کاربرد سلولز اتر چیست؟

این آماده سازی اتر سلولز، عملکرد اتر سلولز وکاربرد اتر سلولزبه خصوص کاربرد در پوشش ها.
کلمات کلیدی: اتر سلولز، عملکرد، کاربرد
سلولز یک ترکیب درشت مولکولی طبیعی است. ساختار شیمیایی آن یک ماکرومولکول پلی ساکارید با بتا گلوکز بی آب به عنوان حلقه پایه است. در هر حلقه پایه یک گروه هیدروکسیل اولیه و دو گروه هیدروکسیل ثانویه وجود دارد. از طریق اصلاح شیمیایی آن می توان یک سری مشتقات سلولز به دست آورد که اتر سلولز یکی از آنهاست. اترهای سلولزی به طور گسترده در بسیاری از صنایع استفاده می شود.

1. آماده سازی

اتر سلولز از واکنش سلولز با NaOH و سپس واکنش با مونومرهای عملکردی مختلف مانند مونوکلرومتان، اتیلن اکسید، پروپیلن اکسید و غیره و شستشوی نمک محصول جانبی و سدیم سلولز به دست می آید.

2. عملکرد

2.1 شکل ظاهری: سلولز اتر سفید یا سفید شیری، بی بو، غیر سمی، پودر فیبری با سیالیت است، به راحتی رطوبت را جذب می کند و در یک کلوئید پایدار چسبناک شفاف در آب حل می شود.
2.2 یونی بودن: MC، MHEC، MHPC، HEC غیریونی هستند. NaCMC، NaCMHEC آنیونی هستند.
2.3 اتریفیکاسیون: ویژگی ها و درجه اتریفیکاسیون اتر بر عملکرد اتر سلولز در طول اتریفیکاسیون تأثیر می گذارد، مانند حلالیت، توانایی تشکیل فیلم، استحکام پیوند و مقاومت در برابر نمک.
2.4 حلالیت: (1) MC محلول در آب سرد، نامحلول در آب گرم، و همچنین محلول در برخی از حلال ها است. MHEC در آب سرد محلول، در آب گرم و حلال های آلی نامحلول است. با این حال، هنگامی که محلول آبی MC و MHEC گرم می شود، MC و MHEC رسوب می کنند. MC در 45-60 درجه سانتیگراد رسوب می کند، در حالی که دمای بارش MHEC مخلوط اتری شده به 65-80 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. هنگامی که دما کاهش می یابد، رسوب دوباره حل می شود. (2) HEC، NaCMC، و NaCMHEC در آب در هر دمایی محلول هستند، اما در حلال های آلی نامحلول هستند (به استثنای چند مورد).
2.5 تورم تاخیری: اتر سلولزی در آب با pH خنثی تورم تاخیری خاصی دارد، اما می تواند بر این تورم تاخیری در آب با pH قلیایی غلبه کند.
2.6 ویسکوزیته: اتر سلولزی به شکل کلوئید در آب حل می شود و ویسکوزیته آن به درجه پلیمریزاسیون اتر سلولز بستگی دارد. محلول حاوی ماکرومولکول های هیدراته است. به دلیل درهم تنیدگی درشت مولکول ها، رفتار جریان محلول ها با سیالات نیوتنی متفاوت است، اما رفتاری از خود نشان می دهد که با نیروی برشی تغییر می کند. به دلیل ساختار درشت مولکولی اتر سلولز، ویسکوزیته محلول با افزایش غلظت به سرعت افزایش می یابد و با افزایش دما به سرعت کاهش می یابد.
2.7 پایداری بیولوژیکی: اتر سلولز در فاز آب استفاده می شود. تا زمانی که آب وجود داشته باشد، باکتری ها رشد می کنند. رشد باکتری ها منجر به تولید باکتری های آنزیمی می شود. این آنزیم پیوندهای واحد انیدرگلوکز جایگزین نشده مجاور اتر سلولز را می شکند و وزن مولکولی پلیمر را کاهش می دهد. بنابراین اگر قرار است محلول آبی اتر سلولز برای مدت طولانی نگهداری شود، باید یک ماده نگهدارنده به آن اضافه شود. این امر حتی در مورد اترهای سلولز ضد میکروبی نیز صادق است.

3. هدف

3.1 میدان نفتی: NaCMC عمدتاً در بهره برداری از میدان نفتی استفاده می شود و از آن در ساخت گل برای افزایش ویسکوزیته و کاهش اتلاف آب استفاده می شود. این می تواند در برابر آلودگی های مختلف نمک محلول مقاومت کند و بازیافت روغن را بهبود بخشد. سدیم کربوکسی متیل هیدروکسی پروپیل سلولز و سدیم کربوکسی متیل هیدروکسی اتیل سلولز عوامل و مواد تصفیه گل حفاری خوب برای تهیه سیالات تکمیلی هستند، با سرعت خمیرکاری بالا، مقاومت خوب در برابر نمک و کلسیم، توانایی افزایش ویسکوزیته و مقاومت در برابر دما (160 درجه سانتیگراد) دارد. برای تهیه مایعات تکمیلی آب شیرین، آب دریا و آب نمک اشباع مناسب است. می توان آن را به سیالات تکمیلی با چگالی های مختلف (1.03-1.279/Cm3) تحت وزن کلرید کلسیم فرموله کرد و ویسکوزیته مشخصی دارد. و از دست دادن سیال کمتر، توانایی افزایش ویسکوزیته و توانایی کاهش اتلاف سیال بهتر از هیدروکسی اتیل سلولز است، افزودنی خوبی برای افزایش تولید روغن است.
3.2 سرامیک های ساختمانی: NaCMC را می توان به عنوان کند کننده، نگهدارنده آب، غلیظ کننده و چسباننده استفاده کرد تا محصولات سرامیکی تولید شده ظاهری مناسب داشته باشند و عیب و حباب نداشته باشند.
3.3 کاغذسازی: NaCMC برای اندازه گیری داخلی و خارجی و پر کردن و حفظ سطح کاغذ استفاده می شود و می تواند جایگزین کازئین شود، به طوری که جوهر چاپ به راحتی نفوذ می کند و لبه ها شفاف می شوند. در ساخت کاغذ دیواری می توان از آن به عنوان پخش کننده رنگدانه، چسبنده، تثبیت کننده و عامل سایز استفاده کرد.
3.4 نساجی: NaCMC به عنوان جایگزینی برای دانه و اندازه در صنعت نساجی استفاده می شود و به راحتی خراب نمی شود و کپک می زند. هنگام چاپ و رنگرزی، نیازی به سایز زدایی نیست و رنگ می تواند یک کلوئید یکنواخت در آب به دست آورد که آب دوستی و نفوذ رنگ را افزایش می دهد. در عین حال، به دلیل تغییر کمی در ویسکوزیته، به راحتی می توان تفاوت رنگ را تنظیم کرد. CMHEC به عنوان یک قوام دهنده برای چاپ و رنگرزی خمیر کاغذ، با باقیمانده کم و بازده رنگ بالا استفاده می شود و کیفیت چاپ و رنگرزی آن بسیار بالاتر از محصولات اتر سلولزی تک یونی و غیر یونی آن است.
3.5 تنباکو: NaCMC برای چسباندن تنباکو استفاده می شود. به سرعت حل می شود و دارای نیروی چسبندگی قوی است که برای بهبود کیفیت سیگار و کاهش هزینه ها مفید است.
3.6 لوازم آرایشی: NaCMC نقش پراکنده، تعلیق و تثبیت محصولات خمیری مواد خام جامد سیلتی را ایفا می کند و نقش غلیظ کننده، پخش کننده و همگن کننده را در لوازم آرایشی مایع یا امولسیونی ایفا می کند. همچنین می توان از آن به عنوان امولسیفایر، غلیظ کننده و تثبیت کننده پماد و شامپو استفاده کرد.
3.7 باتری ها: NaCMC دارای خلوص بالا، مقاومت در برابر اسید و نمک خوب، به ویژه محتوای کم آهن و فلزات سنگین است، و کلوئید بسیار پایدار است، مناسب برای باتری های قلیایی و باتری های روی منگنز.
3.8 رنگ های مبتنی بر آب: HEC و MHEC را می توان به عنوان تثبیت کننده، قوام دهنده و نگهدارنده آب برای رنگ های لاتکس استفاده کرد. علاوه بر این، آنها همچنین می توانند به عنوان پخش کننده، چسبنده و عوامل تشکیل دهنده فیلم برای رنگ های سیمانی رنگی استفاده شوند.
3.9 مصالح ساختمانی: می توان از آن به عنوان پخش کننده، نگهدارنده آب و غلیظ کننده برای گچ و ملات لایه زیرین گچ و لایه زیرین سیمان و مواد گچ کاری زمین استفاده کرد.
3.10 لعاب: می توان از آن به عنوان چسب لعاب استفاده کرد.
3.11 مواد شوینده: می توان از آن به عنوان یک عامل ضد چسبندگی برای غلیظ کردن کثیفی استفاده کرد.
3.12 پراکندگی امولسیونی: می توان از آن به عنوان تثبیت کننده و ضخیم کننده استفاده کرد.
3.13 خمیر دندان: NaCMHPC را می توان به عنوان تثبیت کننده برای چسب های خمیر دندان استفاده کرد. این خمیردندان دارای خواص تیکسوتروپیک خوبی است و باعث می شود خمیردندان به شکلی خوب، طولانی مدت بدون تغییر شکل و طعم یکنواخت و لطیف باشد. NaCMHPC مقاومت بالاتری نسبت به نمک و مقاومت اسیدی دارد و اثر آن بسیار برتر از CMC است.

4. کاربرد در پوشش ها و خمیرها

اتر سلولزی نقش بسیار مهمی در پوشش ها و خمیرها دارد. فقط مقدار کل فرمول O را اضافه کنید. 2٪ تا 0.5٪ می تواند غلیظ شود، آب را حفظ کند، از ته نشین شدن رنگدانه ها و پرکننده ها جلوگیری کند و چسبندگی و استحکام پیوند را افزایش دهد.
4.1 ویسکوزیته: ویسکوزیته محلول آبی اتر سلولز با نیروی برشی تغییر می کند و رنگ و خمیر غلیظ شده با اتر سلولز نیز این ویژگی را دارند. برای سهولت اجرای پوشش، نوع و مقدار اتر سلولز باید به دقت انتخاب شود. برای پوشش ها، هنگام استفاده از اتر سلولز، می توان محصولات با ویسکوزیته متوسط ​​را انتخاب کرد.
4.2 احتباس آب: اتر سلولزی می تواند از ورود سریع رطوبت به بستر متخلخل جلوگیری کند، به طوری که می تواند پوشش یکنواختی را در طول کل فرآیند ساخت و ساز بدون خشک شدن سریع ایجاد کند. هنگامی که محتوای امولسیون بالا باشد، نیاز به حفظ آب را می توان با استفاده از اتر سلولز کمتر برآورده کرد. حفظ آب رنگ ها و دوغاب ها به غلظت اتر سلولز و دمای بستر پوشش داده شده بستگی دارد.
4.3 رنگدانه ها و پرکننده های پایدار: رنگدانه ها و پرکننده ها تمایل به رسوب دارند. برای یکنواخت و پایدار ماندن رنگ، پرکننده های رنگدانه باید در حالت معلق باشند. استفاده از اتر سلولز می تواند باعث شود که رنگ ویسکوزیته خاصی داشته باشد و در هنگام ذخیره سازی هیچ گونه بارشی رخ نخواهد داد.
4.4 چسبندگی و استحکام پیوند: به دلیل حفظ آب و چسبندگی خوب اتر سلولز، می توان چسبندگی خوبی بین پوشش و بستر تضمین کرد. MHEC و NaCMC دارای چسبندگی و چسبندگی خشک عالی هستند، بنابراین به ویژه برای خمیر کاغذ مناسب هستند، در حالی که HEC برای این منظور مناسب نیست.
4.5 عملکرد کلوئیدی محافظ: به دلیل آب دوستی اتر سلولز، می توان از آن به عنوان یک کلوئید محافظ برای پوشش ها استفاده کرد.
4.6 ضخیم کننده: اتر سلولزی به طور گسترده در رنگ لاتکس به عنوان ضخیم کننده برای تنظیم ویسکوزیته ساختمان استفاده می شود. هیدروکسی اتیل سلولز با ویسکوزیته متوسط ​​و بالا و متیل هیدروکسی اتیل سلولز عمدتاً در رنگ های امولسیونی استفاده می شود. گاهی اوقات می توان از اتر سلولز همراه با قوام دهنده های مصنوعی (مانند پلی اکریلات، پلی اورتان و غیره) برای بهبود برخی خواص رنگ لاتکس و پایداری یکنواخت رنگ لاتکس استفاده کرد.
اترهای سلولزی همگی خاصیت احتباس آب و غلیظ کنندگی عالی دارند، اما برخی از خواص متفاوت هستند. اتر سلولز آنیونی، به راحتی نمک های نامحلول در آب با کاتیون های دو ظرفیتی و سه ظرفیتی تشکیل می شود. بنابراین، در مقایسه با متیل هیدروکسی اتیل سلولز و فیبر هیدروکسی اتیل، سدیم کربوکسی متیل سلولز دارای مقاومت اسکراب ضعیفی است. بنابراین سدیم کربوکسی متیل سلولز را فقط می توان در فرمولاسیون رنگ لاتکس ارزان استفاده کرد.
متیل هیدروکسی اتیل سلولز و متیل هیدروکسی پروپیل سلولز دارای ویسکوزیته برشی کمتر و خواص سورفکتانت بالاتری نسبت به هیدروکسی اتیل سلولز هستند، بنابراین تمایل رنگ های لاتکس به پاشیدن کاهش می یابد. و کربوکسی متیل سلولز هیچ اثر سورفکتانت ندارد.
هیدروکسی اتیل سلولز دارای ویژگی های سیالیت خوب، مقاومت کم برس و ساخت آسان در رنگ لاتکس است. در مقایسه با متیل هیدروکسی اتیل و متیل هیدروکسی پروپیل سلولز، سازگاری بهتری با رنگدانه ها دارد، بنابراین برای رنگ لاتکس ابریشم، رنگ لاتکس رنگی، خمیر رنگ و غیره توصیه می شود.