni etri so sestavljeni predvsem iz dveh serij alkilnih etrov in hidroksialkilnih etrov. Ionski CMC se uporablja predvsem v sintetičnih detergentih, tekstilnem tiskanju in barvanju, raziskovanju hrane in olja. Ne-ionski MC, HPMC, HEMC itd. Se uporabljajo predvsem v gradbenih materialih, barvi iz lateksa, zdravil, dnevnih kemikalij in tako naprej. Uporablja se kot zgoščevalec, sredstvo za zadrževanje vode, stabilizator, razpršilni in filmski agent.
Zadrževanje vode celuloznega etra
Pri proizvodnji gradbenih materialov, zlasti malte s suho mešanjem, ima celulozni eter nenadomestljivo vlogo, zlasti pri proizvodnji posebne malte (spremenjena malta), je nepogrešljiva in pomembna sestavina.
Pomembna vloga vodno topnega celuloznega etra v malti ima predvsem tri vidike, ena je odlična zmogljivost zadrževanja vode, druga pa vpliva na konsistentnost in tiksotropijo malte, tretja pa je interakcija s cementom.
Učinek zadrževanja vode celuloznega etra je odvisen od absorpcije vode osnovne plasti, sestave malte, debeline plasti malte, potrebe po vodi malte in nastavitvenega časa nastavitvenega materiala. Zadrževanje vode celuloznega etra same izhaja iz topnosti in dehidracije samega celuloznega etra. Dobro je znano, da čeprav celulozna molekularna veriga vsebuje veliko število visoko hidratabilnih OH skupin, ni topna v vodi, ker ima celulozna struktura visoko stopnjo kristalnosti. Sposobnost hidratacije hidroksilnih skupin ni dovolj, da bi pokrila močne vodikove vezi in sile van der Waals med molekulami. Zato se le nabrekne, vendar se ne raztopi v vodi. Ko se v molekularno verigo vnese substituent, ne samo substituent uniči vodikovo verigo, ampak tudi medkanalna vodikova vez uničena zaradi klicanja substituenta med sosednjimi verigami. Večji kot je substituent, večja je razdalja med molekulami. Večja je razdalja. Večji kot je učinek uničenja vodikovih vezi, celulozni eter postane topni v vodi, potem ko se celulozna rešetka razširi in raztopina vstopi, kar tvori raztopino z visoko viskoznostjo. Ko se temperatura dvigne, se hidracija polimera oslabi in voda med verigami se poganja. Kadar je učinek dehidracije zadostna, se molekule začnejo združevati in tvorijo tridimenzionalni gel strukture omrežja in jih zložite. Dejavniki, ki vplivajo na zadrževanje vode malte, vključujejo viskoznost celuloznega etra, dodano količino, finost delcev in temperaturo uporabe.
Večja kot je viskoznost celuloznega etra, boljša je zmogljivost zadrževanja vode in višja je viskoznost polimerne raztopine. Glede na molekulsko maso (stopnja polimerizacije) polimera ga določa tudi verižna dolžina molekularne strukture in oblika verige, porazdelitev vrst in količin substituentov pa neposredno vpliva tudi na njegovo viskoznost.
[η] = km α
[η] notranja viskoznost polimerne raztopine
M polimerna molekulska masa
α značilna konstanta polimera
K koeficient raztopine viskoznosti
Viskoznost polimerne raztopine je odvisna od molekulske mase polimera. Viskoznost in koncentracija raztopine celuloznega etra sta povezana z uporabo na različnih poljih. Zato ima vsak celulozni eter veliko različnih specifikacij viskoznosti, prilagoditev viskoznosti pa se realizira predvsem z razgradnjo alkalne celuloze, to je lomljenje celulozne molekularne verige.
Na sliki 1.2 je razvidno, da večja kot je dodana količina celuloznega etra, boljša je zmogljivost zadrževanja vode in večja je viskoznost, boljše je zmogljivost zadrževanja vode.
Za velikost delcev je lepši delček, boljši je zadrževanje vode, na sliki 3. Ko veliki delci celuloznega etra pridejo v stik z vodo, se površina takoj raztopi in tvori gel, da se material zavije, da prepreči, da bi se molekule vode infiltrirale. Včasih ga ni mogoče enakomerno razpršiti in raztopiti tudi po dolgotrajnem mešanju, ki tvori oblačno flokulentno raztopino ali aglomeracijo. Močno vpliva na zadrževanje vode celuloznega etra, topnost pa je eden izmed dejavnikov za izbiro celuloznega etra.
Zgostitev in tiksotropija celuloznega etra
Druga funkcija celuloznega etra - zgostitev je odvisna od: stopnje polimerizacije celuloznega etra, koncentracije raztopine, hitrosti striženja, temperature in drugih stanj. Lastnost raztopine raztopine je edinstvena za alkilno celulozo in njegove spremenjene derivate. Lastnosti gelacije so povezane s stopnjo zamenjave, koncentracije raztopine in dodatki. Za hidroksialkil modificirane derivate so lastnosti gela povezane tudi s stopnjo modifikacije hidroksialkil. Za MC in HPMC z nizko viskoznostjo lahko pripravimo 10% -15% koncentracijsko raztopino, 5% -10% raztopino lahko pripravimo za srednje viskoznost MC in HPMC, 2% -3% raztopino pa lahko pripravimo za visoko viskoznost MC in HPMC, običajno pa je za klasifikacijo viskoznosti etetra etetra celuloze tudi 1% -2%. Celulozni eter z visoko molekularno maso ima visoko učinkovitost zgostitve. Polimeri z različnimi molekulskimi masmi imajo različne viskoznosti v isti koncentracijski raztopini. Visoka stopnja. Ciljno viskoznost je mogoče doseči le z dodajanjem velike količine etra celuloze z nizko molekulsko maso. Njegova viskoznost ima malo odvisnosti od hitrosti striženja, visoka viskoznost pa doseže ciljno viskoznost, zahtevana količina dodajanja pa je majhna, viskoznost pa je odvisna od učinkovitosti zgostitve. Zato je treba za dosego določene konsistence zagotoviti določeno količino celuloznega etra (koncentracija raztopine) in viskoznost raztopine. Temperatura gela raztopine se tudi linearno zmanjšuje s povečanjem koncentracije raztopine in geli pri sobni temperaturi po doseganju določene koncentracije. Koncentracija gelacije HPMC je višja pri sobni temperaturi.
Doslednost je mogoče prilagoditi tudi z izbiro velikosti delcev in izbiro celuloznih etrov z različnimi stopnjami modifikacije. Tako imenovana sprememba je uvesti določeno stopnjo nadomestitve hidroksialkilnih skupin na skeletno strukturo MC. S spreminjanjem relativnih nadomestnih vrednosti obeh substituentov, to je relativne vrednosti zamenjave DS in MS v metoksi in hidroksialkilnih skupinah, ki jih pogosto rečemo. Različne zahteve glede uspešnosti celuloznega etra lahko dobimo s spreminjanjem relativnih nadomestnih vrednosti obeh substituentov.
Na sliki 4 lahko vidimo razmerje med doslednostjo in spreminjanjem. Dodajanje celuloznega etra na sliki 5 vpliva na porabo vode malte in spremeni razmerje med vodo in cementom, kar je zgoščevalni učinek. Večji kot je odmerek, večja je poraba vode.
Celulozni etri, ki se uporabljajo v gradbenih materialih v prahu, se morajo hitro raztopiti v hladni vodi in zagotoviti primerno konsistenco za sistem. Če dobite določeno hitrost striženja, še vedno postane flokulenten in koloidni blok, ki je podstandardni ali slabi kakovostni izdelek.
Obstaja tudi dober linearni odnos med konsistenco cementne paste in odmerkom celuloznega etra. Celulozni eter lahko močno poveča viskoznost malte. Večji kot je odmerek, bolj očiten je učinek, glej sliko 6.
Vodna raztopina celuloznega etra z visoko viskoznostjo ima visoko tiksotropijo, ki je tudi glavna značilnost celuloznega etra. Vodne raztopine polimerov tipa MC imajo običajno psevdoplastično in netiksotropno fluidnost pod temperaturo gela, vendar newtonske lastnosti pretoka z nizko hitrostjo striženja. Psevdoplastičnost se poveča z molekulsko maso ali koncentracijo celuloznega etra, ne glede na vrsto substituenta in stopnjo substitucije. Zato bodo celulozni etri enake viskoznosti, ne glede na MC, HPMC, HEMC, vedno pokazali enake reološke lastnosti, dokler se koncentracija in temperatura ohranjata konstantna. Strukturni geli nastanejo, ko se temperatura dvigne in pride do zelo tiksotropnih tokov. Etri visoke koncentracije in nizke viskoznosti celuloze kažejo tiksotropijo tudi pod temperaturo gela. Ta lastnost je v veliko korist za prilagoditev izravnave in povezovanja pri gradnji gradbene malte. Tu je treba razložiti, da večja kot je viskoznost celuloznega etra, boljše je zadrževanje vode, vendar je višja viskoznost, večja je relativna molekulska masa celuloznega etra in ustrezno zmanjšanje njene topnosti, ki negativno vpliva na koncentracijo malte in gradnjo. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je zgoščevalni učinek na malto, vendar ni povsem sorazmeren. Nekaj srednje in nizke viskoznosti, vendar ima spremenjeni eter celuloze boljše delovanje pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte. S povečanjem viskoznosti se izboljša zadrževanje vode celuloznega etra.
Čas objave: 18. februar 20123