ʻO ka cellulose ether i nā huahana sima

ʻO ka cellulose ether kahi ʻano mea hoʻohui multipurpose hiki ke hoʻohana ʻia i nā huahana sima. Hōʻike kēia pepa i nā waiwai kemika o ka methyl cellulose (MC) a me ka hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC /) i hoʻohana mau ʻia i nā huahana sima, ke ʻano a me ke kumu o ka hopena ʻupena a me nā ʻano nui o ka hopena. Ua kūkākūkā ʻia ka emi ʻana o ka mahana gel thermal a me ka viscosity i nā huahana sima ma muli o ka ʻike hana hana.

Hua'ōlelo nui:cellulose ether; Methyl cellulose;Hydroxypropyl methyl cellulose; Ka wela gel wela; viscosity

1. Nānā nui

Hana ʻia ka cellulose ether (CE no ka pōkole) me ka cellulose ma o ka hopena etherification o hoʻokahi a i ʻole kekahi mau mea etherifying a me ka wili maloʻo. Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ʻo CE i nā ʻano ionic a me nā ʻano non-ionic, ma waena o ia ʻano non-ionic ʻano CE ma muli o kāna mau hiʻohiʻona thermal gel a me ka solubility, ka paʻakai paʻakai, ka wela ʻana, a loaʻa iā ia ka hana kūpono. Hiki ke hoʻohana ʻia e like me ka mea mālama wai, ka mea hoʻokuʻu, ka emulsifier, ka mea hana kiʻiʻoniʻoni, lubricant, adhesive a me ka rheological improver. ʻO nā wahi ʻai nui o nā ʻāina ʻē he uhi latex, nā mea kūkulu hale, ka ʻaila ʻaila a pēlā aku. Ke hoʻohālikelike ʻia me nā ʻāina ʻē, ʻo ka hana ʻana a me ka hoʻohana ʻana i ka wai-soluble CE i kona wā kamaliʻi. Me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke olakino a me ka ʻike kaiapuni. ʻO ka CE hiki ke hoʻoheheʻe ʻia i ka wai, he mea ʻole ia i ka physiology a ʻaʻole hoʻohaumia i ke kaiapuni, e ulu nui ana.

Ma ke kahua o nā mea kūkulu hale maʻamau koho ʻia ʻo CE ka methyl cellulose (MC) a me ka hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), hiki ke hoʻohana ʻia e like me ka pena, plaster, mortar a me nā huahana sima plasticizer, viscosifier, wai hoʻopaʻa wai, ea entraining agent a me retarding agent. Hoʻohana ʻia ka hapa nui o ka ʻoihana hale i ka mahana maʻamau, me ka hoʻohana ʻana i nā kūlana maloʻo hui pū ʻia a me ka wai, ka liʻiliʻi e pili ana i nā hiʻohiʻona dissolution a me nā hiʻohiʻona gel wela o CE, akā i ka hana mechanized o nā huahana cement a me nā kūlana wela kūikawā, kēia mau hiʻohiʻona o E pāʻani ʻo CE i kahi kuleana piha.

2. Nā waiwai kemika o CE

Loaʻa iā CE ma ka mālama ʻana i ka cellulose ma o ke ʻano o nā ʻano kemika a me ke kino. E like me ka ʻokoʻa o ka hoʻololi kemika, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia i: MC, HPMC, hydroxyethyl cellulose (HEC), etc. I ke kaʻina hana o ka CE, hoʻomehana mua ʻia nā fiber cellulose i kahi hopena alkaline a laila mālama ʻia me nā mea etherifying. Hoʻomaʻemaʻe ʻia nā huahana fibrous reaction a hoʻomaʻemaʻe ʻia e hana i kahi pauka like ʻole o kekahi ʻano maikaʻi.

Hoʻohana wale ke kaʻina hana o MC methane chloride ma ke ʻano he etherifying agent. Ma waho aʻe o ka hoʻohana ʻana i ka methane chloride, hoʻohana pū ka hana ʻana o HPMC i ka propylene oxide e loaʻa ai nā pūʻulu substituent hydroxypropyl. Loaʻa i nā ʻano CE like ʻole ka methyl a me ka hydroxypropyl substitution rate, e pili ana i ka hoʻohālikelike kūlohelohe a me ka mahana gel thermal o ka hopena CE.

Hiki ke hōʻike ʻia ka helu o nā pūʻulu hoʻololi i nā ʻāpana hoʻoheheʻe glucose dehydrated o cellulose e ka pākēneka o ka nui a i ʻole ka helu awelika o nā pūʻulu pani (ʻo ia hoʻi, DS - Degree of Substitution). Hoʻoholo ka helu o nā pūʻulu substituent i nā waiwai o nā huahana CE. ʻO ka hopena o ka pae awelika o ka hoʻololi ʻana i ka solubility o nā huahana etherification penei:

(1) hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ke degere pani haʻahaʻa i ka lye;

(2) kiʻekiʻe kiʻekiʻe o ka hoʻololi ʻana i ka wai;

(3) kiʻekiʻe kiʻekiʻe o ka hoʻololi i hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka polar organic solvents;

(4) Hoʻoheheʻe ʻia ke kūlana kiʻekiʻe o ka hoʻololi ʻana i loko o nā mea hoʻoheheʻe organik non-polar.

3. Keʻano hoʻopau o CE

Loaʻa i ka CE kahi waiwai solubility kū hoʻokahi, ke piʻi ka mahana i kahi mahana, ʻaʻole hiki ke hoʻoheheʻe ʻia i ka wai, akā ma lalo o kēia mahana, e hoʻonui ʻia kona solubility me ka emi ʻana o ka mahana. Hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ʻo CE i ka wai anuanu (a i kekahi mau hihia i nā mea hoʻoheheʻe kūlohelohe kūikawā) ma o ke kaʻina o ka pehu a me ka hydration. ʻAʻole i loaʻa i nā hoʻonā CE nā palena solubility i ʻike ʻia i ka hoʻoheheʻe ʻana o nā paʻakai ionic. Hoʻopili ʻia ka ʻike o ka CE i ka viscosity hiki ke hoʻomalu ʻia e nā mea hana hana, a ʻokoʻa hoʻi e like me ka viscosity a me nā ʻano kemika i koi ʻia e ka mea hoʻohana. ʻO ka hoʻonā ʻana o ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa CE ʻo ia ka 10% ~ 15%, a ʻo ka viscosity kiʻekiʻe CE i kaupalena ʻia i 2% ~ 3%. Hiki i nā ʻano like ʻole o CE (e like me ka pauka a i ʻole ka pauka i mālama ʻia i ka ʻili a i ʻole granular) hiki ke hoʻopilikia i ka hoʻomākaukau ʻana o ka hopena.

3.1 CE me ka ʻole o ka mālama ʻana

ʻOiai hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ʻo CE i ka wai anuanu, pono e hoʻopuehu loa ʻia i ka wai e pale aku ai i ka clumping. I kekahi mau hihia, hiki ke hoʻohana ʻia kahi huila kiʻekiʻe a i ʻole funnel i ka wai anuanu e hoʻopuehu i ka pauka CE. Eia nō naʻe, inā hoʻohui pololei ʻia ka pauda i mālama ʻole ʻia i ka wai anuanu me ka hoʻoulu ʻole ʻana, e puka mai nā puʻupuʻu nui. ʻO ke kumu nui o ka caking ʻaʻole i pulu piha nā ʻāpana pauka CE. Ke hoʻoheheʻe ʻia kahi hapa o ka pauka, e hana ʻia kahi kiʻi gel, kahi e pale ai i ke koena o ka pauka mai ka hoʻomau ʻana e hoʻoheheʻe. No laila, ma mua o ka hemo ʻana, pono e hoʻopuehu piha ʻia nā ʻāpana CE i ka hiki. Hoʻohana mau ʻia nā ʻano hoʻopuehu ʻelua.

3.1.1 Hoʻopuehu hui maloʻo

Hoʻohana pinepine ʻia kēia ʻano hana i nā huahana sima. Ma mua o ka hoʻohui ʻana i ka wai, e hui pū me nā pauka ʻē aʻe me ka pauka CE, i hoʻopuehu ʻia nā ʻāpana pauka CE. Lakiō huikau liʻiliʻi: ʻO ka pauka ʻē aʻe: CE pauka =(3 ~ 7): 1.

Ma kēia ʻano, hoʻopau ʻia ka hoʻopuehu ʻana o CE i kahi maloʻo, me ka hoʻohana ʻana i ka pauka ʻē aʻe e like me ka mea e hoʻopuehu ai i nā ʻāpana CE me kekahi, i mea e pale aku ai i ka hoʻopaʻa ʻana o nā ʻāpana CE i ka wā e hoʻohui ai i ka wai a pili i ka hoʻoheheʻe hou ʻana. No laila, ʻaʻole pono ka wai wela no ka hoʻopuehu ʻana, akā pili ka helu hoʻoheheʻe ʻana i nā ʻāpana pauka a me nā kūlana hoʻoulu.

3.1.2 ʻano hoʻopuehu wai wela

(1) ʻO ka 1/5 ~ 1/3 mua o ka hoʻomehana wai i koi ʻia i 90C ma luna, e hoʻohui i ka CE, a laila e hoʻoulu a hiki i nā ʻāpana āpau a pau i ka pulu, a laila hoʻohui ʻia ke koena wai i ke anuanu a i ʻole ka wai hau e hoʻemi i ka mahana o ka. ʻO ka hopena, i ka manawa i hiki ai i ka mahana dissolution CE, hoʻomaka ka pauka e hydrate, hoʻonui ka viscosity.

(2) Hiki iā ʻoe ke hoʻomehana i ka wai a pau, a laila hoʻohui i ka CE e hoʻoulu i ka wā e hoʻomaha ai a pau ka hydration. He mea koʻikoʻi ka hoʻomaha ʻana no ka hydration piha o CE a me ka hoʻokumu ʻana o ka viscosity. No ka viscosity maikaʻi, pono e hoʻomaha ʻia ka hopena MC i 0 ~ 5 ℃, aʻo HPMC wale nō e hoʻoluʻu i 20 ~ 25 ℃ a i lalo. No ka mea e pono ai ka hoʻomaʻamaʻa piha ʻana, hoʻohana mau ʻia nā hopena HPMC kahi hiki ʻole ke hoʻohana ʻia ka wai anuanu: e like me ka ʻike, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka HPMC ma mua o ka MC ma nā haʻahaʻa haʻahaʻa e loaʻa ai ka viscosity like. He mea pono e hoʻomaopopo i ka hoʻopuehu ʻana o ka wai wela e hoʻopuehu wale i nā ʻāpana CE i kahi mahana kiʻekiʻe, akā ʻaʻohe hopena i hana ʻia i kēia manawa. No ka loaʻa ʻana o kahi hopena me kahi viscosity, pono e hoʻomaha hou.

3.2 Ka pauda CE dispersible i mālama ʻia i ka ʻili

I nā hihia he nui, koi ʻia ʻo CE e loaʻa i nā hiʻohiʻona dispersible a me ka wikiwiki o ka hydration (forming viscosity) i ka wai anuanu. ʻAʻole hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ka CE i ka ʻili i ka wai anuanu ma hope o ka hoʻomaʻamaʻa kemika kūikawā, kahi e hōʻoia ai i ka wā e hoʻohui ʻia ai ka CE i ka wai, ʻaʻole ia e puka koke i ka viscosity a hiki ke hoʻopuehu ʻia ma lalo o nā kūlana ikaika shear liʻiliʻi. ʻO ka "manawa lōʻihi" o ka hydration a i ʻole ka hoʻokumu ʻana i ka viscosity ka hopena o ka hui ʻana o ke degere o ka mālama ʻana i ka ʻili, ka mahana, ka pH o ka ʻōnaehana, a me ka hoʻonā hopena CE. Hoʻemi ʻia ka lohi o ka hydration ma nā kiʻekiʻe kiʻekiʻe, nā mahana, a me nā pae pH. Ma keʻano laulā, akā naʻe, ʻaʻole i noʻonoʻo ʻia ka manaʻo o ka CE a hiki i ka 5% (ka nui o ka wai).

No nā hopena maikaʻi loa a me ka hydration piha, pono e hoʻoulu ʻia ka ʻili i mālama ʻia i ka CE no kekahi mau minuke ma lalo o nā kūlana kūʻokoʻa, me ka pae pH mai 8.5 a 9.0, a hiki i ka viscosity kiʻekiʻe (maʻamau 10-30 mau minuke). I ka manawa e hoʻololi ai ka pH i ke kumu (pH 8.5 a 9.0), hemo a wikiwiki ka ʻili i mālama ʻia ʻo CE, a hiki ke kūpaʻa ka hopena i ka pH 3 a hiki i ka 11. Eia naʻe, pono e hoʻomaopopo i ka hoʻoponopono ʻana i ka pH o kahi slurry kiʻekiʻe. e hoʻokiʻekiʻe loa ka viscosity no ka paila a me ka ninini ʻana. Pono e hoʻoponopono ʻia ka pH ma hope o ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana o ka slurry i ka manaʻo i makemake ʻia.

ʻO ka hōʻuluʻulu ʻana, ʻo ke kaʻina hoʻoheheʻe o CE e pili ana i ʻelua kaʻina: ka hoʻopuehu kino a me ka hoʻoheheʻe kemika. ʻO ke kī ʻo ka hoʻopuehu ʻana i nā ʻāpana CE me kekahi ma mua o ka hemo ʻana, i mea e pale aku ai i ka agglomeration ma muli o ka viscosity kiʻekiʻe i ka wā haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa, e hoʻopilikia hou i ka hemo.

4. Nā waiwai o ka hopena CE

E hoʻoheheʻe ʻia nā ʻano ʻokoʻa wai wai CE i ko lākou mau wela kikoʻī. Hiki ke hoʻohuli hou ʻia ka gel a hana i kahi hopena ke hoʻoluʻu hou. He kū hoʻokahi wale nō ka hoʻohuli ʻana i ka gelation thermal o CE. I ka nui o nā huahana sima, ʻo ka hoʻohana nui ʻana i ka viscosity o CE a me ka paʻa ʻana o ka wai a me nā waiwai lubrication, a me ka viscosity a me ka mahana gel he pilina pololei, ma lalo o ka mahana gel, ka haʻahaʻa o ka mahana, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka viscosity o CE, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hana paʻa wai.

ʻO ka wehewehe ʻana i kēia manawa no ka hanana gel penei: i ke kaʻina o ka hoʻoheheʻe ʻana, ua like kēia

Hoʻopili ʻia nā molekala polimer o ka milo me ka papa molekala wai, a laila e pehu ai. ʻO nā molekala wai e like me ka aila lubrication, hiki ke huki i nā kaulahao lōʻihi o nā molekele polymer, i loaʻa i ka hopena nā waiwai o kahi wai ʻeleʻele e maʻalahi ke hoʻolei. Ke piʻi aʻe ka mahana o ka hopena, nalowale ka wai i ka cellulose polymer a emi iho ka viscosity o ka hopena. Ke hiki i ka helu gel, lilo ka polymer i mea maloʻo loa, e hopena i ka pilina ma waena o nā polymers a me ka hoʻokumu ʻana o ka gel: e hoʻomau ka ikaika o ka gel i ka wā e mau ana ka mahana ma luna o ke kiko gel.

Ke maʻalili ka hopena, hoʻomaka ka gel e hoʻohuli a emi ka viscosity. ʻO ka hope loa, hoʻi ka viscosity o ka hoʻonā hoʻoluʻu i ka piʻi piʻi ʻana o ka mahana a hoʻonui ʻia me ka emi ʻana o ka mahana. Hiki ke hoʻomāʻalili ʻia ka hopena i kona waiwai viscosity mua. No laila, hiki ke hoʻohuli ʻia ke kaʻina hana gel thermal o CE.

ʻO ka hana nui o CE i nā huahana cement he viscosifier, plasticizer a me ka mea mālama wai, no laila pehea e hoʻomalu ai i ka viscosity a me ka mahana gel i lilo i mea koʻikoʻi i nā huahana cement e hoʻohana maʻamau i kāna wahi wela gel mua ma lalo o kahi ʻāpana o ka pihi. no laila ʻo ka haʻahaʻa o ka mahana, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka viscosity, ʻoi aku ka maopopo o ka hopena o ka paʻa ʻana o ka wai viscosifier. Hōʻike nā hopena hoʻāʻo o ka laina hana extrusion cement board i ka haʻahaʻa haʻahaʻa o ka mahana ma lalo o ka ʻike like o CE, ʻoi aku ka maikaʻi o ka viscosification a me ka hopena paʻa wai. ʻOiai ʻo ka ʻōnaehana cement he ʻōnaehana waiwai kino a me nā kemika, nui nā mea e pili ana i ka hoʻololi ʻana o ka mahana gel CE a me ka viscosity. A ʻaʻole like ka mana o nā ʻano Taianin a me ke degere, no laila ua ʻike ʻia ka hoʻohana pono ʻana ma hope o ka hui ʻana i ka ʻōnaehana sima, ʻo ka wahi wela maoli o ka gel o CE (ʻo ia hoʻi, ʻo ka hāʻule ʻana o ka hopena paʻa wai a maopopo loa i kēia mahana. ) ʻoi aku ka haʻahaʻa ma mua o ka mahana o ka gel i hōʻike ʻia e ka huahana, no laila, i ke koho ʻana i nā huahana CE e noʻonoʻo i nā kumu e hoʻemi ai ka mahana o ka gel. ʻO kēia nā kumu nui a mākou e manaʻoʻiʻo ai e pili ana i ka viscosity a me ka mahana gel o ka hopena CE i nā huahana sima.

4.1 Ka hopena o ka waiwai pH ma ka viscosity

ʻO ka MC a me ka HPMC he non-ionic, no laila, ʻoi aku ka nui o ka viscosity o ka hopena ma mua o ka viscosity o ka ionic glue maoli i kahi ākea o ka paʻa DH, akā inā ʻoi aku ka waiwai o ka pH i ka laulā o 3 ~ 11, e hoʻemi mālie lākou i ka viscosity ma kahi. ka wela kiʻekiʻe a i ʻole ka waiho ʻana no ka manawa lōʻihi, ʻoi aku ka hopena viscosity kiʻekiʻe. Hoʻemi ka viscosity o ka hopena huahana CE i ka waikawa ikaika a i ʻole ka hopena kumu ikaika, ʻo ia ka mea ma muli o ka dehydration o CE i hoʻokumu ʻia e ka base a me ka waikawa. No laila, hoʻemi pinepine ka viscosity o CE i kekahi ʻano i loko o ke ʻano alkaline o nā huahana cement.

4.2 Ka hopena o ka wela wela a me ka hoʻoulu ʻana i ka hana gel

E hoʻopili ʻia ka mahana o ke kiko gel e ka hopena hui ʻana o ka wikiwiki hoʻomehana a me ka hoʻoulu ʻana i ka nui shear. ʻO ka hoʻoulu ʻana i ka wikiwiki a me ka hoʻomehana wikiwiki e hoʻonui nui i ka wela o ka gel, kahi kūpono no nā huahana sima i hana ʻia e ka hui ʻana.

4.3 Ka hopena o ka noʻonoʻo ʻana i ka gel wela

ʻO ka hoʻonui ʻana i ka neʻe ʻana o ka hopena e hoʻohaʻahaʻa i ka mahana gel, a ʻoi aku ka kiʻekiʻe o nā wahi gel o ka viscosity haʻahaʻa CE ma mua o ka CE viscosity kiʻekiʻe. E like me DOW's METHOCEL A

E hoʻemi ʻia ka mahana gel e 10 ℃ no kēlā me kēia 2% hoʻonui i ka ʻike o ka huahana. ʻO ka piʻi ʻana o 2% i ka ʻike o nā huahana F-type e hoʻemi i ka mahana gel ma 4 ℃.

4.4 Ka hopena o nā mea hoʻohui i ka gelation thermal

Ma ke kahua o nā mea kūkulu hale, he nui nā mea paʻakai inorganic, e loaʻa ka hopena koʻikoʻi i ka mahana gel o ka hopena CE. Ma muli o ka hana ʻana o ka additive ma ke ʻano he coagulant a i ʻole solubilizing agent, hiki i kekahi mau mea hoʻohui ke hoʻonui i ka mahana gel thermal o CE, aʻo nā mea ʻē aʻe hiki ke hoʻemi i ka mahana gel thermal o CE: no ka laʻana, solvent-enhancing ethanol, PEG-400(polyethylene glycol) , anediol, etc., hiki ke hoʻonui i ka helu gel. ʻO nā paʻakai, glycerin, sorbitol a me nā mea ʻē aʻe e hōʻemi i ka helu gel, non-ionic CE maʻamau ʻaʻole e hoʻoheheʻe ʻia ma muli o nā ion metala polyvalent, akā inā ʻoi aku ka nui o ka electrolyte a i ʻole nā ​​​​mea hoʻoheheʻe ʻē aʻe i kahi palena, hiki ke paʻakai ʻia nā huahana CE i waho. ʻO ka hopena, ma muli o ka hoʻokūkū o nā electrolytes i ka wai, ka hopena i ka hōʻemi ʻana o ka hydration o CE, ʻO ka ʻike paʻakai o ka hopena o ka huahana CE ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka huahana Mc, a ʻokoʻa iki ka paʻakai. ma HPMC like ʻole.

ʻO ka nui o nā mea i loko o nā huahana sima e hoʻolilo i ka gel point o CE i hāʻule, no laila e noʻonoʻo ke koho ʻana i nā mea hoʻohui i hiki ke hoʻololi i ka wahi gel a me ka viscosity o ka hoʻololi ʻana o CE.

5. Ka hopena

(1) ʻO ka cellulose ether he cellulose kūlohelohe ma o ka hopena etherification, loaʻa ka ʻāpana kumu o ka glucose dehydrated, e like me ke ʻano a me ka helu o nā pūʻulu substituent ma kona kūlana pani a loaʻa nā waiwai like ʻole. Hiki ke hoʻohana ʻia ka ether non-ionic e like me MC a me HPMC e like me ka viscosifier, ka mea mālama wai, ka mea hoʻopili ea a me nā mea hoʻohana nui ʻia i nā huahana hale.

(2) Loaʻa i ka CE ka solubility kūʻokoʻa, e hana ana i ka hopena ma kahi mahana (e like me ka mahana gel), a me ka hoʻokumu ʻana i ka gel paʻa a i ʻole ka hui ʻana o ka ʻāpana paʻa i ka wela gel. ʻO nā ʻano hoʻoheheʻe nui ʻo ia ke ʻano hoʻopuehu maloʻo maloʻo, ke ʻano hoʻopuehu wai wela, etc. ʻO ke kī ʻo ka hoʻopuehu ʻana i ka CE ma mua o ka hoʻoheheʻe ʻana, e hana ana i kahi hopena ma nā wela haʻahaʻa.

(3) Hoʻopili ka hopena o ka hopena, ka mahana, ka waiwai pH, nā waiwai kemika o nā mea hoʻohui a me ka wikiwiki o ka hoʻoulu ʻana i ka mahana gel a me ka viscosity o ka hopena CE, ʻoi aku ka nui o nā huahana cement i nā hopena paʻakai inorganic i loko o ka alkaline environment, maʻamau e hoʻemi i ka mahana gel a me ka viscosity o ka hopena CE. , lawe mai i nā hopena ʻino. No laila, e like me nā hiʻohiʻona o CE, ʻo ka mea mua, pono e hoʻohana ʻia i kahi haʻahaʻa haʻahaʻa (ma lalo o ka mahana gel), a ʻo ka lua, pono e noʻonoʻo ʻia ka mana o nā mea hoʻohui.