Celulozni eter je sintetski polimer napravljen od prirodne celuloze kemijskom modifikacijom. Celulozni eter je derivat prirodne celuloze. Proizvodnja celuloznog etera razlikuje se od sintetskih polimera. Njegov najosnovniji materijal je celuloza, prirodni polimerni spoj. Zbog specifičnosti strukture prirodne celuloze, sama celuloza nema sposobnost reakcije sa sredstvima za eterifikaciju. Međutim, nakon obrade sredstva za bubrenje, jake vodikove veze između molekularnih lanaca i lanaca se uništavaju, a aktivno oslobađanje hidroksilne skupine postaje reaktivna alkalna celuloza. Dobiti celulozni eter.
Svojstva celuloznih etera ovise o vrsti, broju i rasporedu supstituenata. Klasifikacija celuloznih etera također se temelji na vrsti supstituenata, stupnju eterifikacije, topljivosti i povezanim svojstvima primjene. Prema vrsti supstituenata u molekularnom lancu, može se podijeliti na monoeter i miješani eter. MC koji obično koristimo je monoeter, a HPMC je miješani eter. Metil celulozni eter MC je proizvod nakon što je hidroksilna skupina na glukoznoj jedinici prirodne celuloze supstituirana metoksi. To je proizvod dobiven supstitucijom dijela hidroksilne skupine na jedinici s metoksi skupinom, a drugog dijela s hidroksipropilnom skupinom. Strukturna formula je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x hidroksietil metilcelulozni eter HEMC, ovo su glavne vrste koje se naširoko koriste i prodaju na tržištu.
Po topljivosti se može podijeliti na ionske i neionske. Neionski celulozni eteri topljivi u vodi uglavnom se sastoje od dvije serije alkilnih etera i hidroksialkilnih etera. Ionski CMC se uglavnom koristi u sintetičkim deterdžentima, tiskanju i bojanju tekstila, istraživanju hrane i nafte. Neionski MC, HPMC, HEMC itd. uglavnom se koriste u građevinskim materijalima, premazima od lateksa, medicini, dnevnim kemikalijama itd. Koriste se kao zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode, stabilizator, sredstvo za dispergiranje i sredstvo za stvaranje filma.
Zadržavanje vode celuloznog etera
U proizvodnji građevinskih materijala, posebice suhih mortova, celulozni eter ima nezamjenjivu ulogu, a posebno u proizvodnji specijalnih mortova (modificiranih mortova) neizostavna je i važna komponenta.
Važna uloga celuloznog etera topljivog u vodi u mortu uglavnom ima tri aspekta, jedan je izvrsna sposobnost zadržavanja vode, drugi je utjecaj na konzistenciju i tiksotropiju morta, a treći je interakcija s cementom.
Učinak celuloznog etera na zadržavanje vode ovisi o upijanju vode osnovnog sloja, sastavu morta, debljini sloja morta, potrebi za vodom u mortu i vremenu vezivanja materijala za vezivanje. Zadržavanje vode samog celuloznog etera dolazi od topljivosti i dehidracije samog celuloznog etera. Kao što svi znamo, iako molekularni lanac celuloze sadrži veliki broj OH skupina koje se mogu hidratizirati, on nije topiv u vodi, jer struktura celuloze ima visok stupanj kristalnosti. Sama sposobnost hidratacije hidroksilnih skupina nije dovoljna da pokrije jake vodikove veze i van der Waalsove sile između molekula. Zbog toga samo bubri, ali se ne otapa u vodi. Kada se supstituent uvede u molekulski lanac, ne samo da supstituent uništava vodikov lanac, već se uništava i međulančana vodikova veza zbog uklinjavanja supstituenta između susjednih lanaca. Što je veći supstituent, to je veći razmak između molekula. Što je udaljenost veća. Što je veći učinak razaranja vodikovih veza, celulozni eter postaje topiv u vodi nakon što se celulozna rešetka proširi i otopina uđe, tvoreći otopinu visoke viskoznosti. Kad temperatura poraste, hidratacija polimera slabi, a voda između lanaca se istiskuje. Kada je učinak dehidracije dovoljan, molekule se počinju agregirati, tvoreći trodimenzionalnu mrežnu strukturu gela i savijajući se. Čimbenici koji utječu na zadržavanje vode u mortu uključuju viskoznost celuloznog etera, dodanu količinu, finoću čestica i temperaturu uporabe.
Što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolja izvedba zadržavanja vode i veća je viskoznost otopine polimera. Ovisno o molekulskoj masi (stupnju polimerizacije) polimera, određena je i duljina lanca molekulske strukture i oblik lanca, a raspodjela vrsta i količina supstituenata također izravno utječe na njegov raspon viskoznosti. [η]=Kmα
[η] Intrinzična viskoznost otopine polimera
m molekulska masa polimera
α konstanta karakteristike polimera
K koeficijent otopine viskoznosti
Viskoznost otopine polimera ovisi o molekulskoj masi polimera. Viskoznost i koncentracija otopine celuloznog etera povezani su s primjenom u različitim područjima. Stoga svaki celulozni eter ima mnogo različitih specifikacija viskoznosti, a podešavanje viskoznosti uglavnom se ostvaruje razgradnjom alkalne celuloze, odnosno kidanjem molekularnih lanaca celuloze.
Što je veća količina celuloznog etera dodana mortu, to je bolja sposobnost zadržavanja vode, a što je veća viskoznost, to je bolja sposobnost zadržavanja vode.
Što se tiče veličine čestica, što su čestice sitnije, to je bolje zadržavanje vode. Pogledajte sliku 3. Nakon što velika čestica celuloznog etera dođe u kontakt s vodom, površina se odmah otapa i formira gel koji omotava materijal kako bi se spriječilo daljnje infiltriranje molekula vode. Manje od jednolike disperzije se otapa, stvarajući mutnu flokulentnu otopinu ili aglomerate. Uvelike utječe na zadržavanje vode celuloznog etera, a topljivost je jedan od čimbenika za odabir celuloznog etera.
Zgušnjavanje i tiksotropija celuloznog etera
Druga funkcija celuloznog etera – zgušnjavanje, ovisi o: stupnju polimerizacije celuloznog etera, koncentraciji otopine, brzini smicanja, temperaturi i drugim uvjetima. Svojstvo geliranja otopine je jedinstveno za alkil celulozu i njezine modificirane derivate. Svojstva geliranja povezana su sa stupnjem supstitucije, koncentracijom otopine i dodacima. Za hidroksialkil modificirane derivate, svojstva gela također su povezana sa stupnjem modifikacije hidroksialkila. Za niske viskoznosti MC i HPMC može se pripremiti 10%-15% otopina, srednje viskozne MC i HPMC mogu se pripremiti 5%-10% otopine, a visoke viskoznosti MC i HPMC mogu pripremiti samo 2%-3% otopine, a obično Klasifikacija viskoznosti celuloznog etera također se ocjenjuje s 1%-2% otopinom. Celulozni eter visoke molekularne težine ima visoku učinkovitost zgušnjavanja. U otopini iste koncentracije polimeri različite molekulske mase imaju različite viskoznosti. Visok stupanj. Ciljana viskoznost može se postići samo dodavanjem velike količine celuloznog etera niske molekularne težine. Njegova viskoznost malo ovisi o brzini smicanja, a visoka viskoznost doseže ciljnu viskoznost, a potrebna količina dodatka je mala, a viskoznost ovisi o učinkovitosti zgušnjavanja. Stoga, da bi se postigla određena konzistencija, mora biti zajamčena određena količina celuloznog etera (koncentracija otopine) i viskoznost otopine. Temperatura gela otopine također pada linearno s porastom koncentracije otopine, a gelira na sobnoj temperaturi nakon postizanja određene koncentracije. Koncentracija geliranja HPMC je relativno visoka na sobnoj temperaturi.
Konzistencija se također može prilagoditi odabirom veličine čestica i odabirom celuloznih etera s različitim stupnjevima modifikacije. Takozvana modifikacija je uvođenje određenog stupnja supstitucije hidroksialkilnih skupina na strukturu skeleta MC. Promjenom relativnih supstitucijskih vrijednosti dvaju supstituenata, odnosno DS i MS relativnih supstitucijskih vrijednosti metoksi i hidroksialkilnih skupina koje često kažemo. Različiti zahtjevi za učinkovitost celuloznog etera mogu se postići promjenom relativnih supstitucijskih vrijednosti dvaju supstituenata.
Celulozni eteri koji se koriste u praškastim građevinskim materijalima moraju se brzo otopiti u hladnoj vodi i osigurati odgovarajuću konzistenciju za sustav. Ako mu se da određena brzina smicanja, i dalje postaje flokulentan i koloidni blok, što je proizvod ispod standarda ili loše kvalitete.
Također postoji dobar linearni odnos između konzistencije cementne paste i doze celuloznog etera. Celulozni eter može znatno povećati viskoznost žbuke. Što je veća doza, to je očitiji učinak.
Vodena otopina celuloznog etera visoke viskoznosti ima visoku tiksotropiju, što je također glavna karakteristika celuloznog etera. Vodene otopine MC polimera obično imaju pseudoplastičnu i netiksotropnu fluidnost ispod njihove temperature gela, ali Newtonova svojstva tečenja pri niskim brzinama smicanja. Pseudoplastičnost se povećava s molekularnom masom ili koncentracijom celuloznog etera, bez obzira na vrstu supstituenta i stupanj supstitucije. Stoga će celulozni eteri istog stupnja viskoznosti, bez obzira na MC, HPMC, HEMC, uvijek pokazivati ista reološka svojstva sve dok se koncentracija i temperatura održavaju konstantnima. Strukturni gelovi nastaju kada se temperatura povisi, a javljaju se i visoko tiksotropna strujanja. Celulozni eteri visoke koncentracije i niske viskoznosti pokazuju tiksotropiju čak i ispod temperature gela. Ovo svojstvo je od velike koristi za podešavanje izravnavanja i ulegnuća u građevinskom mortu. Ovdje je potrebno objasniti da što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolje zadržavanje vode, ali što je veća viskoznost, to je veća relativna molekularna težina celuloznog etera i odgovarajuće smanjenje njegove topljivosti, što ima negativan učinak na koncentraciju morta i izvedbe konstrukcije. Što je veća viskoznost, to je očitiji učinak zgušnjavanja morta, ali nije potpuno proporcionalan. Srednje i niske viskoznosti, ali modificirani celulozni eter ima bolju izvedbu u poboljšanju strukturne čvrstoće mokrog morta. S povećanjem viskoznosti poboljšava se zadržavanje vode celuloznog etera
Vrijeme objave: 22. studenog 2022