Ο αιθέρας κυτταρίνης είναι ένα συνθετικό πολυμερές που κατασκευάζεται από φυσική κυτταρίνη μέσω χημικής τροποποίησης. Ο αιθέρας κυτταρίνης είναι ένα παράγωγο της φυσικής κυτταρίνης. Η παραγωγή αιθέρα κυτταρίνης είναι διαφορετική από τα συνθετικά πολυμερή. Το πιο βασικό υλικό του είναι η κυτταρίνη, μια φυσική ένωση πολυμερούς. Λόγω της ιδιαιτερότητας της φυσικής δομής της κυτταρίνης, η ίδια η κυτταρίνη δεν έχει την ικανότητα να αντιδρά με παράγοντες αιθεροποίησης. Ωστόσο, μετά την επεξεργασία του διογκωτικού παράγοντα, οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μοριακών αλυσίδων και των αλυσίδων καταστρέφονται και η ενεργός απελευθέρωση της ομάδας υδροξυλίου γίνεται μια αντιδραστική αλκαλική κυτταρίνη. Λάβετε αιθέρα κυτταρίνης.
Οι ιδιότητες των αιθέρων κυτταρίνης εξαρτώνται από τον τύπο, τον αριθμό και την κατανομή των υποκαταστατών. Η ταξινόμηση των αιθέρων κυτταρίνης βασίζεται επίσης στον τύπο των υποκαταστατών, τον βαθμό αιθεροποίησης, τη διαλυτότητα και τις σχετικές ιδιότητες εφαρμογής. Ανάλογα με τον τύπο των υποκαταστατών στη μοριακή αλυσίδα, μπορεί να χωριστεί σε μονοαιθέρα και μικτό αιθέρα. Συνήθως χρησιμοποιούμε το mc ως μονοαιθέρα και το HPmc ως μικτό αιθέρα. Ο αιθέρας μεθυλοκυτταρίνης mc είναι το προϊόν αφού η υδροξυλομάδα στη μονάδα γλυκόζης της φυσικής κυτταρίνης αντικατασταθεί από μεθοξυ ομάδα. Είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται με αντικατάσταση ενός μέρους της υδροξυλικής ομάδας στη μονάδα με μια μεθοξυ ομάδα και ενός άλλου μέρους με μια ομάδα υδροξυπροπυλίου. Ο δομικός τύπος είναι [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρινικός αιθέρας HEmc, αυτές είναι οι κύριες ποικιλίες που χρησιμοποιούνται ευρέως και πωλούνται στην αγορά.
Όσον αφορά τη διαλυτότητα, μπορεί να χωριστεί σε ιονικό και μη ιονικό. Οι υδατοδιαλυτοί μη ιονικοί αιθέρες κυτταρίνης αποτελούνται κυρίως από δύο σειρές αλκυλαιθέρων και υδροξυαλκυλ αιθέρες. Το Ionic Cmc χρησιμοποιείται κυρίως σε συνθετικά απορρυπαντικά, εκτύπωση και βαφή υφασμάτων, εξερεύνηση τροφίμων και λαδιών. Τα μη ιονικά mc, HPmc, HEmc, κ.λπ. χρησιμοποιούνται κυρίως σε δομικά υλικά, επικαλύψεις λατέξ, φάρμακα, καθημερινά χημικά κ.λπ. Χρησιμοποιούνται ως παχυντικό, παράγοντας συγκράτησης νερού, σταθεροποιητής, παράγοντας διασποράς και παράγοντας σχηματισμού φιλμ.
Κατακράτηση νερού αιθέρα κυτταρίνης
Στην παραγωγή οικοδομικών υλικών, ιδιαίτερα ξηρού κονιάματος, ο αιθέρας κυτταρίνης παίζει αναντικατάστατο ρόλο, ιδιαίτερα στην παραγωγή ειδικού κονιάματος (τροποποιημένο κονίαμα), είναι απαραίτητο και σημαντικό συστατικό.
Ο σημαντικός ρόλος του υδατοδιαλυτού αιθέρα κυτταρίνης στο κονίαμα έχει κυρίως τρεις πτυχές, η μία είναι η εξαιρετική ικανότητα συγκράτησης νερού, η άλλη είναι η επίδραση στη συνοχή και η θιξοτροπία του κονιάματος και η τρίτη είναι η αλληλεπίδραση με το τσιμέντο.
Το αποτέλεσμα κατακράτησης νερού του αιθέρα κυτταρίνης εξαρτάται από την απορρόφηση νερού του στρώματος βάσης, τη σύνθεση του κονιάματος, το πάχος του στρώματος κονιάματος, τη ζήτηση νερού του κονιάματος και τον χρόνο πήξης του υλικού πήξης. Η κατακράτηση νερού του ίδιου του αιθέρα κυτταρίνης προέρχεται από τη διαλυτότητα και την αφυδάτωση του ίδιου του αιθέρα κυτταρίνης. Όπως όλοι γνωρίζουμε, αν και η μοριακή αλυσίδα κυτταρίνης περιέχει μεγάλο αριθμό ομάδων ΟΗ με υψηλή ενυδάτωση, δεν είναι διαλυτή στο νερό, επειδή η δομή της κυτταρίνης έχει υψηλό βαθμό κρυσταλλικότητας. Η ικανότητα ενυδάτωσης των υδροξυλομάδων από μόνη της δεν είναι αρκετή για να καλύψει τους ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου και τις δυνάμεις van der Waals μεταξύ των μορίων. Επομένως, διογκώνεται μόνο αλλά δεν διαλύεται στο νερό. Όταν ένας υποκαταστάτης εισάγεται στη μοριακή αλυσίδα, όχι μόνο ο υποκαταστάτης καταστρέφει την αλυσίδα υδρογόνου, αλλά και ο δεσμός υδρογόνου μεταξύ της αλυσίδας καταστρέφεται λόγω της σφήνωσης του υποκαταστάτη μεταξύ γειτονικών αλυσίδων. Όσο μεγαλύτερος είναι ο υποκαταστάτης, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ των μορίων. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση. Όσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση της καταστροφής των δεσμών υδρογόνου, ο αιθέρας της κυτταρίνης γίνεται υδατοδιαλυτός αφού το πλέγμα κυτταρίνης διαστέλλεται και το διάλυμα εισέλθει, σχηματίζοντας ένα διάλυμα υψηλού ιξώδους. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η ενυδάτωση του πολυμερούς εξασθενεί και το νερό μεταξύ των αλυσίδων διώχνεται έξω. Όταν το αποτέλεσμα αφυδάτωσης είναι αρκετό, τα μόρια αρχίζουν να συσσωματώνονται, σχηματίζοντας ένα τρισδιάστατο πήκτωμα δομής δικτύου και διπλώνοντας προς τα έξω. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την κατακράτηση νερού του κονιάματος περιλαμβάνουν το ιξώδες του αιθέρα κυτταρίνης, την ποσότητα που προστίθεται, τη λεπτότητα των σωματιδίων και τη θερμοκρασία χρήσης.
Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του αιθέρα κυτταρίνης, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση κατακράτησης νερού και τόσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του διαλύματος πολυμερούς. Ανάλογα με το μοριακό βάρος (βαθμός πολυμερισμού) του πολυμερούς, προσδιορίζεται επίσης από το μήκος της αλυσίδας της μοριακής δομής και το σχήμα της αλυσίδας και η κατανομή των τύπων και των ποσοτήτων των υποκαταστατών επηρεάζει επίσης άμεσα το εύρος ιξώδους του. [η]=Kmα
[η] Εγγενές ιξώδες διαλύματος πολυμερούς
m μοριακό βάρος πολυμερούς
α χαρακτηριστική σταθερά πολυμερούς
Κ συντελεστής διαλύματος ιξώδους
Το ιξώδες ενός διαλύματος πολυμερούς εξαρτάται από το μοριακό βάρος του πολυμερούς. Το ιξώδες και η συγκέντρωση του διαλύματος αιθέρα κυτταρίνης σχετίζονται με την εφαρμογή σε διάφορους τομείς. Επομένως, κάθε αιθέρας κυτταρίνης έχει πολλές διαφορετικές προδιαγραφές ιξώδους και η ρύθμιση του ιξώδους πραγματοποιείται κυρίως με την αποικοδόμηση της αλκαλικής κυτταρίνης, δηλαδή το σπάσιμο των μοριακών αλυσίδων κυτταρίνης.
Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα αιθέρα κυτταρίνης που προστίθεται στο κονίαμα, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση κατακράτησης νερού και όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση συγκράτησης νερού.
Για το μέγεθος των σωματιδίων, όσο πιο λεπτό είναι το σωματίδιο, τόσο καλύτερη είναι η κατακράτηση νερού (βλ. Εικόνα 3). Αφού τα μεγάλα σωματίδια αιθέρα κυτταρίνης έρθουν σε επαφή με το νερό, η επιφάνεια διαλύεται αμέσως και σχηματίζει ένα πήκτωμα για να τυλίξει το υλικό για να αποτρέψει τη συνέχιση της διείσδυσης των μορίων του νερού. Μερικές φορές δεν μπορεί να διασκορπιστεί ομοιόμορφα και να διαλυθεί ακόμη και μετά από μακροχρόνια ανάδευση, σχηματίζοντας ένα θολό κροκιδωτικό διάλυμα ή συσσωμάτωση. Επηρεάζει πολύ την κατακράτηση νερού του αιθέρα κυτταρίνης και η διαλυτότητα είναι ένας από τους παράγοντες επιλογής αιθέρα κυτταρίνης.
Πύκνωση και Θιξοτροπία Αιθέρα Κυτταρίνης
Η δεύτερη λειτουργία του αιθέρα κυτταρίνης – πύκνωσης εξαρτάται από: τον βαθμό πολυμερισμού του αιθέρα κυτταρίνης, τη συγκέντρωση διαλύματος, την ταχύτητα διάτμησης, τη θερμοκρασία και άλλες συνθήκες. Η πηκτική ιδιότητα του διαλύματος είναι μοναδική για την αλκυλοκυτταρίνη και τα τροποποιημένα παράγωγά της. Οι ιδιότητες ζελατινοποίησης σχετίζονται με τον βαθμό υποκατάστασης, τη συγκέντρωση διαλύματος και τα πρόσθετα. Για τα τροποποιημένα παράγωγα υδροξυαλκυλίου, οι ιδιότητες της γέλης σχετίζονται επίσης με τον βαθμό τροποποίησης του υδροξυαλκυλίου. Για mc και HPmc με χαμηλό ιξώδες, μπορεί να παρασκευαστεί διάλυμα συγκέντρωσης 10%-15%, διάλυμα 5%-10% για mc και HPmc μεσαίου ιξώδους και διάλυμα 2%-3% για mc υψηλού ιξώδους και HPmc, και συνήθως Η ταξινόμηση ιξώδους του αιθέρα κυτταρίνης βαθμολογείται επίσης με διάλυμα 1%-2%. Ο υψηλού μοριακού βάρους αιθέρας κυτταρίνης έχει υψηλή παχυντική απόδοση. Στο ίδιο διάλυμα συγκέντρωσης, τα πολυμερή με διαφορετικά μοριακά βάρη έχουν διαφορετικά ιξώδη. Υψηλός βαθμός. Το ιξώδες στόχος μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την προσθήκη μεγάλης ποσότητας αιθέρα κυτταρίνης χαμηλού μοριακού βάρους. Το ιξώδες του εξαρτάται ελάχιστα από τον ρυθμό διάτμησης και το υψηλό ιξώδες φτάνει στο ιξώδες στόχο και η απαιτούμενη ποσότητα προσθήκης είναι μικρή και το ιξώδες εξαρτάται από την απόδοση πάχυνσης. Επομένως, για να επιτευχθεί μια ορισμένη συνοχή, πρέπει να είναι εγγυημένη μια ορισμένη ποσότητα αιθέρα κυτταρίνης (συγκέντρωση του διαλύματος) και το ιξώδες του διαλύματος. Η θερμοκρασία του πηκτώματος του διαλύματος μειώνεται επίσης γραμμικά με την αύξηση της συγκέντρωσης του διαλύματος και πηκτωματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου αφού επιτευχθεί μια ορισμένη συγκέντρωση. Η συγκέντρωση ζελατινοποίησης του HPmc είναι υψηλότερη σε θερμοκρασία δωματίου.
Η συνοχή μπορεί επίσης να ρυθμιστεί επιλέγοντας το μέγεθος των σωματιδίων και επιλέγοντας αιθέρες κυτταρίνης με διαφορετικούς βαθμούς τροποποίησης. Η λεγόμενη τροποποίηση είναι η εισαγωγή ενός ορισμένου βαθμού υποκατάστασης ομάδων υδροξυαλκυλίου στη δομή του σκελετού του mc. Αλλάζοντας τις τιμές σχετικής υποκατάστασης των δύο υποκαταστατών, δηλαδή τις τιμές σχετικής υποκατάστασης DS και ms των ομάδων μεθοξυ και υδροξυαλκυλίου που λέμε συχνά. Διάφορες απαιτήσεις απόδοσης αιθέρα κυτταρίνης μπορούν να ληφθούν αλλάζοντας τις σχετικές τιμές υποκατάστασης των δύο υποκαταστατών.
Οι αιθέρες κυτταρίνης που χρησιμοποιούνται σε δομικά υλικά σε σκόνη πρέπει να διαλύονται γρήγορα σε κρύο νερό και να παρέχουν μια κατάλληλη συνοχή για το σύστημα. Εάν δοθεί ένας ορισμένος ρυθμός διάτμησης, εξακολουθεί να γίνεται κροκιδώδης και κολλοειδής όγκος, το οποίο είναι προϊόν κατώτερου επιπέδου ή κακής ποιότητας.
Υπάρχει επίσης μια καλή γραμμική σχέση μεταξύ της συνοχής της πάστας τσιμέντου και της δοσολογίας του αιθέρα κυτταρίνης. Ο αιθέρας κυτταρίνης μπορεί να αυξήσει σημαντικά το ιξώδες του κονιάματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η δόση, τόσο πιο εμφανές είναι το αποτέλεσμα, βλέπε Εικόνα 6
Υδατικό διάλυμα αιθέρα κυτταρίνης υψηλού ιξώδους έχει υψηλή θιξοτροπία, η οποία είναι επίσης ένα κύριο χαρακτηριστικό του αιθέρα κυτταρίνης. Τα υδατικά διαλύματα πολυμερών τύπου Mc έχουν συνήθως ψευδοπλαστική και μη θιξοτροπική ρευστότητα κάτω από τη θερμοκρασία πηκτής τους, αλλά ιδιότητες Νευτώνειας ροής σε χαμηλούς ρυθμούς διάτμησης. Η ψευδοπλαστικότητα αυξάνεται με το μοριακό βάρος ή τη συγκέντρωση του αιθέρα κυτταρίνης, ανεξάρτητα από τον τύπο του υποκαταστάτη και τον βαθμό υποκατάστασης. Επομένως, οι αιθέρες κυτταρίνης του ίδιου βαθμού ιξώδους, ανεξάρτητα από τα mc, HPmc, HEmc, θα εμφανίζουν πάντα τις ίδιες ρεολογικές ιδιότητες εφόσον η συγκέντρωση και η θερμοκρασία διατηρούνται σταθερές. Τα δομικά πηκτώματα σχηματίζονται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία και εμφανίζονται εξαιρετικά θιξοτροπικές ροές. Οι αιθέρες κυτταρίνης υψηλής συγκέντρωσης και χαμηλού ιξώδους εμφανίζουν θιξοτροπία ακόμη και κάτω από τη θερμοκρασία της γέλης. Αυτό το ακίνητο είναι πολύ ωφέλιμο για τη ρύθμιση της ισοπέδωσης και της χαλάρωσης στην κατασκευή οικοδομικού κονιάματος. Πρέπει να εξηγηθεί εδώ ότι όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του αιθέρα κυτταρίνης, τόσο καλύτερη είναι η κατακράτηση νερού, αλλά όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο υψηλότερο είναι το σχετικό μοριακό βάρος του αιθέρα κυτταρίνης και η αντίστοιχη μείωση στη διαλυτότητά του, γεγονός που έχει αρνητικό αντίκτυπο σχετικά με τη συγκέντρωση κονιάματος και την απόδοση κατασκευής. Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο πιο εμφανές είναι το παχυντικό αποτέλεσμα στο κονίαμα, αλλά δεν είναι απολύτως ανάλογο. Κάποιο μεσαίο και χαμηλό ιξώδες, αλλά ο τροποποιημένος αιθέρας κυτταρίνης έχει καλύτερη απόδοση στη βελτίωση της δομικής αντοχής του υγρού κονιάματος. Με την αύξηση του ιξώδους, βελτιώνεται η κατακράτηση νερού του αιθέρα κυτταρίνης.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-22-2022