معرفی صنعت سلولز اتر

مقدمه: سلولز اتر (CelluloseEther) از طریق واکنش اتریفیکاسیون یک یا چند عامل اتریفیکاسیون و آسیاب خشک از سلولز ساخته می شود. با توجه به ساختارهای شیمیایی مختلف جایگزین های اتر، اترهای سلولزی را می توان به اترهای آنیونی، کاتیونی و غیریونی تقسیم کرد. اترهای سلولز یونی عمدتاً شامل اتر کربوکسی متیل سلولز (CMC) هستند. اترهای سلولز غیر یونی عمدتاً شامل متیل سلولز اتر (MC)، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر (HPMC) و اتر هیدروکسی اتیل سلولز هستند. کلر اتر (HC) و غیره. اترهای غیر یونی به اترهای محلول در آب و اترهای محلول در روغن تقسیم می شوند و اترهای غیر یونی محلول در آب عمدتاً در محصولات ملات استفاده می شوند. در حضور یون های کلسیم، اتر سلولز یونی ناپایدار است، بنابراین به ندرت در محصولات ملات مخلوط خشک که از سیمان، آهک خرد شده و غیره به عنوان مواد سیمانی استفاده می شود، استفاده می شود. اترهای سلولز غیر یونی محلول در آب به دلیل پایداری تعلیق و حفظ آب به طور گسترده در صنعت مصالح ساختمانی استفاده می شوند.

با توجه به عوامل مختلف اتریفیکاسیون مورد استفاده در فرآیند اتریفیکاسیون، محصولات اتر سلولز شامل متیل سلولز، هیدروکسی اتیل سلولز، هیدروکسی اتیل متیل سلولز، سیانو اتیل سلولز، کربوکسی متیل سلولز، اتیل سلولز، بنزیل سلولز، کربوکسی متیل پرولوز، هیدروکسی اتیل سلولز، هیدروکسی اتیل سلولز می باشد. سلولز و فنیل سلولز

اترهای سلولزی مورد استفاده در ملات عموماً شامل متیل سلولز اتر (MC)، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)، هیدروکسی اتیل متیل سلولز اتر (HEMC) و هیدروکسی اتیل سلولز اتر (HEMC) هستند که در این میان HPMC و HEMC بیشترین کاربرد را دارند.

1. خواص شیمیایی اترهای سلولزی

هر اتر سلولز دارای ساختار اصلی سلولز است - ساختار آنهیدروگلوکز. در فرآیند تولید اتر سلولز، فیبر سلولزی ابتدا در محلول قلیایی حرارت داده می شود و سپس با یک عامل اتریف کننده تصفیه می شود. محصول واکنش فیبری خالص شده و پودر می شود تا پودری یکنواخت با ظرافت خاصی تشکیل شود.

در فرآیند تولید MC، تنها متیل کلرید به عنوان عامل اتریفیکاسیون استفاده می شود. علاوه بر متیل کلرید، پروپیلن اکسید نیز برای به دست آوردن گروه های جایگزین هیدروکسی پروپیل در تولید HPMC استفاده می شود. اترهای سلولزی مختلف نسبت‌های جایگزینی متیل و هیدروکسی پروپیل متفاوتی دارند که بر سازگاری آلی و دمای ژل شدن حرارتی محلول‌های اتر سلولز تأثیر می‌گذارد.

تعداد گروه های جانشین بر روی واحد ساختاری آنهیدروگلوکز سلولز را می توان با درصد جرمی یا میانگین تعداد گروه های جانشین بیان کرد (یعنی درجه جانشینی DS-درجه جانشینی). تعداد گروه های جایگزین، خواص محصولات اتر سلولزی را تعیین می کند. تأثیر میانگین درجه جانشینی بر حلالیت محصولات اتری شده به شرح زیر است:

(1) محصولات اتریفیکاسیون با درجه جایگزینی کم به راحتی در لیمو حل می شوند.

(2) محصولات اتریفیکاسیون با درجه جایگزینی کمی بالاتر به راحتی در آب حل می شوند.

(3) محصولات اتریفیکاسیون با درجه بالایی از جایگزینی به راحتی در حلال های آلی قطبی حل می شوند.

(4) محصولات اتریفیکاسیون با درجه جایگزینی بالاتر به راحتی در حلال های آلی غیر قطبی حل می شوند.

2. سناریوهای کاربرد اتر سلولزی

اتر سلولز یک پلیمر نیمه مصنوعی غیر یونی است که محلول در آب و محلول در حلال است. در صنایع مختلف اثرات متفاوتی دارد. به عنوان مثال، در مصالح ساختمانی شیمیایی، اثرات ترکیبی زیر را دارد:

① عامل نگهدارنده آب

②ضخیم کننده

③ تسطیح

④تشکیل فیلم

⑤ کلاسور

در صنعت پلی وینیل کلراید، امولسیفایر و پخش کننده است. در صنعت داروسازی، این ماده چسبنده و یک ماده چارچوب رهش آهسته و کنترل شده و غیره است. از آنجایی که سلولز دارای اثرات کامپوزیت متنوعی است، کاربرد آن در این زمینه نیز گسترده ترین است. موارد زیر بر روی کاربرد و عملکرد اتر سلولز در مصالح ساختمانی مختلف تمرکز دارد.

(1) در رنگ لاتکس:

در صنعت رنگ لاتکس، برای انتخاب هیدروکسی اتیل سلولز، مشخصات کلی ویسکوزیته برابر RT30000-50000cps است که با مشخصات HBR250 مطابقت دارد و دوز مرجع به طور کلی حدود 1.5‰-2‰ است. عملکرد اصلی هیدروکسی اتیل در رنگ لاتکس ضخیم شدن، جلوگیری از ژل شدن رنگدانه، کمک به پراکندگی رنگدانه، پایداری لاتکس و افزایش ویسکوزیته اجزا است که به عملکرد تسطیح ساختار کمک می کند: استفاده از هیدروکسی اتیل سلولز راحت تر است. می توان آن را در آب سرد و آب گرم حل کرد و تحت تأثیر مقدار pH قرار نمی گیرد. زمانی که مقدار PI بین 2 تا 12 باشد می توان با خیال راحت از آن استفاده کرد. روش های استفاده به شرح زیر است: 1. افزودن مستقیم در تولید: برای این روش باید نوع تاخیری هیدروکسی اتیل سلولز انتخاب شود و هیدروکسی اتیل سلولز با زمان انحلال بیش از 30 دقیقه استفاده می شود. مراحل به شرح زیر است: ① آن را در ظرف مجهز به همزن با برش بالا قرار دهید. کمی آب خالص ②هم زدن مداوم را با سرعت کم شروع کنید و همزمان هیدروکسی اتیل را به آرامی به محلول اضافه کنید ③به هم زدن ادامه دهید تا تمام مواد دانه ای خیس شوند ④ سایر افزودنی ها و مواد افزودنی قلیایی و غیره را اضافه کنید. سپس اجزای دیگر را به فرمول اضافه کنید و تا زمانی که محصول نهایی به دست آید آسیاب کنید. Ⅱ. مجهز به مشروب مادر برای استفاده بعدی: این روش می تواند سلولز فوری را انتخاب کند که اثر ضد کپک دارد. مزیت این روش این است که انعطاف پذیری بیشتری دارد و می توان آن را مستقیماً به رنگ لاتکس اضافه کرد. روش آماده سازی همانند مراحل ①-④ می باشد. Ⅲ. فرنی را برای استفاده بعدی آماده کنید: از آنجایی که حلال های آلی برای هیدروکسی اتیل حلال های ضعیف (نامحلول) هستند، می توان از این حلال ها برای تهیه فرنی استفاده کرد. رایج ترین حلال های آلی مورد استفاده مایعات آلی در فرمولاسیون رنگ لاتکس مانند اتیلن گلیکول، پروپیلن گلیکول و عوامل تشکیل دهنده فیلم (مانند دی اتیلن گلیکول بوتیل استات) هستند. فرنی هیدروکسی اتیل سلولز را می توان مستقیماً به رنگ اضافه کرد. به هم زدن ادامه دهید تا کاملا حل شود.

(2) در بتونه تراشیدن دیوار:

در حال حاضر، در اکثر شهرهای کشور من، بتونه مقاوم در برابر آب و مقاوم در برابر محیط زیست، اساساً مورد توجه مردم قرار گرفته است. از واکنش استال وینیل الکل و فرمالدئید تولید می شود. بنابراین این ماده به تدریج توسط افراد حذف می شود و از محصولات سری اتر سلولزی برای جایگزینی این ماده استفاده می شود. به این معنا که برای توسعه مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست، سلولز در حال حاضر تنها ماده است. در بتونه ضد آب به دو نوع بتونه پودر خشک و خمیر بتونه تقسیم می شود. از بین این دو نوع بتونه، متیل سلولز اصلاح شده و هیدروکسی پروپیل متیل باید انتخاب شوند. مشخصات ویسکوزیته به طور کلی بین 30000-60000cps است. عملکرد اصلی سلولز در بتونه حفظ آب، چسباندن و روانکاری است. از آنجایی که فرمول بتونه سازندگان مختلف متفاوت است، برخی از آنها کلسیم خاکستری، کلسیم روشن، سیمان سفید و غیره و برخی پودر گچ، کلسیم خاکستری، کلسیم روشن و غیره هستند، بنابراین مشخصات، ویسکوزیته و نفوذ سلولز در دو فرمول نیز متفاوت است. مقدار اضافه شده در حدود 2‰-3‰ است. در ساخت بتونه خراش دهنده دیوار، از آنجایی که سطح پایه دیوار دارای درجه خاصی از جذب آب است (میزان جذب آب دیوار آجری 13% و میزان جذب آب بتن 3-5%) است. همراه با تبخیر دنیای خارج، اگر بتونه خیلی سریع آب را از دست بدهد، منجر به ترک یا حذف پودر می شود که استحکام بتونه را ضعیف می کند. بنابراین افزودن اتر سلولز این مشکل را حل می کند. اما کیفیت پرکننده، به ویژه کیفیت کلسیم خاکستر نیز بسیار مهم است. به دلیل ویسکوزیته بالای سلولز، شناوری بتونه نیز افزایش می یابد و از پدیده افتادگی در حین ساخت نیز جلوگیری می شود و پس از خراش دادن راحت تر و صرفه جویی در کار می کند. اضافه کردن اتر سلولز در بتونه پودر راحت تر است. تولید و استفاده از آن راحت تر است. پرکننده و مواد افزودنی را می توان به طور مساوی در پودر خشک مخلوط کرد.

(3) ملات بتن:

در ملات بتن برای دستیابی به مقاومت نهایی سیمان باید کاملا هیدراته شود. بخصوص در ساخت و ساز تابستانی ملات بتن خیلی سریع آب را از دست می دهد و از اقدامات هیدراتاسیون کامل برای نگهداری و پاشیدن آب استفاده می شود. اتلاف منابع و عملکرد نامناسب، نکته کلیدی این است که آب فقط روی سطح است و هیدراتاسیون داخلی هنوز کامل نیست، بنابراین راه حل این مشکل اضافه کردن هشت عامل نگهدارنده آب به بتن ملات است، به طور کلی هیدروکسی پروپیل متیل را انتخاب کنید. یا متیل سلولز، مشخصات ویسکوزیته بین 20000-60000cps است و مقدار اضافه آن 2٪ -3٪ است. میزان احتباس آب را می توان تا بیش از 85 درصد افزایش داد. روش استفاده در بتن ملات به این صورت است که پودر خشک را به طور یکنواخت مخلوط کرده و در آب می ریزند.

(4) در گچ کاری گچ، گچ چسبانده شده، گچ درزبندی:

با توسعه سریع صنعت ساختمان، تقاضای مردم برای مصالح ساختمانی جدید نیز روز به روز در حال افزایش است. با توجه به افزایش آگاهی مردم از حفاظت از محیط زیست و بهبود مستمر راندمان ساخت و ساز، محصولات گچ سیمانی به سرعت توسعه یافته است. در حال حاضر متداول ترین محصولات گچ گچ کاری، گچ چسبانده شده، گچ خاتم کاری و چسب کاشی می باشد. گچ کاری یک ماده گچ بری باکیفیت برای دیوارها و سقف های داخلی است. سطح دیواری که با آن گچ کاری شده است ریز و صاف است. چسب تخته نور ساختمانی جدید یک ماده چسبنده است که از گچ به عنوان ماده پایه و مواد افزودنی مختلف ساخته شده است. برای اتصال بین مواد معدنی مختلف دیوار ساختمان مناسب است. این غیر سمی، بی بو، استحکام اولیه و گیرش سریع، اتصال قوی و سایر ویژگی ها است، این یک ماده حمایت کننده برای تخته های ساختمانی و ساخت بلوک است. عامل درزبندی گچی یک پرکننده شکاف بین صفحات گچی و یک پرکننده تعمیری برای دیوارها و ترک ها است. این محصولات گچی دارای یک سری عملکردهای مختلف می باشند. علاوه بر نقش گچ و پرکننده‌های مرتبط، مسئله کلیدی این است که افزودنی‌های اتر سلولز نقش اصلی را ایفا می‌کنند. از آنجایی که گچ به دو دسته گچ بی آب و گچ همی هیدرات تقسیم می شود، گچ های مختلف تاثیرات متفاوتی بر عملکرد محصول دارند، بنابراین ضخیم شدن، احتباس آب و کندی کیفیت مصالح ساختمانی گچ را تعیین می کند. مشکل رایج این مواد توخالی و ترک خوردگی است و به استحکام اولیه نمی توان رسید. برای حل این مشکل، انتخاب نوع سلولز و روش استفاده از ترکیب کندکننده است. در این راستا به طور کلی متیل یا هیدروکسی پروپیل متیل 30000 انتخاب می شود. -60000cps، مقدار اضافه 1.5٪ - 2٪ است. در میان آنها، سلولز بر حفظ آب و تاخیر در روانکاری تمرکز دارد. با این حال، تکیه بر اتر سلولز به عنوان یک کندکننده غیرممکن است و لازم است یک کندکننده اسید سیتریک برای مخلوط کردن و استفاده بدون تأثیر بر استحکام اولیه اضافه شود. احتباس آب به طور کلی به این اشاره دارد که چه مقدار آب به طور طبیعی بدون جذب آب خارجی از دست می رود. اگر دیوار خیلی خشک باشد، جذب آب و تبخیر طبیعی روی سطح پایه باعث می شود که مواد خیلی سریع آب خود را از دست بدهند و همچنین گود شدن و ترک خوردن ایجاد می شود. این روش استفاده با پودر خشک مخلوط می شود. در صورت تهیه محلول به روش تهیه محلول مراجعه فرمایید.

(5) ملات عایق حرارتی

ملات عایق نوع جدیدی از مواد عایق دیوار داخلی در منطقه شمال است. این یک ماده دیواری است که توسط مواد عایق، ملات و چسب سنتز می شود. در این ماده سلولز نقش اساسی در پیوند و افزایش استحکام دارد. به طور کلی متیل سلولز را با ویسکوزیته بالا (حدود 10000 eps) انتخاب کنید، دوز معمولا بین 2‰-3‰ است، و روش استفاده مخلوط پودر خشک است.

(6) عامل رابط

HPNC 20000cps را به عنوان عامل رابط انتخاب کنید، 60000cps یا بیشتر را به عنوان چسب کاشی انتخاب کنید، و از ضخیم کننده به عنوان عامل رابط استفاده کنید که می تواند استحکام کششی و مقاومت ضد فلش را بهبود بخشد. به عنوان یک عامل نگهدارنده آب در چسباندن کاشی ها برای جلوگیری از کم آب شدن سریع کاشی ها و ریزش آنها استفاده می شود.

3. وضعیت زنجیره صنعت

(1) صنعت بالادست

مواد اولیه اصلی مورد نیاز برای تولید اتر سلولز شامل پنبه تصفیه شده (یا خمیر چوب) و برخی از حلال های شیمیایی رایج مانند پروپیلن اکسید، متیل کلرید، سود سوزآور مایع، سود سوزآور، اکسید اتیلن، تولوئن و سایر مواد کمکی است. بنگاه های صنعتی بالادستی این صنعت شامل بنگاه های پنبه تصفیه شده، تولید خمیر چوب و برخی شرکت های شیمیایی می باشد. نوسانات قیمت مواد اولیه اصلی فوق الذکر درجات مختلفی بر هزینه تولید و قیمت فروش اتر سلولز تأثیر خواهد داشت.

هزینه پنبه تصفیه شده نسبتاً بالا است. با در نظر گرفتن اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی، در طول دوره گزارش، هزینه پنبه تصفیه شده به ترتیب 31.74، 28.50، 26.59 درصد و 26.90 درصد از هزینه فروش اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی را به خود اختصاص داده است. نوسان قیمت پنبه تصفیه شده بر هزینه تولید اتر سلولز تأثیر می گذارد. ماده اولیه اصلی برای تولید پنبه تصفیه شده لینترهای پنبه ای است. لینترهای پنبه ای یکی از محصولات جانبی در فرآیند تولید پنبه است که عمدتاً برای تولید خمیر پنبه، پنبه تصفیه شده، نیتروسلولز و سایر محصولات استفاده می شود. ارزش استفاده و کاربرد لنگه پنبه و پنبه کاملاً متفاوت است و قیمت آن مشخصاً کمتر از پنبه است اما با نوسان قیمت پنبه همبستگی خاصی دارد. نوسانات قیمت لینتر پنبه ای بر قیمت پنبه تصفیه شده تاثیر می گذارد.

نوسانات شدید قیمت پنبه تصفیه شده درجات متفاوتی بر کنترل هزینه های تولید، قیمت گذاری محصول و سودآوری بنگاه های این صنعت خواهد داشت. هنگامی که قیمت پنبه تصفیه شده بالا و قیمت خمیر چوب نسبتاً ارزان است، به منظور کاهش هزینه ها، می توان از خمیر چوب به عنوان جایگزین و مکمل برای پنبه تصفیه شده استفاده کرد، عمدتاً برای تولید اترهای سلولزی با ویسکوزیته پایین مانند اترهای سلولز دارویی و غذایی بر اساس داده های وب سایت اداره ملی آمار، در سال 2013، سطح کشت پنبه کشور من 4.35 میلیون هکتار و تولید پنبه ملی 6.31 میلیون تن بوده است. بر اساس آمار انجمن صنعت سلولزی چین، در سال 2014، کل تولید پنبه تصفیه شده تولید شده توسط تولیدکنندگان عمده پنبه تصفیه شده داخلی 332000 تن بوده و عرضه مواد اولیه نیز فراوان است.

مواد اولیه اصلی برای تولید تجهیزات شیمیایی گرافیت فولاد و کربن گرافیت است. قیمت فولاد و کربن گرافیت سهم نسبتا بالایی از هزینه تولید تجهیزات شیمیایی گرافیت را تشکیل می دهد. نوسانات قیمت این مواد اولیه تاثیر خاصی بر هزینه تولید و قیمت فروش تجهیزات شیمیایی گرافیت خواهد داشت.

(2) صنایع پایین دستی اتر سلولز

اتر سلولز به عنوان "مونوسدیم گلوتامات صنعتی" نسبت کمی از اتر سلولز دارد و کاربردهای وسیعی دارد. صنایع پایین دستی در همه اقشار جامعه در اقتصاد ملی پراکنده هستند.

به طور معمول، صنعت ساخت و ساز پایین دست و صنعت املاک و مستغلات تأثیر خاصی بر نرخ رشد تقاضا برای اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی خواهد داشت. هنگامی که صنعت ساخت و ساز داخلی و صنعت املاک و مستغلات به سرعت در حال رشد هستند، تقاضای بازار داخلی برای اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی به سرعت در حال رشد است. زمانی که نرخ رشد صنعت ساخت و ساز داخلی و صنعت املاک و مستغلات کاهش یابد، نرخ رشد تقاضا برای اتر سلولز گرید مصالح ساختمانی در بازار داخلی کاهش می یابد که این امر رقابت در این صنعت را تشدید می کند و روند بقا را تسریع می کند. مناسب ترین در بین شرکت های این صنعت.

از سال 2012، در شرایط رکود در صنعت ساخت و ساز داخلی و صنعت املاک و مستغلات، تقاضا برای اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی در بازار داخلی نوسان قابل توجهی نداشته است. دلایل اصلی عبارتند از: 1. مقیاس کلی صنعت ساخت و ساز داخلی و صنعت املاک و مستغلات بزرگ است و کل تقاضای بازار نسبتاً بزرگ است. بازار مصرف اصلی اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی به تدریج از مناطق توسعه یافته اقتصادی و شهرهای سطح اول و دوم به مناطق مرکزی و غربی و شهرهای درجه سوم، پتانسیل رشد تقاضای داخلی و گسترش فضا در حال گسترش است. 2. مقدار اتر سلولز اضافه شده سهم پایینی از هزینه مصالح ساختمانی را تشکیل می دهد. مقدار استفاده شده توسط یک مشتری کوچک است و مشتریان پراکنده هستند که مستعد تقاضای سفت و سخت است. تقاضای کل در بازار پایین دستی نسبتاً ثابت است. 3. تغییر قیمت بازار عامل مهمی است که بر تغییر ساختار تقاضای اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی تأثیر می گذارد. از سال 2012، قیمت فروش اتر سلولز گرید مصالح ساختمانی به شدت کاهش یافته است، که باعث کاهش شدید قیمت محصولات متوسط ​​به بالا شده و مشتریان بیشتری را برای خرید و انتخاب جذب کرده است، و تقاضا برای محصولات متوسط ​​​​را افزایش داده است. -محصولات رده بالا و فشردن تقاضای بازار و فضای قیمت برای مدل های معمولی.

درجه توسعه صنعت داروسازی و نرخ رشد صنعت داروسازی بر تقاضای اتر سلولز درجه دارویی تأثیر می گذارد. بهبود استانداردهای زندگی مردم و صنایع غذایی توسعه یافته منجر به افزایش تقاضای بازار برای اتر سلولز درجه غذایی می شود.