რა განსხვავებაა სხვადასხვა ტიპის ცელულოზას შორის?

ცელულოზის ეთერი არის ზოგადი ტერმინი პროდუქტების სერიისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება ტუტე ცელულოზის და ეთერიფიკატორის რეაქციის შედეგად გარკვეულ პირობებში. ტუტე ცელულოზა იცვლება სხვადასხვა ეთერიფიკატორით სხვადასხვა ცელულოზის ეთერების მისაღებად. შემცვლელების იონიზაციის თვისებების მიხედვით, ცელულოზის ეთერები შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: იონური (როგორიცაა კარბოქსიმეთილცელულოზა) და არაიონური (როგორიცაა მეთილის ცელულოზა). შემცვლელის ტიპის მიხედვით, ცელულოზის ეთერი შეიძლება დაიყოს მონოეთერად (როგორიცაა მეთილის ცელულოზა) და შერეულ ეთერად (როგორიცაა ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზა). სხვადასხვა ხსნადობის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს წყალში ხსნადობად (როგორიცაა ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა) და ორგანულ გამხსნელად ხსნადობად (როგორიცაა ეთილის ცელულოზა). მშრალად შერეული ნაღმტყორცნები ძირითადად წყალში ხსნადი ცელულოზაა, ხოლო წყალში ხსნადი ცელულოზა იყოფა მყისიერ და ზედაპირულად დამუშავებულ დაგვიანებულ დაშლის ტიპებად.

ნაღმტყორცნებში ცელულოზის ეთერის მოქმედების მექანიზმი შემდეგია:

(1) მას შემდეგ, რაც ნაღმტყორცნებიდან ცელულოზის ეთერი წყალში იხსნება, სისტემაში ცემენტის მასალის ეფექტური და ერთგვაროვანი განაწილება უზრუნველყოფილია ზედაპირული აქტივობის გამო, ხოლო ცელულოზის ეთერი, როგორც დამცავი კოლოიდი, „ახვევს“ მყარს. ნაწილაკები და მის გარე ზედაპირზე წარმოიქმნება საპოხი ფირის ფენა, რაც ხდის ნაღმტყორცნების სისტემას უფრო სტაბილურს, ასევე აუმჯობესებს ნაღმტყორცნების სითხეს შერევის პროცესში და კონსტრუქციის სიგლუვეს.

(2) საკუთარი მოლეკულური სტრუქტურის მახასიათებლების გამო, ცელულოზის ეთერის ხსნარი ხდის ნაღმტყორცნების ტენის დაკარგვას ადვილი არ არის და თანდათან ათავისუფლებს მას ხანგრძლივი დროის განმავლობაში, რაც ანიჭებს ნაღმტყორცნებს კარგი წყლის შეკავებითა და სამუშაოდ.

1. მეთილცელულოზა: (MC)

დახვეწილი ბამბის ტუტეებით დამუშავების შემდეგ, ცელულოზის ეთერი წარმოიქმნება მეთანის ქლორიდთან, როგორც ეთერიფიკაციის აგენტთან, რიგი რეაქციების შედეგად. ზოგადად, ჩანაცვლების ხარისხი არის 1.6-2.0 და ხსნადობა ასევე განსხვავებულია ჩანაცვლების სხვადასხვა ხარისხით. ის ეკუთვნის არაიონურ ცელულოზის ეთერს.

(1) მეთილცელულოზა ხსნადია ცივ წყალში და ძნელი იქნება მისი დაშლა ცხელ წყალში. მისი წყალხსნარი ძალიან სტაბილურია pH=3~12 დიაპაზონში. მას აქვს კარგი თავსებადობა სახამებელთან, გვარის რეზინასთან და ა.შ. და ბევრ ზედაპირულ აქტენტთან. როდესაც ტემპერატურა მიაღწევს გელაციის ტემპერატურას, ხდება გელაცია.

(2) მეთილის ცელულოზის წყლის შეკავება დამოკიდებულია მის დამატებით რაოდენობაზე, სიბლანტეზე, ნაწილაკების სისუფთავესა და დაშლის სიჩქარეზე. ზოგადად, თუ დანამატის რაოდენობა დიდია, სისუფთავე მცირეა და სიბლანტე დიდია, წყლის შეკავების მაჩვენებელი მაღალია. მათ შორის, დანამატის რაოდენობა ყველაზე დიდ გავლენას ახდენს წყლის შეკავების სიჩქარეზე და სიბლანტის დონე არ არის პირდაპირპროპორციული წყლის შეკავების დონის მიმართ. დაშლის სიჩქარე ძირითადად დამოკიდებულია ცელულოზის ნაწილაკების ზედაპირის მოდიფიკაციის ხარისხზე და ნაწილაკების სისუფთავეზე. ზემოაღნიშნულ ცელულოზის ეთერებს შორის მეთილის ცელულოზასა და ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზას აქვთ წყლის შეკავების უფრო მაღალი მაჩვენებლები.

(3) ტემპერატურის ცვლილებები სერიოზულად იმოქმედებს მეთილის ცელულოზის წყლის შეკავების სიჩქარეზე. ზოგადად, რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო უარესია წყლის შეკავება. თუ ნაღმტყორცნების ტემპერატურა 40°C-ს აღემატება, მეთილის ცელულოზის წყლის შეკავება მნიშვნელოვნად შემცირდება, რაც სერიოზულად იმოქმედებს ნაღმტყორცნების კონსტრუქციაზე.

(4) მეთილის ცელულოზას აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა ნაღმტყორცნების აგებასა და შეკრულობაზე. აქ „წებოვნება“ გულისხმობს შემაკავშირებელ ძალას, რომელიც იგრძნობა მუშის აპლიკატორის ხელსაწყოსა და კედლის სუბსტრატს შორის, ანუ ნაღმტყორცნების ათვლის წინააღმდეგობას. წებოვნება მაღალია, ნაღმტყორცნების ათვლის წინააღმდეგობა დიდია, ასევე დიდია მუშების მიერ გამოყენების პროცესში მოთხოვნილი სიმტკიცე, ხოლო ნაღმტყორცნების კონსტრუქციული შესრულება ცუდია. მეთილის ცელულოზის შეკრულობა საშუალო დონეზეა ცელულოზის ეთერის პროდუქტებში.

2. ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზა (HPMC):

ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა არის ცელულოზის ჯიში, რომლის გამომუშავება და მოხმარება სწრაფად იზრდება ბოლო წლებში. ეს არის არაიონური ცელულოზის შერეული ეთერი, რომელიც დამზადებულია რაფინირებული ბამბისგან ალკალიზაციის შემდეგ, პროპილენის ოქსიდის და მეთილის ქლორიდის გამოყენებით, როგორც ეთერიფიკაციის აგენტი, მთელი რიგი რეაქციების მეშვეობით. ჩანაცვლების ხარისხი ზოგადად არის 1.2-2.0. მისი თვისებები განსხვავდება მეთოქსილის შემცველობის და ჰიდროქსიპროპილის შემცველობის თანაფარდობის მიხედვით.

(1) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა ადვილად ხსნადია ცივ წყალში და მას შეექმნება სირთულეები ცხელ წყალში გახსნისას. მაგრამ მისი გელაციის ტემპერატურა ცხელ წყალში მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე მეთილის ცელულოზისა. ცივ წყალში ხსნადობა ასევე მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია მეთილის ცელულოზასთან შედარებით.

(2) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის სიბლანტე დაკავშირებულია მის მოლეკულურ წონასთან და რაც უფრო დიდია მოლეკულური წონა, მით უფრო მაღალია სიბლანტე. ტემპერატურა ასევე მოქმედებს მის სიბლანტეზე, ტემპერატურის მატებასთან ერთად სიბლანტე იკლებს. თუმცა, მისი მაღალი სიბლანტისა და ტემპერატურის გავლენა უფრო დაბალია, ვიდრე მეთილის ცელულოზაზე. მისი ხსნარი სტაბილურია ოთახის ტემპერატურაზე შენახვისას.

(3) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის წყლის შეკავება დამოკიდებულია მის დამატებით რაოდენობაზე, სიბლანტეზე და ა.შ., და მისი წყლის შეკავების სიჩქარე იმავე დამატებით რაოდენობაზე უფრო მაღალია, ვიდრე მეთილცელულოზისას.

(4) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა მდგრადია მჟავასა და ტუტეზე, ხოლო მისი წყალხსნარი ძალიან სტაბილურია pH=2~12 დიაპაზონში. კაუსტიკური სოდა და ცაცხვის წყალი მცირე გავლენას ახდენს მის შესრულებაზე, მაგრამ ტუტეს შეუძლია დააჩქაროს მისი დაშლა და ოდნავ გაზარდოს მისი სიბლანტე. ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა სტაბილურია ჩვეულებრივი მარილების მიმართ, მაგრამ როდესაც მარილის ხსნარის კონცენტრაცია მაღალია, ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ხსნარის სიბლანტე იზრდება.

(5) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა შეიძლება შერეული იყოს წყალში ხსნად პოლიმერულ ნაერთებთან, რათა შეიქმნას ერთიანი და მაღალი სიბლანტის ხსნარი. როგორიცაა პოლივინილის სპირტი, სახამებლის ეთერი, მცენარეული რეზინა და ა.შ.

(6) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზას აქვს უკეთესი ფერმენტის წინააღმდეგობა, ვიდრე მეთილცელულოზა, და მისი ხსნარის ფერმენტული დეგრადაციის შესაძლებლობა უფრო დაბალია, ვიდრე მეთილცელულოზას.

(7) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ადჰეზია ნაღმტყორცნების კონსტრუქციაზე უფრო მაღალია, ვიდრე მეთილცელულოზას.

3. ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC):

იგი მზადდება დახვეწილი ბამბისგან, დამუშავებული ტუტეებით და რეაგირებს ეთილენის ოქსიდთან, როგორც ეთერიფიკაციის აგენტთან, აცეტონის თანდასწრებით. მისი ჩანაცვლების ხარისხი ზოგადად არის 1.5-2.0. მას აქვს ძლიერი ჰიდროფილურობა და ადვილად ითვისებს ტენიანობას.

(1) ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა ხსნადია ცივ წყალში, მაგრამ ძნელია მისი დაშლა ცხელ წყალში. მისი ხსნარი სტაბილურია მაღალ ტემპერატურაზე გელის გარეშე. მისი გამოყენება შესაძლებელია ხსნარის მაღალ ტემპერატურაზე დიდი ხნის განმავლობაში, მაგრამ მისი წყლის შეკავება უფრო დაბალია, ვიდრე მეთილის ცელულოზაში.

(2) ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა სტაბილურია ზოგადი მჟავისა და ტუტეების მიმართ. ტუტეს შეუძლია დააჩქაროს მისი დაშლა და ოდნავ გაზარდოს მისი სიბლანტე. წყალში მისი დისპერსიულობა ოდნავ უარესია, ვიდრე მეთილცელულოზისა და ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზისა. .

(3) ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას აქვს კარგი გამძლეობა ნაღმტყორცნებისთვის, მაგრამ მას აქვს ცემენტისთვის უფრო ხანგრძლივი შეფერხების დრო.

(4) ზოგიერთი შიდა საწარმოს მიერ წარმოებული ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე მეთილის ცელულოზა მისი მაღალი წყლის შემცველობისა და ნაცრის მაღალი შემცველობის გამო.

4. კარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC):

იონური ცელულოზის ეთერი მზადდება ბუნებრივი ბოჭკოებისგან (ბამბა და ა.შ.) ტუტეებით დამუშავების შემდეგ, ნატრიუმის მონოქლოროაცეტატის გამოყენებით ეთერიფიკაციის აგენტად და გადის რეაქციის დამუშავების სერიებს. ჩანაცვლების ხარისხი ზოგადად არის 0.4-1.4 და მის შესრულებაზე დიდ გავლენას ახდენს ჩანაცვლების ხარისხი.

(1) კარბოქსიმეთილ ცელულოზა უფრო ჰიგიროსკოპიულია და ის შეიცავს მეტ წყალს ზოგად პირობებში შენახვისას.

(2) კარბოქსიმეთილცელულოზის წყალხსნარი არ წარმოქმნის გელს და სიბლანტე მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. როდესაც ტემპერატურა აღემატება 50°C-ს, სიბლანტე შეუქცევადია.

(3) მის სტაბილურობაზე დიდ გავლენას ახდენს PH. ზოგადად, მისი გამოყენება შესაძლებელია თაბაშირზე დაფუძნებულ ხსნარში, მაგრამ არა ცემენტის ხსნარში. როდესაც ძალიან ტუტეა, ის დაკარგავს სიბლანტეს.

(4) მისი წყლის შეკავება გაცილებით დაბალია, ვიდრე მეთილის ცელულოზა. მას აქვს დამამშვიდებელი ეფექტი თაბაშირზე დაფუძნებულ ხსნარზე და ამცირებს მის სიმტკიცეს. თუმცა, კარბოქსიმეთილცელულოზის ფასი მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე მეთილის ცელულოზა.