Ցելյուլոզային եթերի դերը չոր խառը շաղախում

Ցելյուլոզային եթերը սինթետիկ պոլիմեր է, որը պատրաստված է բնական ցելյուլոզից քիմիական փոփոխության միջոցով: Ցելյուլոզային եթերը բնական ցելյուլոզայի ածանցյալ է: Ցելյուլոզային եթերի արտադրությունը տարբերվում է սինթետիկ պոլիմերներից։ Նրա ամենահիմնական նյութը ցելյուլոզն է՝ բնական պոլիմերային միացություն։ Բջջանյութի բնական կառուցվածքի առանձնահատկությունների պատճառով ցելյուլոզն ինքնին էթերիֆիկացնող նյութերի հետ արձագանքելու ունակություն չունի: Այնուամենայնիվ, այտուցված նյութի բուժումից հետո մոլեկուլային շղթաների և շղթաների միջև ամուր ջրածնային կապերը ոչնչացվում են, և հիդրոքսիլ խմբի ակտիվ ազատումը վերածվում է ռեակտիվ ալկալային ցելյուլոզայի: Ստացեք ցելյուլոզային եթեր:

Ցելյուլոզային եթերների հատկությունները կախված են փոխարինողների տեսակից, քանակից և բաշխումից։ Ցելյուլոզային եթերների դասակարգումը հիմնված է նաև փոխարինողների տեսակի, եթերիֆիկացման աստիճանի, լուծելիության և հարակից կիրառական հատկությունների վրա: Ըստ մոլեկուլային շղթայի փոխարինողների տեսակի՝ այն կարելի է բաժանել մոնոեթերի և խառը եթերի։ MC-ն, որը մենք սովորաբար օգտագործում ենք, մոնոեթեր է, իսկ HPMC-ն՝ խառը եթեր: Մեթիլ ցելյուլոզային եթեր MC-ն այն արտադրանքն է, երբ բնական ցելյուլոզայի գլյուկոզայի միավորի վրա հիդրօքսիլ խումբը փոխարինվում է մեթոքսիով: Այն արտադրանք է, որը ստացվում է միավորի վրա հիդրօքսիլ խմբի մի մասը փոխարինելով մեթոքսի խմբով, իսկ մյուս մասը՝ հիդրօքսիպրոպիլ խմբով։ Կառուցվածքային բանաձևն է [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզային եթեր HEMC, սրանք հիմնական տեսակներն են, որոնք լայնորեն օգտագործվում և վաճառվում են շուկայում:

Լուծելիության առումով այն կարելի է բաժանել իոնային և ոչ իոնային։ Ջրում լուծվող ոչ իոնային բջջանյութի եթերները հիմնականում կազմված են երկու շարք ալկիլ եթերներից և հիդրօքսիալկիլ եթերներից։ Ionic CMC-ն հիմնականում օգտագործվում է սինթետիկ լվացող միջոցների, տեքստիլի տպագրության և ներկման, սննդի և նավթի որոնման մեջ: Ոչ իոնային MC, HPMC, HEMC և այլն հիմնականում օգտագործվում են շինանյութերում, լատեքսային ծածկույթներում, դեղամիջոցներում, ամենօրյա քիմիական նյութերում և այլն: Օգտագործվում է որպես խտացուցիչ, ջուր պահող միջոց, կայունացուցիչ, ցրող և թաղանթ ձևավորող միջոց:

Ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանում

Շինանյութերի, հատկապես չոր շաղախի արտադրության մեջ ցելյուլոզային եթերն անփոխարինելի դեր է խաղում, հատկապես հատուկ շաղախի (ձևափոխված շաղախ) արտադրության մեջ այն անփոխարինելի և կարևոր բաղադրիչ է։

Շաղախի մեջ ջրում լուծվող ցելյուլոզային եթերի կարևոր դերը հիմնականում ունի երեք ասպեկտ, մեկը ջրի գերազանց պահպանման ունակությունն է, մյուսը ազդեցություն է շաղախի հետևողականության և տիկսոտրոպիայի վրա, և երրորդը ցեմենտի հետ փոխազդեցությունն է:

Ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման ազդեցությունը կախված է բազային շերտի ջրի կլանումից, շաղախի բաղադրությունից, շաղախի շերտի հաստությունից, շաղախի ջրի պահանջարկից և ամրացման նյութի ամրացման ժամանակից: Ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանումն ինքնին առաջանում է հենց բջջանյութի եթերի լուծելիությունից և ջրազրկումից: Ինչպես բոլորս գիտենք, թեև բջջանյութի մոլեկուլային շղթան պարունակում է մեծ քանակությամբ բարձր հիդրատիվ OH խմբեր, այն ջրում լուծելի չէ, քանի որ ցելյուլոզային կառուցվածքն ունի բյուրեղության բարձր աստիճան: Միայն հիդրօքսիլային խմբերի հիդրացիոն ունակությունը բավարար չէ մոլեկուլների միջև ամուր ջրածնային կապերը և վան դեր Վալսյան ուժերը ծածկելու համար: Հետեւաբար, այն միայն ուռչում է, բայց չի լուծվում ջրի մեջ։ Երբ փոխարինողը մտցվում է մոլեկուլային շղթա, ոչ միայն փոխարինողը ոչնչացնում է ջրածնային շղթան, այլև միջշղթայական ջրածնային կապը ոչնչացվում է հարակից շղթաների միջև փոխարինողի սեպման պատճառով: Որքան մեծ է փոխարինողը, այնքան մեծ է մոլեկուլների միջև հեռավորությունը: Որքան մեծ է հեռավորությունը: Որքան մեծ է ջրածնային կապերի քայքայման ազդեցությունը, բջջանյութի եթերը դառնում է ջրում լուծվող այն բանից հետո, երբ ցելյուլոզային ցանցն ընդարձակվում է և լուծույթը մտնում է՝ առաջացնելով բարձր մածուցիկությամբ լուծույթ։ Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, պոլիմերի խոնավացումը թուլանում է, և շղթաների միջև եղած ջուրը դուրս է մղվում։ Երբ ջրազրկման էֆեկտը բավարար է, մոլեկուլները սկսում են համախմբվել՝ ձևավորելով ցանցի եռաչափ կառուցվածքի գել և ծալված դուրս: Շաղախի ջրի պահպանման վրա ազդող գործոնները ներառում են ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, ավելացված քանակությունը, մասնիկների նուրբությունը և օգտագործման ջերմաստիճանը:

Որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, այնքան ավելի լավ է ջրի պահպանումը, և այնքան բարձր է պոլիմերային լուծույթի մածուցիկությունը: Կախված պոլիմերի մոլեկուլային քաշից (պոլիմերացման աստիճանից), այն որոշվում է նաև մոլեկուլային կառուցվածքի շղթայի երկարությամբ և շղթայի ձևով, և փոխարինողների տեսակների և քանակների բաշխումը նույնպես ուղղակիորեն ազդում է դրա մածուցիկության տիրույթի վրա: [η]=Kmα

[η] Պոլիմերային լուծույթի ներքին մածուցիկություն
մ պոլիմերային մոլեկուլային քաշը
α պոլիմերային բնորոշ հաստատուն
K մածուցիկության լուծույթի գործակից

Պոլիմերային լուծույթի մածուցիկությունը կախված է պոլիմերի մոլեկուլային քաշից: Ցելյուլոզային եթերի լուծույթի մածուցիկությունը և կոնցենտրացիան կապված են տարբեր ոլորտներում կիրառման հետ: Հետևաբար, յուրաքանչյուր ցելյուլոզային եթեր ունի շատ տարբեր մածուցիկության բնութագրեր, և մածուցիկության կարգավորումը հիմնականում իրականացվում է ալկալային ցելյուլոզայի քայքայմամբ, այսինքն՝ ցելյուլոզային մոլեկուլային շղթաների կոտրմամբ:
Որքան մեծ է շաղախին ավելացված ցելյուլոզային եթերի քանակը, այնքան ավելի լավ է ջրի պահպանումը, և որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան ավելի լավ է ջրի պահպանումը:

Մասնիկների չափի համար որքան նուրբ է մասնիկը, այնքան լավ է ջրի պահպանումը: Տես Նկար 3. Ցելյուլոզային եթերի մեծ մասնիկը ջրի հետ շփվելուց հետո մակերեսը անմիջապես լուծվում է և ձևավորում է գել՝ նյութը փաթաթելու համար, որպեսզի ջրի մոլեկուլները չշարունակեն ներթափանցել: Ավելի քիչ, քան միատեսակ ցրվածությունը լուծվում է, ձևավորելով պղտոր ֆլոկուլենտային լուծույթ կամ ագլոմերատներ: Այն մեծապես ազդում է ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման վրա, և լուծելիությունը ցելյուլոզային եթերի ընտրության գործոններից մեկն է:

Ցելյուլոզային Եթերի խտացում և թիքսոտրոպիա

Ցելյուլոզային եթերի երկրորդ ֆունկցիան՝ խտացումը, կախված է ցելյուլոզային եթերի պոլիմերացման աստիճանից, լուծույթի կոնցենտրացիայից, կտրման արագությունից, ջերմաստիճանից և այլ պայմաններից։ Լուծույթի գելային հատկությունը եզակի է ալկիլ ցելյուլոզայի և նրա փոփոխված ածանցյալների համար: Գելացման հատկությունները կապված են փոխարինման աստիճանի, լուծույթի կոնցենտրացիայի և հավելումների հետ: Հիդրօքսիալկիլի ձևափոխված ածանցյալների համար գելի հատկությունները նույնպես կապված են հիդրօքսիալկիլի փոփոխության աստիճանի հետ: Ցածր մածուցիկությամբ MC-ի և HPMC-ի համար կարելի է պատրաստել 10%-15% լուծույթ, միջին մածուցիկության MC և HPMC 5%-10% լուծույթ, իսկ բարձր մածուցիկությամբ MC-ն և HPMC-ն կարող են պատրաստել միայն 2%-3% լուծույթ, և սովորաբար. Ցելյուլոզային եթերի մածուցիկության դասակարգումը նույնպես գնահատվում է 1%-2% լուծույթով: Բարձր մոլեկուլային քաշի ցելյուլոզային եթերն ունի խտացման բարձր արդյունավետություն: Նույն կոնցենտրացիայի լուծույթում տարբեր մոլեկուլային քաշ ունեցող պոլիմերներն ունեն տարբեր մածուցիկություն։ Բարձր աստիճան. Թիրախային մածուցիկությունը կարելի է ձեռք բերել միայն մեծ քանակությամբ ցածր մոլեկուլային քաշի ցելյուլոզային եթերի ավելացմամբ: Դրա մածուցիկությունը քիչ է կախված կտրվածքի արագությունից, և բարձր մածուցիկությունը հասնում է նպատակային մածուցիկությանը, և ավելացման պահանջվող գումարը փոքր է, և մածուցիկությունը կախված է խտացման արդյունավետությունից: Հետևաբար, որոշակի հետևողականության հասնելու համար պետք է երաշխավորված լինի ցելյուլոզային եթերի որոշակի քանակություն (լուծույթի կոնցենտրացիան) և լուծույթի մածուցիկությունը։ Լուծույթի գելի ջերմաստիճանը նույնպես գծայինորեն նվազում է լուծույթի կոնցենտրացիայի ավելացման հետ, իսկ որոշակի կոնցենտրացիայի հասնելուց հետո գել է սենյակային ջերմաստիճանում։ HPMC-ի գելային կոնցենտրացիան համեմատաբար բարձր է սենյակային ջերմաստիճանում:

Հետևողականությունը կարող է նաև ճշգրտվել՝ ընտրելով մասնիկների չափը և ընտրելով ցելյուլոզային եթերներ՝ փոփոխման տարբեր աստիճաններով: Այսպես կոչված մոդիֆիկացիան ԲԿ-ի կմախքի կառուցվածքի վրա հիդրօքսիալկիլ խմբերի փոխարինման որոշակի աստիճանի ներմուծումն է: Փոխելով երկու փոխարինողների հարաբերական փոխարինման արժեքները, այսինքն՝ մեթոքսի և հիդրօքսիալկիլ խմբերի DS և MS հարաբերական փոխարինման արժեքները, որոնք մենք հաճախ ասում ենք։ Ցելյուլոզային եթերի տարբեր կատարողական պահանջներ կարելի է ձեռք բերել՝ փոխելով երկու փոխարինողների հարաբերական փոխարինման արժեքները:

Փոշու շինանյութերում օգտագործվող ցելյուլոզային եթերները պետք է արագ լուծվեն սառը ջրում և ապահովեն համակարգի համար համապատասխան հետևողականություն: Եթե ​​տրվի որոշակի կտրվածքի արագություն, այն դեռևս դառնում է ֆլոկուլենտ և կոլոիդային բլոկ, որը անորակ կամ անորակ արտադրանք է:

Կա նաև լավ գծային հարաբերություն ցեմենտի մածուկի հետևողականության և ցելյուլոզային եթերի չափաբաժնի միջև: Ցելյուլոզային եթերը կարող է մեծապես մեծացնել շաղախի մածուցիկությունը: Որքան մեծ է դեղաչափը, այնքան ավելի ակնհայտ է ազդեցությունը:

Ցելյուլոզային եթերի բարձր մածուցիկությամբ ջրային լուծույթն ունի բարձր թիքսոտրոպիա, որը նաև բջջանյութի եթերի հիմնական հատկանիշն է։ MC պոլիմերների ջրային լուծույթները սովորաբար ունեն պսևդոպլաստիկ և ոչ տիկսոտրոպ հեղուկություն՝ իրենց գելի ջերմաստիճանից ցածր, բայց Նյուտոնի հոսքի հատկությունները ցածր կտրվածքի արագությամբ: Կեղծ պլաստիկությունը մեծանում է ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլային քաշի կամ կոնցենտրացիայի հետ՝ անկախ փոխարինողի տեսակից և փոխարինման աստիճանից։ Հետևաբար, մածուցիկության նույն աստիճանի ցելյուլոզային եթերները, անկախ MC-ից, HPMC-ից, HEMC-ից, միշտ ցույց կտան նույն ռեոլոգիական հատկությունները, քանի դեռ կոնցենտրացիան և ջերմաստիճանը անփոփոխ են: Կառուցվածքային գելերը ձևավորվում են, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, և առաջանում են բարձր թիքսոտրոպային հոսքեր։ Բարձր կոնցենտրացիայի և ցածր մածուցիկության ցելյուլոզային եթերները ցույց են տալիս տիքսոտրոպիա նույնիսկ գելի ջերմաստիճանից ցածր: Այս գույքը մեծ օգուտ է բերում շինարարական շաղախի կառուցման ժամանակ հարթեցման և անկման ճշգրտման համար: Այստեղ պետք է բացատրել, որ որքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի մածուցիկությունը, այնքան լավ է ջրի պահպանումը, բայց որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան բարձր է ցելյուլոզային եթերի հարաբերական մոլեկուլային քաշը և դրա լուծելիության համապատասխան նվազումը, ինչը բացասական ազդեցություն է ունենում։ շաղախի կոնցենտրացիայի և շինարարության կատարողականի վրա: Որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան ավելի ակնհայտ է խտացման ազդեցությունը շաղախի վրա, բայց դա լիովին համաչափ չէ։ Որոշ միջին և ցածր մածուցիկություն, բայց փոփոխված ցելյուլոզային եթերն ավելի լավ է կատարում խոնավ շաղախի կառուցվածքային ամրությունը բարելավելու համար: Մածուցիկության բարձրացմամբ բարելավվում է ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանումը