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. Мы звычайна выкарыстоўваем mc як монаэфір, а HPmc як змешаны эфір. Метылавы эфір цэлюлозы mc з'яўляецца прадуктам пасля замены гідраксільнай групы глюкозы ў натуральнай цэлюлозе на метоксигруппу. 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 гатункі, 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. Ionic Cmc 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 хімічных рэчывах 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 (гл. малюнак 3). Пасля таго, як буйныя часціцы эфіру цэлюлозы ўступаюць у кантакт з вадой, паверхня неадкладна раствараецца і ўтварае гель, які ахінае матэрыял, каб прадухіліць далейшае пранікненне малекул вады. Часам ён не можа быць раўнамерна дыспергаваны і раствораны нават пасля працяглага мяшання, утвараючы мутны флокулянтны раствор або агламерацыю. 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 – згушчэнне 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 mc і HPmc з нізкай глейкасцю можна прыгатаваць раствор канцэнтрацыі 10%-15%, для mc сярэдняй глейкасці і HPmc можна прыгатаваць 5%-10% раствор, а для mc высокай глейкасці і 2%-3% раствор можна прыгатаваць HPmc, 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. Канцэнтрацыя гелеўтварэння HPmc вышэй 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 mc. 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 большая доза, тым больш відавочны эфект, гл. малюнак 6
Высокаўвязкі водны раствор эфіру цэлюлозы мае высокую тыксатрапію, што таксама з'яўляецца асноўнай характарыстыкай эфіру цэлюлозы. Водныя растворы палімераў тыпу Mc 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 лепшыя характарыстыкі ў паляпшэнні структурнай трываласці вільготнага раствора. З павелічэннем глейкасці паляпшаецца водаўтрыманне эфіру цэлюлозы.
Час публікацыі: 22 лістапада 2022 г