Celulozes ēteris ir sintētisks polimērs, kas izgatavots no dabiskās celulozes, ķīmiski modificējot. Celulozes ēteris ir dabiskās celulozes atvasinājums. Celulozes ētera ražošana atšķiras no sintētiskajiem polimēriem. Tās pamatmateriāls ir celuloze, dabisks polimēru savienojums. Celulozes dabiskās struktūras īpatnību dēļ pati celuloze nespēj reaģēt ar ēterizācijas aģentiem. Taču pēc uzbriedinātāja apstrādes tiek iznīcinātas stiprās ūdeņraža saites starp molekulārajām ķēdēm un ķēdēm, un hidroksilgrupas aktīvā izdalīšanās kļūst par reaktīvu sārmu celulozi. Iegūstiet celulozes ēteri.
Celulozes ēteru īpašības ir atkarīgas no aizvietotāju veida, skaita un sadalījuma. Celulozes ēteru klasifikācija balstās arī uz aizvietotāju veidu, ēterizācijas pakāpi, šķīdību un saistītajām pielietojuma īpašībām. Atkarībā no molekulārās ķēdes aizvietotāju veida to var iedalīt monoēterī un jauktā ēterī. MC, ko mēs parasti izmantojam, ir monoēteris, un HPMC ir jaukts ēteris. Metilcelulozes ēteris MC ir produkts pēc tam, kad dabiskās celulozes glikozes vienībā esošā hidroksilgrupa ir aizstāta ar metoksi. Tas ir produkts, ko iegūst, daļu vienības hidroksilgrupas aizstājot ar metoksigrupu un citu daļu ar hidroksipropilgrupu. Strukturālā formula ir [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroksietilmetilcelulozes ēteris HEMC, šīs ir galvenās šķirnes, ko plaši izmanto un pārdod tirgū.
Šķīdības ziņā to var iedalīt jonu un nejonu. Ūdenī šķīstošie nejonu celulozes ēteri galvenokārt sastāv no divām alkilēteru un hidroksialkilēteru sērijām. Jonu CMC galvenokārt izmanto sintētiskos mazgāšanas līdzekļos, tekstilizstrādājumu apdrukā un krāsošanā, pārtikas un naftas izpētē. Nejonu MC, HPMC, HEMC uc galvenokārt izmanto būvmateriālos, lateksa pārklājumos, medicīnā, ikdienas ķimikālijās utt. Izmanto kā biezinātāju, ūdeni aizturošu līdzekli, stabilizatoru, disperģētāju un plēvi veidojošo līdzekli.
Celulozes ētera ūdens aizture
Būvmateriālu, īpaši sausās javas ražošanā, celulozes ēteris spēlē neaizvietojamu lomu, īpaši speciālās javas (modificētās javas) ražošanā, tas ir neaizstājams un svarīgs komponents.
Ūdenī šķīstošā celulozes ētera svarīgajai lomai javā galvenokārt ir trīs aspekti, viens ir lieliska ūdens aiztures spēja, otrs ir ietekme uz javas konsistenci un tiksotropiju, un trešais ir mijiedarbība ar cementu.
Celulozes ētera ūdens aiztures efekts ir atkarīgs no pamatslāņa ūdens uzsūkšanas, javas sastāva, javas slāņa biezuma, javas ūdens pieprasījuma un sacietēšanas materiāla sacietēšanas laika. Paša celulozes ētera ūdens aizture rodas no paša celulozes ētera šķīdības un dehidratācijas. Kā mēs visi zinām, lai gan celulozes molekulārā ķēde satur lielu skaitu ļoti hidratējamu OH grupu, tā nešķīst ūdenī, jo celulozes struktūrai ir augsta kristāliskuma pakāpe. Ar hidroksilgrupu hidratācijas spēju vien nepietiek, lai aptvertu spēcīgās ūdeņraža saites un van der Vālsa spēkus starp molekulām. Tāpēc tas tikai uzbriest, bet nešķīst ūdenī. Kad aizvietotājs tiek ievadīts molekulārajā ķēdē, ne tikai aizvietotājs iznīcina ūdeņraža ķēdi, bet arī starpķēžu ūdeņraža saite tiek iznīcināta, jo aizvietotājs tiek iespīlēts starp blakus esošajām ķēdēm. Jo lielāks ir aizvietotājs, jo lielāks ir attālums starp molekulām. Jo lielāks attālums. Jo lielāks ir ūdeņraža saišu iznīcināšanas efekts, celulozes ēteris kļūst ūdenī šķīstošs pēc tam, kad celulozes režģis izplešas un šķīdums iekļūst, veidojot augstas viskozitātes šķīdumu. Kad temperatūra paaugstinās, polimēra hidratācija vājinās, un ūdens starp ķēdēm tiek izvadīts. Kad dehidratācijas efekts ir pietiekams, molekulas sāk agregēties, veidojot trīsdimensiju tīkla struktūras gēlu un izlocoties. Faktori, kas ietekmē javas ūdens aizturi, ir celulozes ētera viskozitāte, pievienotais daudzums, daļiņu smalkums un lietošanas temperatūra.
Jo augstāka ir celulozes ētera viskozitāte, jo labāka ir ūdens aiztures spēja un augstāka polimēra šķīduma viskozitāte. Atkarībā no polimēra molekulmasas (polimerizācijas pakāpes), to nosaka arī molekulārās struktūras ķēdes garums un ķēdes forma, un aizvietotāju veidu un daudzumu sadalījums tieši ietekmē arī tā viskozitātes diapazonu. [η]=Kmα
[η] Polimēra šķīduma raksturīgā viskozitāte
m polimēra molekulmasa
α polimēra raksturlieluma konstante
K viskozitātes šķīduma koeficients
Polimēra šķīduma viskozitāte ir atkarīga no polimēra molekulmasas. Celulozes ētera šķīduma viskozitāte un koncentrācija ir saistīta ar pielietojumu dažādās jomās. Tāpēc katram celulozes ēterim ir daudz dažādu viskozitātes specifikāciju, un viskozitātes pielāgošana galvenokārt tiek realizēta, sadalot sārmu celulozi, tas ir, pārtraucot celulozes molekulārās ķēdes.
Jo lielāks ir javai pievienots celulozes ētera daudzums, jo labāka ir ūdens aiztures spēja, un jo augstāka ir viskozitāte, jo labāka ir ūdens aiztures spēja.
Daļiņu izmēram, jo smalkāka ir daļiņa, jo labāka ir ūdens aizture. Skatiet 3. attēlu. Pēc tam, kad liela celulozes ētera daļiņa saskaras ar ūdeni, virsma nekavējoties izšķīst un veido želeju, kas iesaiņo materiālu, lai novērstu ūdens molekulu turpmāku infiltrāciju. Mazāk par viendabīgu dispersiju izšķīst, veidojot duļķainu flokulējošu šķīdumu vai aglomerātus. Tas lielā mērā ietekmē celulozes ētera ūdens aizturi, un šķīdība ir viens no celulozes ētera izvēles faktoriem.
Celulozes ētera sabiezēšana un tiksotropija
Otra celulozes ētera funkcija – sabiezēšana, ir atkarīga no: celulozes ētera polimerizācijas pakāpes, šķīduma koncentrācijas, bīdes ātruma, temperatūras un citiem apstākļiem. Šķīduma želejas īpašība ir unikāla alkilcelulozei un tās modificētajiem atvasinājumiem. Želēšanas īpašības ir saistītas ar aizstāšanas pakāpi, šķīduma koncentrāciju un piedevām. Hidroksialkilmodificētiem atvasinājumiem gēla īpašības ir saistītas arī ar hidroksialkilgrupas modifikācijas pakāpi. Zemas viskozitātes MC un HPMC var pagatavot 10–15% šķīdumu, vidējas viskozitātes MC un HPMC var pagatavot 5–10% šķīdumu, un augstas viskozitātes MC un HPMC var pagatavot tikai 2–3% šķīdumu, un parasti Celulozes ētera viskozitātes klasifikācija tiek klasificēta arī ar 1–2% šķīdumu. Augstas molekulmasas celulozes ēterim ir augsta sabiezēšanas efektivitāte. Vienā un tajā pašā koncentrācijas šķīdumā polimēriem ar dažādu molekulmasu ir atšķirīga viskozitāte. Augsta pakāpe. Mērķa viskozitāti var sasniegt, tikai pievienojot lielu daudzumu zemas molekulmasas celulozes ētera. Tās viskozitāte ir maz atkarīga no bīdes ātruma, un augstā viskozitāte sasniedz mērķa viskozitāti, un nepieciešamais pievienošanas daudzums ir mazs, un viskozitāte ir atkarīga no sabiezēšanas efektivitātes. Tāpēc, lai sasniegtu noteiktu konsistenci, ir jāgarantē noteikts celulozes ētera daudzums (šķīduma koncentrācija) un šķīduma viskozitāte. Arī šķīduma gēla temperatūra lineāri samazinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai, un saželē istabas temperatūrā pēc noteiktas koncentrācijas sasniegšanas. HPMC želejas koncentrācija istabas temperatūrā ir salīdzinoši augsta.
Konsistenci var regulēt arī izvēloties daļiņu izmēru un izvēloties celulozes ēterus ar dažādu modifikācijas pakāpi. Tā sauktā modifikācija ir ieviest zināmu hidroksialkilgrupu aizstāšanas pakāpi MC skeleta struktūrā. Mainot abu aizvietotāju relatīvās aizvietošanas vērtības, tas ir, metoksi un hidroksialkilgrupu relatīvās aizvietošanas vērtības DS un MS, ko mēs bieži sakām. Dažādas celulozes ētera veiktspējas prasības var iegūt, mainot abu aizvietotāju relatīvās aizstāšanas vērtības.
Celulozes ēteriem, ko izmanto pulverveida būvmateriālos, ātri jāizšķīst aukstā ūdenī un jānodrošina sistēmai piemērota konsistence. Ar noteiktu bīdes ātrumu tas joprojām kļūst flokulēts un koloidāls bloks, kas ir nestandarta vai sliktas kvalitātes produkts.
Pastāv arī laba lineāra attiecība starp cementa pastas konsistenci un celulozes ētera devu. Celulozes ēteris var ievērojami palielināt javas viskozitāti. Jo lielāka deva, jo acīmredzamāks efekts.
Augstas viskozitātes celulozes ētera ūdens šķīdumam ir augsta tiksotropija, kas ir arī galvenā celulozes ētera īpašība. MC polimēru ūdens šķīdumiem parasti ir pseidoplastiska un netiksotropa plūstamība zem to želejas temperatūras, bet Ņūtona plūsmas īpašības pie zemiem bīdes ātrumiem. Pseidoplastiskums palielinās līdz ar celulozes ētera molekulmasu vai koncentrāciju neatkarīgi no aizvietotāja veida un aizvietošanas pakāpes. Tāpēc vienas viskozitātes pakāpes celulozes ēteriem, neatkarīgi no MC, HPMC, HEMC, vienmēr būs vienādas reoloģiskās īpašības, ja vien koncentrācija un temperatūra tiek uzturēta nemainīga. Paaugstinot temperatūru, veidojas strukturāli gēli, un rodas ļoti tiksotropas plūsmas. Augstas koncentrācijas un zemas viskozitātes celulozes ēteri uzrāda tiksotropiju pat zem gēla temperatūras. Šis īpašums ir liels ieguvums izlīdzināšanas un noslīdēšanas regulēšanai būvjavas konstrukcijā. Šeit jāpaskaidro, jo augstāka ir celulozes ētera viskozitāte, jo labāka ir ūdens aizture, bet jo augstāka viskozitāte, jo lielāka ir celulozes ētera relatīvā molekulmasa un attiecīgi samazinās tā šķīdība, kas negatīvi ietekmē. par javas koncentrāciju un konstrukcijas veiktspēju. Jo augstāka viskozitāte, jo acīmredzamāka ir javas sabiezēšanas ietekme, taču tā nav pilnībā proporcionāla. Neliela vidēja un zema viskozitāte, bet modificētajam celulozes ēterim ir labāki rādītāji, uzlabojot mitrās javas strukturālo izturību. Palielinoties viskozitātei, uzlabojas celulozes ētera ūdens aizture
Izlikšanas laiks: 22. novembris 2022