Eterul de celuloză este un polimer sintetic obținut din celuloză naturală prin modificare chimică. Eterul de celuloză este un derivat al celulozei naturale. Producția de eter de celuloză este diferită de polimerii sintetici. Materialul său cel mai de bază este celuloza, un compus polimer natural. Datorită particularității structurii celulozei naturale, celuloza în sine nu are capacitatea de a reacționa cu agenții de eterificare. Cu toate acestea, după tratamentul agentului de umflare, legăturile puternice de hidrogen dintre lanțurile moleculare și lanțuri sunt distruse, iar eliberarea activă a grupării hidroxil devine o celuloză alcalină reactivă. Obține eter de celuloză.
Proprietățile eterului de celuloză depind de tipul, numărul și distribuția substituenților. Clasificarea eterilor de celuloză se bazează și pe tipul de substituenți, gradul de eterificare, solubilitate și proprietățile de aplicare aferente. În funcție de tipul de substituenți de pe lanțul molecular, acesta poate fi împărțit în monoeter și eter mixt. MC-ul pe care îl folosim de obicei este monoeter, iar HPMC este eter mixt. Eterul de metil celuloză MC este produsul după ce gruparea hidroxil de pe unitatea de glucoză a celulozei naturale este substituită cu metoxi. Este un produs obținut prin înlocuirea unei părți a grupării hidroxil de pe unitate cu o grupare metoxi și a unei alte părți cu o grupare hidroxipropil. Formula structurală este [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroxietil metil celuloză eter HEMC, acestea sunt principalele soiuri utilizate pe scară largă și vândute pe piață.
În ceea ce privește solubilitatea, poate fi împărțit în ionic și neionic. Eteri de celuloză neionici solubili în apă sunt alcătuiți în principal din două serii de eteri alchilici și eteri hidroxialchilici. CMC ionic este utilizat în principal în detergenți sintetici, imprimare și vopsire textile, explorare alimentară și petrol. MC neionic, HPMC, HEMC etc. sunt utilizate în principal în materiale de construcție, acoperiri de latex, medicamente, substanțe chimice zilnice, etc. Folosit ca agent de îngroșare, agent de reținere a apei, stabilizator, dispersant și agent de formare a peliculei.
Retenția de apă a eterului de celuloză
În producerea materialelor de construcție, în special a mortarului uscat, eterul de celuloză joacă un rol de neînlocuit, în special în producerea mortarului special (mortar modificat), este o componentă indispensabilă și importantă.
Rolul important al eterului de celuloză solubil în apă în mortar are în principal trei aspecte, unul este capacitatea excelentă de reținere a apei, celălalt este influența asupra consistenței și tixotropiei mortarului, iar al treilea este interacțiunea cu cimentul.
Efectul de reținere a apei al eterului de celuloză depinde de absorbția de apă a stratului de bază, de compoziția mortarului, de grosimea stratului de mortar, de necesarul de apă al mortarului și de timpul de priză al materialului de priză. Retenția de apă a eterului de celuloză în sine provine din solubilitatea și deshidratarea eterului de celuloză însuși. După cum știm cu toții, deși lanțul molecular de celuloză conține un număr mare de grupări OH foarte hidratabile, nu este solubil în apă, deoarece structura celulozei are un grad ridicat de cristalinitate. Numai capacitatea de hidratare a grupărilor hidroxil nu este suficientă pentru a acoperi legăturile puternice de hidrogen și forțele van der Waals dintre molecule. Prin urmare, doar se umflă, dar nu se dizolvă în apă. Atunci când un substituent este introdus în lanțul molecular, nu numai substituentul distruge lanțul de hidrogen, ci și legătura de hidrogen dintre lanțuri este distrusă din cauza încordării substituentului între lanțurile adiacente. Cu cât substituentul este mai mare, cu atât distanța dintre molecule este mai mare. Cu cât distanța este mai mare. Cu cât efectul de distrugere a legăturilor de hidrogen este mai mare, eterul de celuloză devine solubil în apă după ce rețeaua de celuloză se extinde și soluția intră, formând o soluție cu vâscozitate ridicată. Când temperatura crește, hidratarea polimerului slăbește, iar apa dintre lanțuri este alungată. Când efectul de deshidratare este suficient, moleculele încep să se agrega, formând un gel cu structură de rețea tridimensională și pliat. Factorii care afectează retenția de apă a mortarului includ vâscozitatea eterului de celuloză, cantitatea adăugată, finețea particulelor și temperatura de utilizare.
Cu cât vâscozitatea eterului de celuloză este mai mare, cu atât performanța de reținere a apei este mai bună și vascozitatea soluției de polimer este mai mare. În funcție de greutatea moleculară (gradul de polimerizare) a polimerului, aceasta este determinată și de lungimea lanțului structurii moleculare și de forma lanțului, iar distribuția tipurilor și cantităților de substituenți afectează, de asemenea, direct intervalul de viscozitate. [η]=Kmα
[η] Vâscozitatea intrinsecă a soluției de polimer
m greutate moleculară a polimerului
constanta caracteristică a polimerului α
K coeficient de viscozitate soluție
Vâscozitatea unei soluții de polimer depinde de greutatea moleculară a polimerului. Vâscozitatea și concentrația soluției de eter de celuloză sunt legate de aplicarea în diverse domenii. Prin urmare, fiecare eter de celuloză are multe specificații diferite de vâscozitate, iar ajustarea vâscozității este realizată în principal prin degradarea celulozei alcaline, adică ruperea lanțurilor moleculare de celuloză.
Cu cât cantitatea de eter de celuloză adăugată la mortar este mai mare, cu atât performanța de reținere a apei este mai bună și cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât performanța de reținere a apei este mai bună.
Pentru dimensiunea particulelor, cu cât particula este mai fină, cu atât este mai bună retenția de apă. Vezi Figura 3. După ce particulele mari de eter de celuloză intră în contact cu apa, suprafața se dizolvă imediat și formează un gel pentru a înveli materialul pentru a preveni infiltrarea în continuare a moleculelor de apă. Dispersia mai puțin uniformă se dizolvă, formând o soluție floculentă tulbure sau aglomerate. Afectează foarte mult retenția de apă a eterului de celuloză, iar solubilitatea este unul dintre factorii pentru alegerea eterului de celuloză.
Îngroșarea și tixotropia eterului de celuloză
A doua funcție a eterului de celuloză – îngroșarea, depinde de: gradul de polimerizare a eterului de celuloză, concentrația soluției, viteza de forfecare, temperatură și alte condiții. Proprietatea de gelificare a soluției este unică pentru alchil celuloza și derivații ei modificați. Proprietățile de gelificare sunt legate de gradul de substituție, concentrația soluției și aditivi. Pentru derivații modificați cu hidroxialchil, proprietățile gelului sunt, de asemenea, legate de gradul de modificare a hidroxialchilului. Pentru MC și HPMC cu vâscozitate scăzută, se poate prepara o soluție de 10%-15%, MC și HPMC cu vâscozitate medie pot fi preparate 5%-10% soluție, iar MC și HPMC cu vâscozitate ridicată pot prepara doar 2%-3% soluție și, de obicei Clasificarea vâscozității eterului de celuloză este, de asemenea, clasificată cu soluție 1%-2%. Eterul de celuloză cu greutate moleculară mare are o eficiență ridicată de îngroșare. În aceeași soluție de concentrație, polimerii cu greutăți moleculare diferite au vâscozități diferite. Grad înalt. Vâscozitatea țintă poate fi atinsă numai prin adăugarea unei cantități mari de eter de celuloză cu greutate moleculară mică. Vâscozitatea sa depinde puțin de viteza de forfecare, iar vâscozitatea ridicată atinge vâscozitatea țintă, iar cantitatea de adăugare necesară este mică, iar vâscozitatea depinde de eficiența de îngroșare. Prin urmare, pentru a obține o anumită consistență, trebuie garantată o anumită cantitate de eter de celuloză (concentrația soluției) și vâscozitatea soluției. Temperatura gelului soluției scade, de asemenea, liniar odată cu creșterea concentrației soluției și se gelifică la temperatura camerei după atingerea unei anumite concentrații. Concentrația de gelificare a HPMC este relativ mare la temperatura camerei.
Consistența poate fi, de asemenea, ajustată prin alegerea dimensiunii particulelor și alegând eteri de celuloză cu diferite grade de modificare. Așa-numita modificare este de a introduce un anumit grad de substituție a grupărilor hidroxialchil pe structura scheletului MC. Prin modificarea valorilor relative de substituție ale celor doi substituenți, adică valorile de substituție relative DS și MS ale grupărilor metoxi și hidroxialchil pe care le spunem adesea. Diferite cerințe de performanță ale eterului de celuloză pot fi obținute prin modificarea valorilor relative de substituție ale celor doi substituenți.
Eteri de celuloză utilizați în materialele de construcție sub formă de pulbere trebuie să se dizolve rapid în apă rece și să ofere o consistență adecvată sistemului. Dacă i se oferă o anumită viteză de forfecare, acesta devine totuși blocaj floculent și coloidal, care este un produs substandard sau de proastă calitate.
Există, de asemenea, o relație liniară bună între consistența pastei de ciment și doza de eter de celuloză. Eterul de celuloză poate crește foarte mult vâscozitatea mortarului. Cu cât doza este mai mare, cu atât efectul este mai evident.
Soluția apoasă de eter de celuloză de înaltă vâscozitate are tixotropie ridicată, care este, de asemenea, o caracteristică majoră a eterului de celuloză. Soluțiile apoase de polimeri MC au de obicei fluiditate pseudoplastică și non-tixotropă sub temperatura gelului, dar proprietăți de curgere newtoniene la viteze de forfecare scăzute. Pseudoplasticitatea crește odată cu greutatea moleculară sau concentrația eterului de celuloză, indiferent de tipul de substituent și de gradul de substituție. Prin urmare, eterii de celuloză de același grad de vâscozitate, indiferent de MC, HPMC, HEMC, vor prezenta întotdeauna aceleași proprietăți reologice atâta timp cât concentrația și temperatura sunt menținute constante. Gelurile structurale se formează atunci când temperatura este ridicată și apar fluxuri foarte tixotrope. Eteri de celuloză cu concentrație mare și vâscozitate scăzută prezintă tixotropie chiar și sub temperatura gelului. Această proprietate este de mare beneficiu pentru ajustarea nivelării și a căderii în construcția mortarului de construcție. Trebuie explicat aici că, cu cât vâscozitatea eterului de celuloză este mai mare, cu atât este mai bună retenția de apă, dar cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât greutatea moleculară relativă a eterului de celuloză este mai mare și scăderea corespunzătoare a solubilității acestuia, ceea ce are un impact negativ. asupra concentrației mortarului și a performanței construcției. Cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât efectul de îngroșare asupra mortarului este mai evident, dar nu este complet proporțional. Unele vâscozitate medie și scăzută, dar eterul de celuloză modificat are o performanță mai bună în îmbunătățirea rezistenței structurale a mortarului umed. Odată cu creșterea vâscozității, retenția de apă a eterului de celuloză se îmbunătățește
Ora postării: 22-nov-2022