O éter de celulosa é un polímero sintético feito de celulosa natural mediante modificación química. O éter de celulosa é un derivado da celulosa natural. A produción de éter de celulosa é diferente dos polímeros sintéticos. O seu material máis básico é a celulosa, un composto polímero natural. Debido á particularidade da estrutura natural da celulosa, a propia celulosa non ten capacidade para reaccionar cos axentes de eterificación. Non obstante, despois do tratamento do axente de inchazo, destrúense os fortes enlaces de hidróxeno entre as cadeas moleculares e as cadeas e a liberación activa do grupo hidroxilo convértese nunha celulosa alcalina reactiva. Obter éter de celulosa.
As propiedades dos éteres de celulosa dependen do tipo, número e distribución dos substituíntes. A clasificación dos éteres de celulosa tamén se basea no tipo de substituíntes, grao de eterificación, solubilidade e propiedades de aplicación relacionadas. Segundo o tipo de substituíntes da cadea molecular, pódese dividir en monoéter e éter mixto. O MC que usamos normalmente é monoéter e o HPMC é éter mesturado. Éter de metilcelulosa MC é o produto despois de que o grupo hidroxilo da unidade de glicosa da celulosa natural sexa substituído por metoxi. É un produto que se obtén substituíndo unha parte do grupo hidroxilo da unidade por un grupo metoxi e outra parte por un grupo hidroxipropilo. A fórmula estrutural é [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroxietil metilcelulosa éter HEMC, estas son as principais variedades amplamente utilizadas e vendidas no mercado.
En termos de solubilidade, pódese dividir en iónico e non iónico. Os éteres de celulosa non iónicos solubles en auga están compostos principalmente por dúas series de éteres de alquilo e éteres de hidroxialquilo. O CMC iónico utilízase principalmente en deterxentes sintéticos, impresión e tingimento téxtil, exploración de alimentos e petróleo. MC non iónico, HPMC, HEMC, etc. utilízanse principalmente en materiais de construción, revestimentos de látex, medicamentos, produtos químicos diarios, etc. Úsase como espesante, axente de retención de auga, estabilizador, dispersante e axente formador de película.
Retención de auga de éter de celulosa
Na produción de materiais de construción, especialmente morteiro mesturado en seco, o éter de celulosa xoga un papel insubstituíble, especialmente na produción de morteiro especial (morteiro modificado), é un compoñente indispensable e importante.
O importante papel do éter de celulosa soluble en auga no morteiro ten principalmente tres aspectos, un é a excelente capacidade de retención de auga, o outro é a influencia sobre a consistencia e a tixotropía do morteiro e o terceiro é a interacción co cemento.
O efecto de retención de auga do éter de celulosa depende da absorción de auga da capa base, da composición do morteiro, do espesor da capa de morteiro, da demanda de auga do morteiro e do tempo de fraguado do material de fraguado. A retención de auga do éter de celulosa en si provén da solubilidade e deshidratación do propio éter de celulosa. Como todos sabemos, aínda que a cadea molecular de celulosa contén un gran número de grupos OH altamente hidratables, non é soluble en auga, porque a estrutura da celulosa ten un alto grao de cristalinidade. A capacidade de hidratación dos grupos hidroxilo por si só non é suficiente para cubrir os fortes enlaces de hidróxeno e as forzas de van der Waals entre as moléculas. Polo tanto, só se incha pero non se disolve en auga. Cando se introduce un substituyente na cadea molecular, non só o substituyente destrúe a cadea de hidróxeno, senón que tamén se destrúe o enlace de hidróxeno entre cadeas debido á cuña do substituyente entre as cadeas adxacentes. Canto maior sexa o substituyente, maior será a distancia entre as moléculas. Canto maior sexa a distancia. Canto maior é o efecto de destrución de enlaces de hidróxeno, o éter de celulosa faise soluble en auga despois de que a rede de celulosa se expande e a solución entra, formando unha solución de alta viscosidade. Cando a temperatura aumenta, a hidratación do polímero debilita e a auga entre as cadeas é expulsada. Cando o efecto de deshidratación é suficiente, as moléculas comezan a agregarse, formando un xel de estrutura de rede tridimensional e dobrado. Os factores que afectan á retención de auga do morteiro inclúen a viscosidade do éter de celulosa, a cantidade engadida, a finura das partículas e a temperatura de uso.
Canto maior sexa a viscosidade do éter de celulosa, mellor será o rendemento de retención de auga e maior será a viscosidade da solución de polímero. Dependendo do peso molecular (grao de polimerización) do polímero, tamén está determinado pola lonxitude da cadea da estrutura molecular e a forma da cadea, e a distribución dos tipos e cantidades dos substituíntes tamén afecta directamente o seu intervalo de viscosidade. [η]=Kmα
[η] Viscosidade intrínseca da solución de polímero
m peso molecular do polímero
Constante característica do polímero α
K coeficiente de viscosidade da solución
A viscosidade dunha solución de polímero depende do peso molecular do polímero. A viscosidade e concentración da solución de éter de celulosa están relacionadas coa aplicación en varios campos. Polo tanto, cada éter de celulosa ten moitas especificacións de viscosidade diferentes, e o axuste da viscosidade realízase principalmente pola degradación da celulosa alcalina, é dicir, a ruptura das cadeas moleculares de celulosa.
Canto maior sexa a cantidade de éter de celulosa engadido ao morteiro, mellor será o rendemento de retención de auga e canto maior sexa a viscosidade, mellor será o rendemento de retención de auga.
Para o tamaño da partícula, canto máis fina sexa a partícula, mellor será a retención de auga. Vexa a figura 3. Despois de que a gran partícula de éter de celulosa entra en contacto coa auga, a superficie disólvese inmediatamente e forma un xel para envolver o material para evitar que as moléculas de auga sigan infiltrando. A dispersión menos uniforme disólvese, formando unha solución floculente turbia ou aglomerados. Afecta moito á retención de auga do éter de celulosa, e a solubilidade é un dos factores para escoller o éter de celulosa.
Engrosamento e tixotropía do éter de celulosa
A segunda función do éter de celulosa - espesamento depende de: o grao de polimerización do éter de celulosa, a concentración da solución, a velocidade de cizallamento, a temperatura e outras condicións. A propiedade xelificante da solución é exclusiva da alquilcelulosa e os seus derivados modificados. As propiedades de xelación están relacionadas co grao de substitución, concentración da solución e aditivos. Para os derivados modificados con hidroxialquilo, as propiedades do xel tamén están relacionadas co grao de modificación do hidroxialquilo. Para MC e HPMC de baixa viscosidade, pódese preparar unha solución ao 10%-15%, MC e HPMC de viscosidade media pódense preparar solucións ao 5%-10% e MC e HPMC de alta viscosidade só poden preparar unha solución do 2%-3%, e normalmente A clasificación de viscosidade do éter de celulosa tamén se clasifica cunha solución ao 1%-2%. O éter de celulosa de alto peso molecular ten unha alta eficiencia de espesamento. Na mesma solución de concentración, os polímeros con diferentes pesos moleculares teñen diferentes viscosidades. Grao alto. A viscosidade obxectivo só se pode conseguir engadindo unha gran cantidade de éter de celulosa de baixo peso molecular. A súa viscosidade ten pouca dependencia da taxa de cizallamento, e a alta viscosidade alcanza a viscosidade obxectivo e a cantidade de adición necesaria é pequena e a viscosidade depende da eficiencia do espesamento. Polo tanto, para acadar unha certa consistencia, débese garantir unha certa cantidade de éter de celulosa (concentración da solución) e a viscosidade da solución. A temperatura do xel da disolución tamén diminúe linealmente co aumento da concentración da solución, e xeles a temperatura ambiente despois de acadar unha determinada concentración. A concentración de xelificación de HPMC é relativamente alta a temperatura ambiente.
A consistencia tamén se pode axustar escollendo o tamaño de partícula e escollendo éteres de celulosa con diferentes graos de modificación. A chamada modificación consiste en introducir un certo grao de substitución de grupos hidroxialquilo na estrutura do esqueleto de MC. Ao cambiar os valores de substitución relativa dos dous substituíntes, é dicir, os valores de substitución relativa DS e MS dos grupos metoxi e hidroxialquilo que adoitamos dicir. Pódense obter varios requisitos de rendemento do éter de celulosa cambiando os valores relativos de substitución dos dous substituíntes.
Os éteres de celulosa utilizados en materiais de construción en po deben disolverse rapidamente en auga fría e proporcionar unha consistencia adecuada para o sistema. Se se dá unha certa taxa de cizallamento, aínda se converte en bloque floculento e coloidal, que é un produto de calidade inferior ou de mala calidade.
Tamén hai unha boa relación lineal entre a consistencia da pasta de cemento e a dosificación do éter de celulosa. O éter de celulosa pode aumentar moito a viscosidade do morteiro. Canto maior sexa a dosificación, máis evidente será o efecto.
A solución acuosa de éter de celulosa de alta viscosidade ten unha alta tixotropía, que tamén é unha característica principal do éter de celulosa. As solucións acuosas de polímeros MC adoitan ter unha fluidez pseudoplástica e non tixotrópica por debaixo da súa temperatura de xel, pero propiedades de fluxo newtonianas a baixas velocidades de cizallamento. A pseudoplasticidade aumenta co peso molecular ou a concentración de éter de celulosa, independentemente do tipo de substituínte e do grao de substitución. Polo tanto, os éteres de celulosa do mesmo grao de viscosidade, non importa MC, HPMC, HEMC, sempre mostrarán as mesmas propiedades reolóxicas sempre que a concentración e a temperatura se manteñan constantes. Os xeles estruturais fórmanse cando se eleva a temperatura e prodúcense fluxos altamente tixotrópicos. Os éteres de celulosa de alta concentración e baixa viscosidade mostran tixotropía incluso por debaixo da temperatura do xel. Esta propiedade é de gran beneficio para o axuste de nivelación e flacidez na construción de morteiro de construción. Cómpre explicar aquí que canto maior sexa a viscosidade do éter de celulosa, mellor será a retención de auga, pero canto maior sexa a viscosidade, maior será o peso molecular relativo do éter de celulosa e a correspondente diminución da súa solubilidade, o que ten un impacto negativo. sobre a concentración de morteiro e o rendemento construtivo. Canto maior sexa a viscosidade, máis evidente é o efecto espesante do morteiro, pero non é completamente proporcional. Algunha viscosidade media e baixa, pero o éter de celulosa modificado ten un mellor rendemento na mellora da resistencia estrutural do morteiro húmido. Co aumento da viscosidade, mellora a retención de auga do éter de celulosa
Hora de publicación: 22-nov-2022