Эфір цэлюлозы - гэта сінтэтычны палімер, выраблены з натуральнай цэлюлозы шляхам хімічнай мадыфікацыі. Эфір цэлюлозы - гэта вытворнае натуральнай цэлюлозы. Вытворчасць эфіру цэлюлозы адрозніваецца ад сінтэтычных палімераў. Яго самы асноўны матэрыял - цэлюлоза, прыроднае палімернае злучэнне. Дзякуючы асаблівасцям структуры натуральнай цэлюлозы, сама цэлюлоза не мае здольнасці ўступаць у рэакцыю з агентамі этэрыфікацыі. Аднак пасля апрацоўкі агентам набракання трывалыя вадародныя сувязі паміж малекулярнымі ланцугамі і ланцугамі руйнуюцца, і актыўнае вызваленне гідраксільнай групы становіцца рэактыўнай шчолачнай цэлюлозай. Атрымліваюць эфір цэлюлозы.
Уласцівасці простых эфіраў цэлюлозы залежаць ад тыпу, колькасці і размеркавання намеснікаў. Класіфікацыя простых эфіраў цэлюлозы заснавана таксама на тыпе замяшчальнікаў, ступені этерификации, растваральнасці і звязаных з імі ўласцівасцях прымянення. Па тыпу замяшчальнікаў у малекулярнай ланцугу яго можна падзяліць на моноэфир і змешаны эфір. MC, які мы звычайна выкарыстоўваем, - гэта монаэфір, а HPMC - гэта змешаны эфір. Метылавы эфір цэлюлозы MC з'яўляецца прадуктам пасля замены гідраксільнай групы глюкозы ў натуральнай цэлюлозе на метокси. Гэта прадукт, які атрымліваецца шляхам замены часткі гідраксільнай групы на метоксигруппу, а іншую частку - на гидроксипропильную групу. Структурная формула [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x гидроксиэтилметилцеллюлозного эфіру HEMC, гэта асноўныя разнавіднасці, якія шырока выкарыстоўваюцца і прадаюцца на рынку.
Па растваральнасці яго можна падзяліць на іённы і неіённы. Растваральныя ў вадзе неіённыя эфіры цэлюлозы ў асноўным складаюцца з двух серый алкілавых эфіраў і гидроксиалкиловых эфіраў. Іённая КМЦ у асноўным выкарыстоўваецца ў сінтэтычных мыйных сродках, тэкстыльнай друку і фарбаванні, харчовай і нафтаразведцы. Неіённыя MC, HPMC, HEMC і г.д. у асноўным выкарыстоўваюцца ў будаўнічых матэрыялах, латексных пакрыццях, медыцыне, штодзённых хімікатах і г.д. Выкарыстоўваюцца ў якасці загушчальніка, водаўтрымліваючага агента, стабілізатара, дыспергатара і пленкаўтваральніка.
Затрымка вады эфіру цэлюлозы
У вытворчасці будаўнічых матэрыялаў, асабліва сухіх раствораў, эфір цэлюлозы гуляе незаменную ролю, асабліва ў вытворчасці спецыяльных раствораў (мадыфікаваных раствораў), ён з'яўляецца незаменным і важным кампанентам.
Важная роля водарастваральнага эфіру цэлюлозы ў растворы ў асноўным мае тры аспекты: адзін - выдатная здольнасць утрымліваць ваду, другі - уплыў на кансістэнцыю і тыксатрапію раствора, і трэці - узаемадзеянне з цэментам.
Водаўтрымлівальны эфект эфіру цэлюлозы залежыць ад водапаглынання асноўнага пласта, складу раствора, таўшчыні растворнага пласта, патрэбнасці раствора ў вадзе і часу схоплівання матэрыялу для схоплівання. Затрымка вады самім эфірам цэлюлозы адбываецца ад растваральнасці і дэгідратацыі самога эфіру цэлюлозы. Як мы ўсе ведаем, хоць малекулярны ланцужок цэлюлозы змяшчае вялікую колькасць груп OH з высокай гідратацыяй, яна не раствараецца ў вадзе, таму што структура цэлюлозы мае высокую ступень кристалличности. Адной толькі здольнасці да гідратацыі гідраксільных груп недастаткова, каб пакрыць моцныя вадародныя сувязі і сілы Ван-дэр-Ваальса паміж малекуламі. Такім чынам, ён толькі набракае, але не раствараецца ў вадзе. Пры ўвядзенні замяшчальніка ў малекулярны ланцуг не толькі замяшчальнік разбурае вадародны ланцуг, але і разбураецца межцепная вадародная сувязь з-за раскліноўвання замяшчальніка паміж суседнімі ланцугамі. Чым большы замяшчальнік, тым большая адлегласць паміж малекуламі. Чым большая адлегласць. Чым большы эфект разбурэння вадародных сувязей, эфір цэлюлозы становіцца растваральным у вадзе пасля таго, як рашотка цэлюлозы пашыраецца і раствор паступае, утвараючы высокавязкі раствор. Пры павышэнні тэмпературы гідратацыя палімера саслабляецца, і вада паміж ланцугамі выцясняецца вонкі. Калі эфект абязводжвання дастатковы, малекулы пачынаюць агрэгаваць, утвараючы трохмерную сеткавую структуру геля і разгортваецца. Фактары, якія ўплываюць на ўтрыманне вады ў будаўнічым растворы, ўключаюць глейкасць эфіру цэлюлозы, колькасць дабаўленага матэрыялу, тонкасць часціц і тэмпературу выкарыстання.
Чым вышэй глейкасць эфіру цэлюлозы, тым лепш характарыстыкі ўтрымання вады і тым вышэй глейкасць раствора палімера. У залежнасці ад малекулярнай масы (ступені полімерызацыі) палімера таксама вызначаецца даўжыня ланцуга малекулярнай структуры і форма ланцуга, а размеркаванне тыпаў і колькасці намеснікаў таксама непасрэдна ўплывае на дыяпазон яго глейкасці. [η]=Kmα
[η] Уласная глейкасць раствора палімера
м малекулярнай масы палімера
α канстанта характарыстыкі палімера
K каэфіцыент глейкасці раствора
Глейкасць раствора палімера залежыць ад малекулярнай масы палімера. Глейкасць і канцэнтрацыя раствора эфіру цэлюлозы звязаныя з ужываннем у розных галінах. Такім чынам, кожны эфір цэлюлозы мае мноства розных спецыфікацый глейкасці, і рэгуляванне глейкасці ў асноўным ажыццяўляецца шляхам дэградацыі шчолачнай цэлюлозы, гэта значыць разрыву малекулярных ланцугоў цэлюлозы.
Чым большая колькасць эфіру цэлюлозы, дададзеная ў раствор, тым лепшая характарыстыка ўтрымання вады, а чым вышэй глейкасць, тым лепшая эфектыўнасць ўтрымання вады.
Што тычыцца памеру часціц, чым драбней часціцы, тым лепш утрымліваюць ваду. Глядзіце малюнак 3. Пасля таго, як буйная часціца эфіру цэлюлозы датыкаецца з вадой, паверхня неадкладна раствараецца і ўтварае гель, які ахінае матэрыял, каб прадухіліць далейшае пранікненне малекул вады. Менш чым аднастайная дысперсія раствараецца, утвараючы мутны флокулянтны раствор або агламераты. Гэта моцна ўплывае на ўтрыманне вады ў эфіры цэлюлозы, і растваральнасць з'яўляецца адным з фактараў выбару эфіру цэлюлозы.
Згушчэнне і тиксотропия эфіру цэлюлозы
Другая функцыя эфіру цэлюлозы – згушчальная, залежыць ад: ступені полімерызацыі эфіру цэлюлозы, канцэнтрацыі раствора, хуткасці зруху, тэмпературы і іншых умоў. Жэліруючыя ўласцівасці раствора з'яўляюцца унікальнымі для алкилцеллюлозы і яе мадыфікаваных вытворных. Гелеобразующие ўласцівасці звязаны са ступенню замяшчэння, канцэнтрацыяй раствора і дадаткамі. Для мадыфікаваных вытворных гидроксиалкила ўласцівасці геля таксама звязаны са ступенню мадыфікацыі гидроксиалкила. Для нізкай глейкасці MC і HPMC можна прыгатаваць 10%-15% раствор, сярэдняй глейкасці MC і HPMC можна прыгатаваць 5%-10% раствор, а для MC і HPMC з высокай глейкасцю можна прыгатаваць толькі 2%-3% раствор, і звычайна Класіфікацыя глейкасці эфіру цэлюлозы таксама ацэньваецца з 1% -2% растворам. Высокамалекулярных эфір цэлюлозы мае высокую эфектыўнасць згушчэння. У растворы адной і той жа канцэнтрацыі палімеры з рознай малекулярнай масай маюць розную глейкасць. Высокая ступень. Мэтавая глейкасць можа быць дасягнута толькі шляхам дадання вялікай колькасці нізкамалекулярных эфіру цэлюлозы. Яго глейкасць мала залежыць ад хуткасці зруху, і высокая глейкасць дасягае мэтавай глейкасці, а неабходная колькасць дадання невялікая, і глейкасць залежыць ад эфектыўнасці згушчэння. Такім чынам, для дасягнення пэўнай кансістэнцыі неабходна гарантаваць пэўную колькасць эфіру цэлюлозы (канцэнтрацыю раствора) і глейкасць раствора. Тэмпература геля раствора таксама лінейна зніжаецца з павелічэннем канцэнтрацыі раствора, і гелі пры пакаёвай тэмпературы пасля дасягнення пэўнай канцэнтрацыі. Жэліруючы канцэнтрацыя HPMC адносна высокая пры пакаёвай тэмпературы.
Кансістэнцыю таксама можна рэгуляваць, выбіраючы памер часціц і выбіраючы эфіры цэлюлозы з рознай ступенню мадыфікацыі. Так званая мадыфікацыя заключаецца ва ўвядзенні пэўнай ступені замяшчэння гидроксиалкильных груп у структуру шкілета МС. Змяняючы адносныя значэнні замяшчэння двух замяшчальнікаў, гэта значыць адносныя значэнні замяшчэння DS і MS метокси- і гидроксиалкильных груп, якія мы часта гаворым. Розныя патрабаванні да прадукцыйнасці эфіру цэлюлозы могуць быць атрыманы шляхам змены адносных значэнняў замяшчэння двух замяшчальнікаў.
Эфіры цэлюлозы, якія выкарыстоўваюцца ў парашкападобных будаўнічых матэрыялах, павінны хутка растварацца ў халоднай вадзе і забяспечваць прыдатную кансістэнцыю для сістэмы. Пры пэўнай хуткасці зруху ён усё роўна становіцца флокулянтам і калоідным блокам, які з'яўляецца няякасным або няякасным прадуктам.
Існуе таксама добрая лінейная залежнасць паміж кансістэнцыяй цэментавага цеста і дазоўкай эфіру цэлюлозы. Эфір цэлюлозы можа значна павялічыць глейкасць раствора. Чым больш дазоўка, тым больш відавочны эфект.
Высокаўвязкі водны раствор эфіру цэлюлозы мае высокую тыксатрапію, што таксама з'яўляецца асноўнай характарыстыкай эфіру цэлюлозы. Водныя растворы палімераў МС звычайна валодаюць псеўдапластычнай і нетыксатропнай цякучасцю ніжэй тэмпературы геля, але ўласцівасцямі ньютанаўскай цякучасці пры нізкіх хуткасцях зруху. Псеўдапластычнасць павялічваецца з павелічэннем малекулярнай масы або канцэнтрацыі эфіру цэлюлозы, незалежна ад тыпу намесніка і ступені замяшчэння. Такім чынам, простыя эфіры цэлюлозы аднолькавага класа глейкасці, незалежна ад MC, HPMC, HEMC, заўсёды будуць паказваць аднолькавыя рэалагічныя ўласцівасці, пакуль канцэнтрацыя і тэмпература падтрымліваюцца сталымі. Пры павышэнні тэмпературы ўтвараюцца структурныя гелі і ўзнікаюць высокатыксатропныя патокі. Высокая канцэнтрацыя і нізкая глейкасць простых эфіраў цэлюлозы паказваюць тыксатрапію нават пры тэмпературы геля. Гэта ўласцівасць прыносіць вялікую карысць для карэкціроўкі выраўноўвання і правісання будаўнічага раствора. Тут неабходна патлумачыць, што чым вышэй глейкасць эфіру цэлюлозы, тым лепш утрымліваецца вада, але чым вышэй глейкасць, тым вышэй адносная малекулярная маса эфіру цэлюлозы і адпаведнае зніжэнне яго растваральнасці, што аказвае негатыўны ўплыў на канцэнтрацыю раствора і будаўнічыя характарыстыкі. Чым вышэй глейкасць, тым больш відавочны эфект згушчэння раствора, але ён не зусім прапарцыйны. Некаторая сярэдняя і нізкая глейкасць, але мадыфікаваны эфір цэлюлозы мае лепшую прадукцыйнасць у паляпшэнні структурнай трываласці вільготнага раствора. З павелічэннем глейкасці паляпшаецца водаўтрыманне эфіру цэлюлозы
Час публікацыі: 22 лістапада 2022 г