Celuloza odgrywa głównie trzy role: zagęszczającą, zatrzymującą wodę i budującą zaprawę i farbę.
Zagęszczanie: Celuloza może być zagęszczana w celu zawieszenia i utrzymania jednorodności roztworu w górę i w dół oraz zapobiegania opadaniu.
Retencja wody: należy pozwolić zaprawie i farbie powoli wysychać i wspomagać reakcję materiałów takich jak popiół i wapń pod działaniem wody.
Budowa: Celuloza ma działanie smarujące, dzięki czemu zaprawy i powłoki mają dobre właściwości konstrukcyjne.
1. Metyloceluloza (MC)
Po potraktowaniu rafinowanej bawełny alkaliami, w serii reakcji z chlorkiem metanu jako środkiem eteryfikacji powstaje eter celulozy. Ogólnie stopień podstawienia wynosi 1,6 ~ 2,0, a rozpuszczalność jest również różna w zależności od stopnia podstawienia. Należy do niejonowego eteru celulozy.
(1) Metyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie i trudno będzie ją rozpuścić w gorącej wodzie. Jego wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=3~12. Ma dobrą kompatybilność ze skrobią, gumą guar itp. i wieloma środkami powierzchniowo czynnymi. Gdy temperatura osiągnie temperaturę żelowania, następuje żelowanie.
(2) Retencja wody w metylocelulozie zależy od ilości dodanej substancji, lepkości, rozdrobnienia cząstek i szybkości rozpuszczania. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli dodana ilość jest duża, stopień rozdrobnienia jest mały, a lepkość jest duża, stopień zatrzymywania wody jest wysoki. Wśród nich największy wpływ na szybkość retencji wody ma ilość dodatku, a poziom lepkości nie jest wprost proporcjonalny do poziomu szybkości retencji wody. Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i rozdrobnienia cząstek. Spośród powyższych eterów celulozy, metyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza mają wyższe współczynniki zatrzymywania wody.
(3) Zmiany temperatury poważnie wpływają na stopień zatrzymywania wody w metylocelulozie. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody. Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody w metylocelulozie ulegnie znacznemu zmniejszeniu, co poważnie wpłynie na konstrukcję zaprawy.
(4) Metyloceluloza ma znaczący wpływ na urabialność i przyczepność zaprawy. „Przyczepność” odnosi się tutaj do siły przyczepności odczuwanej pomiędzy aplikatorem pracownika a podłożem ściany, czyli wytrzymałości zaprawy na ścinanie. Przyczepność jest wysoka, wytrzymałość zaprawy na ścinanie jest duża, a wytrzymałość wymagana przez pracowników w procesie użytkowania jest również duża, a właściwości konstrukcyjne zaprawy są słabe. Przyczepność metylocelulozy jest na umiarkowanym poziomie w produktach z eteru celulozy.
2. Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC)
Hydroksypropylometyloceluloza jest odmianą celulozy, której produkcja i zużycie w ostatnich latach szybko rośnie. Jest to niejonowy mieszany eter celulozy wytwarzany z rafinowanej bawełny po alkalizacji przy użyciu tlenku propylenu i chlorku metylu jako środka eteryfikacji w drodze szeregu reakcji. Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,2 ~ 2,0. Jego właściwości są różne ze względu na różne proporcje zawartości metoksylu i zawartości hydroksypropylu.
(1) Hydroksypropylometyloceluloza jest łatwo rozpuszczalna w zimnej wodzie i będzie miała trudności z rozpuszczeniem w gorącej wodzie. Jednak temperatura jego żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż w przypadku metylocelulozy. Rozpuszczalność w zimnej wodzie jest również znacznie lepsza w porównaniu z metylocelulozą.
(2) Lepkość hydroksypropylometylocelulozy jest związana z jej masą cząsteczkową, a im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość. Temperatura wpływa również na jego lepkość, wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje. Jednak jego wysoka lepkość ma niższy wpływ na temperaturę niż metyloceluloza. Jego roztwór jest stabilny, gdy jest przechowywany w temperaturze pokojowej.
(3) Retencja wody w hydroksypropylometylocelulozie zależy od ilości dodanej substancji, lepkości itp., a stopień zatrzymywania wody przy tej samej ilości dodanej jest wyższy niż w przypadku metylocelulozy.
(4) Hydroksypropylometyloceluloza jest odporna na kwasy i zasady, a jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=2~12. Soda kaustyczna i woda wapienna mają niewielki wpływ na jego działanie, ale alkalia mogą przyspieszyć jego rozpuszczanie i zwiększyć jego lepkość. Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna w stosunku do zwykłych soli, ale gdy stężenie roztworu soli jest wysokie, lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy ma tendencję do wzrostu.
(5) Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, tworząc jednolity roztwór o wyższej lepkości. Takie jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp.
(6) Hydroksypropylometyloceluloza ma lepszą odporność enzymatyczną niż metyloceluloza, a możliwość enzymatycznej degradacji jej roztworu jest mniejsza niż metylocelulozy. Przyczepność hydroksypropylometylocelulozy do zaprawy jest większa niż metylocelulozy.
3. Hydroksyetyloceluloza (HEC)
Jest wykonany z rafinowanej bawełny poddanej działaniu alkaliów i poddanej reakcji z tlenkiem etylenu jako środkiem eteryfikującym w obecności acetonu. Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,5 ~ 2,0. Posiada silną hydrofilowość i łatwo wchłania wilgoć.
(1) Hydroksyetyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie, ale trudno jest ją rozpuścić w gorącej wodzie. Jego roztwór jest stabilny w wysokiej temperaturze i nie żeluje. Można go stosować przez długi czas w zaprawie w wysokiej temperaturze, jednak jego retencja wody jest mniejsza niż w przypadku metylocelulozy.
(2) Hydroksyetyloceluloza jest stabilna w stosunku do ogólnych kwasów i zasad. Alkalia mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć lepkość. Jego dyspergowalność w wodzie jest nieco gorsza niż metylocelulozy i hydroksypropylometylocelulozy. .
(3) Hydroksyetyloceluloza ma dobre działanie zapobiegające osiadaniu zaprawy, ale ma dłuższy czas opóźnienia w przypadku cementu.
(4) Wydajność hydroksyetylocelulozy produkowanej przez niektóre przedsiębiorstwa krajowe jest znacznie niższa niż metylocelulozy ze względu na wysoką zawartość wody i wysoką zawartość popiołu.
4. Karboksymetyloceluloza (CMC)
Jonowy eter celulozy wytwarzany jest z włókien naturalnych (bawełny itp.) po obróbce alkaliami i stosowaniu jako środek eteryzujący w serii procesów reakcyjnych. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 0,4 ~ 1,4, a stopień podstawienia w dużym stopniu wpływa na jego działanie.
(1) Karboksymetyloceluloza jest bardziej higroskopijna i będzie zawierać więcej wody, jeśli będzie przechowywana w ogólnych warunkach.
(2) Wodny roztwór karboksymetylocelulozy nie tworzy żelu, a lepkość maleje wraz ze wzrostem temperatury. Gdy temperatura przekracza 50°C, lepkość jest nieodwracalna.
(3) Na jego stabilność duży wpływ ma pH. Generalnie można go stosować w zaprawach gipsowych, ale nie w zaprawach cementowych. Gdy jest silnie zasadowy, traci lepkość.
(4) Jego retencja wody jest znacznie niższa niż w przypadku metylocelulozy. Działa opóźniająco na zaprawę gipsową i zmniejsza jej wytrzymałość. Jednak cena karboksymetylocelulozy jest znacznie niższa niż metylocelulozy
Rola hydroksypropylometylocelulozy w przemyśle powłokowym: Ponieważ HPMC ma właściwości podobne do innych rozpuszczalnych w wodzie eterów, może być stosowany jako środek błonotwórczy, zagęszczacz, emulgator i stabilizator w farbach emulsyjnych i składnikach farb na bazie żywic rozpuszczalnych w wodzie. środka itp., aby powłoka miała dobrą odporność na zużycie. Wyrównanie i przyczepność oraz ulepszone napięcie powierzchniowe, stabilność na kwasy i zasady oraz kompatybilność z pigmentami metalicznymi. Ponieważ punkt żelowania HPMC jest wyższy niż MC, jego odporność na erozję bakteryjną jest również silniejsza niż w przypadku innych eterów celulozy, dlatego może być stosowany jako zagęszczacz do farb wodno-emulsyjnych. HPMC ma dobrą stabilność lepkości podczas przechowywania i doskonałą zdolność do dyspergowania, dlatego szczególnie nadaje się jako środek dyspergujący w emulgowanych powłokach.
Czas publikacji: 04 marca 2023 r