Eter celuloze je sintetički polimer napravljen od prirodne celuloze hemijskom modifikacijom. Eter celuloze je derivat prirodne celuloze. Proizvodnja celuloznog etera razlikuje se od sintetičkih polimera. Njegov najosnovniji materijal je celuloza, prirodni polimerni spoj. Zbog specifičnosti prirodne strukture celuloze, sama celuloza nema sposobnost da reaguje sa agensima za eterifikaciju. Međutim, nakon tretmana sredstva za bubrenje, jake vodikove veze između molekularnih lanaca i lanaca se uništavaju, a aktivno oslobađanje hidroksilne grupe postaje reaktivna alkalna celuloza. Dobiti celulozni etar.
Svojstva celuloznih etera zavise od vrste, broja i distribucije supstituenata. Klasifikacija etera celuloze se takođe zasniva na vrsti supstituenata, stepenu eterifikacije, rastvorljivosti i srodnim svojstvima primene. Prema vrsti supstituenata u molekularnom lancu, može se podijeliti na monoeter i miješani eter. Obično koristimo mc kao monoeter, a HPmc kao miješani eter. Metil celulozni eter mc je proizvod nakon što je hidroksilna grupa na glukoznoj jedinici prirodne celuloze supstituisana metoksi grupom. To je proizvod koji se dobija supstitucijom dela hidroksilne grupe na jedinici sa metoksi grupom, a drugog dela sa hidroksipropilnom grupom. Strukturna formula je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x hidroksietil metil celulozni eter HEmc, ovo su glavne sorte koje se široko koriste i prodaju na tržištu.
U pogledu rastvorljivosti, može se podeliti na jonski i nejonski. Nejonski eteri celuloze rastvorljivi u vodi uglavnom se sastoje od dve serije alkil etera i hidroksialkil etera. Ionic Cmc se uglavnom koristi u sintetičkim deterdžentima, štampanju i bojanju tekstila, istraživanju hrane i nafte. Nejonski mc, HPmc, HEmc, itd. se uglavnom koriste u građevinskim materijalima, premazima od lateksa, medicini, dnevnim hemikalijama, itd. Koristi se kao zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode, stabilizator, disperzant i sredstvo za formiranje filma.
Zadržavanje vode celuloznog etra
U proizvodnji građevinskih materijala, posebno suhog maltera, celulozni etar ima nezamjenjivu ulogu, a posebno u proizvodnji specijalnog maltera (modificiranog morta), neizostavan je i važan sastojak.
Važna uloga etera celuloze rastvorljivog u vodi u malteru uglavnom ima tri aspekta, jedan je odličan kapacitet zadržavanja vode, drugi je uticaj na konzistenciju i tiksotropnost maltera, a treći je interakcija sa cementom.
Efekat zadržavanja vode celuloznog etera zavisi od upijanja vode osnovnog sloja, sastava maltera, debljine sloja maltera, potrebe maltera za vodom i vremena vezivanja materijala za vezivanje. Zadržavanje vode u samom celuloznom etru dolazi od rastvorljivosti i dehidracije samog celuloznog etera. Kao što svi znamo, iako molekularni lanac celuloze sadrži veliki broj visoko hidratabilnih OH grupa, nije rastvorljiv u vodi, jer struktura celuloze ima visok stepen kristalnosti. Sposobnost hidratacije hidroksilnih grupa sama po sebi nije dovoljna da pokrije jake vodikove veze i van der Waalsove sile između molekula. Stoga samo bubri, ali se ne otapa u vodi. Kada se supstituent unese u molekularni lanac, ne samo da supstituent uništava lanac vodika, već se razara i međulančana vodikova veza zbog uklinjavanja supstituenta između susjednih lanaca. Što je veći supstituent, veća je udaljenost između molekula. Što je veća udaljenost. Što je veći efekat uništavanja vodikovih veza, eter celuloze postaje rastvorljiv u vodi nakon što se celulozna rešetka proširi i rastvor uđe, formirajući rastvor visokog viskoziteta. Kada temperatura poraste, hidratacija polimera slabi, a voda između lanaca se izbacuje. Kada je efekat dehidracije dovoljan, molekuli počinju da se agregiraju, formirajući trodimenzionalnu mrežnu strukturu gela i savijaju se. Faktori koji utječu na zadržavanje vode u malteru uključuju viskoznost celuloznog etera, dodanu količinu, finoću čestica i temperaturu upotrebe.
Što je veći viskozitet celuloznog etera, to je bolje zadržavanje vode i veći je viskozitet rastvora polimera. U zavisnosti od molekulske težine (stepena polimerizacije) polimera, ona je određena i dužinom lanca molekularne strukture i oblikom lanca, a distribucija vrsta i količina supstituenata takođe direktno utiče na opseg njegovog viskoziteta. [η]=Kmα
[η] Intrinzična viskoznost rastvora polimera
m molekulske težine polimera
α polimerna karakteristična konstanta
K koeficijent rastvora viskoznosti
Viskoznost otopine polimera ovisi o molekulskoj težini polimera. Viskoznost i koncentracija rastvora celuloznog etera vezani su za primenu u različitim oblastima. Stoga, svaki etar celuloze ima mnogo različitih specifikacija viskoziteta, a podešavanje viskoziteta se uglavnom ostvaruje razgradnjom alkalne celuloze, odnosno lomljenjem molekularnih lanaca celuloze.
Što je veća količina celuloznog etera dodana u malter, to je bolje zadržavanje vode, a što je veći viskozitet, to je bolje zadržavanje vode.
Što se tiče veličine čestica, što su čestice sitnije, to je bolje zadržavanje vode (vidi sliku 3). Nakon što velike čestice celuloznog etera dođu u kontakt s vodom, površina se odmah otapa i formira gel za omotavanje materijala kako bi se spriječilo da molekuli vode nastave da se infiltriraju. Ponekad se ne može ravnomjerno dispergirati i otopiti čak ni nakon dugotrajnog miješanja, formirajući mutni flokulantni rastvor ili aglomeraciju. U velikoj meri utiče na zadržavanje vode celuloznog etra, a rastvorljivost je jedan od faktora za odabir celuloznog etra.
Zgušnjavanje i tiksotropija celuloznog etra
Druga funkcija celuloznog etra – zgušnjavanje zavisi od: stepena polimerizacije celuloznog etra, koncentracije rastvora, brzine smicanja, temperature i drugih uslova. Svojstvo želiranja rastvora je jedinstveno za alkil celulozu i njene modifikovane derivate. Svojstva geliranja su povezana sa stepenom supstitucije, koncentracijom rastvora i aditivima. Za hidroksialkil modifikovane derivate, svojstva gela su takođe povezana sa stepenom modifikacije hidroksialkila. Za mc i HPmc niskog viskoziteta može se pripremiti otopina koncentracije 10%-15%, za mc i HPmc srednje viskoznosti može se pripremiti 5%-10% otopina, a za visok viskozitet mc i 2%-3% otopina HPmc, i obično Klasifikacija viskoziteta celuloznog etra se takođe ocjenjuje sa 1%-2% rastvorom. Celulozni etar visoke molekularne težine ima visoku efikasnost zgušnjavanja. U istoj koncentraciji otopine, polimeri različite molekulske težine imaju različite viskoznosti. Visok stepen. Ciljana viskoznost se može postići samo dodavanjem velike količine celuloznog etera niske molekularne težine. Njegova viskoznost malo zavisi od brzine smicanja, a visoki viskozitet dostiže ciljni viskozitet, a potrebna količina dodavanja je mala, a viskoznost zavisi od efikasnosti zgušnjavanja. Stoga, da bi se postigla određena konzistencija, mora biti zagarantovana određena količina celuloznog etera (koncentracija rastvora) i viskoznost rastvora. Temperatura gela otopine također opada linearno s povećanjem koncentracije otopine, a gelovi na sobnoj temperaturi nakon postizanja određene koncentracije. Koncentracija geliranja HPmc je veća na sobnoj temperaturi.
Konzistencija se također može podesiti odabirom veličine čestica i odabirom etera celuloze s različitim stupnjevima modifikacije. Takozvana modifikacija je uvođenje određenog stepena supstitucije hidroksialkil grupa na strukturu skeleta mc. Promjenom relativnih vrijednosti supstitucije dva supstituenta, odnosno DS i ms relativnih supstitucijskih vrijednosti metoksi i hidroksialkil grupa koje često kažemo. Različiti zahtjevi performansi celuloznog etra mogu se postići promjenom relativnih vrijednosti supstitucije dva supstituenta.
Eteri celuloze koji se koriste u praškastim građevinskim materijalima moraju se brzo rastvoriti u hladnoj vodi i obezbediti odgovarajuću konzistenciju za sistem. Ako se dobije određena brzina smicanja, on i dalje postaje flokulentan i koloidni blok, što je podstandardan ili nekvalitetan proizvod.
Takođe postoji dobar linearni odnos između konzistencije cementne paste i doze celuloznog etera. Eter celuloze može značajno povećati viskozitet maltera. Što je veća doza, to je očigledniji efekat, vidi sliku 6
Vodeni rastvor celuloznog etra visokog viskoziteta ima visoku tiksotropiju, što je takođe glavna karakteristika celuloznog etra. Vodeni rastvori polimera tipa Mc obično imaju pseudoplastičnu i netiksotropnu fluidnost ispod temperature gela, ali njutnovska svojstva tečenja pri niskim brzinama smicanja. Pseudoplastičnost se povećava sa molekulskom težinom ili koncentracijom celuloznog etera, bez obzira na vrstu supstituenta i stepen supstitucije. Stoga će eteri celuloze istog razreda viskoznosti, bez obzira na mc, HPmc, HEmc, uvijek pokazivati ista reološka svojstva sve dok se koncentracija i temperatura održavaju konstantnim. Strukturni gelovi se formiraju kada se temperatura povisi, a nastaju jako tiksotropna strujanja. Visoka koncentracija i niski viskozitet etri celuloze pokazuju tiksotropiju čak i ispod temperature gela. Ovo svojstvo je od velike koristi za prilagođavanje nivelacije i progiba u konstrukciji građevinskog maltera. Ovdje je potrebno objasniti da što je veći viskozitet celuloznog etra, to je bolje zadržavanje vode, ali što je viskozitet veći, to je veća relativna molekulska težina celuloznog etra, a time i smanjenje njegove topljivosti, što ima negativan utjecaj. na koncentraciju maltera i performanse konstrukcije. Što je viskozitet veći, to je očigledniji efekat zgušnjavanja maltera, ali nije potpuno proporcionalan. Neki srednji i niski viskozitet, ali modificirani eter celuloze ima bolje performanse u poboljšanju strukturne čvrstoće mokrog maltera. Povećanjem viskoznosti poboljšava se zadržavanje vode celuloznog etera.
Vrijeme objave: 22.11.2022