1. Эфир целлюлозы
Эфир целлюлозы строительного качества — это общий термин для ряда продуктов, образующихся в результате реакции щелочной целлюлозы и этерифицирующего агента при определенных условиях. Щелочную целлюлозу заменяют различными этерифицирующими агентами для получения разных эфиров целлюлозы. По ионизационным свойствам заместителей эфиры целлюлозы можно разделить на две категории: ионные (например, карбоксиметилцеллюлоза) и неионные (например, метилцеллюлоза). По типу заместителя эфир целлюлозы можно разделить на моноэфир (например, метилцеллюлоза) и смешанный эфир (например, гидроксипропилметилцеллюлоза). В зависимости от растворимости его можно разделить на водорастворимые (например, гидроксиэтилцеллюлоза) и растворимые в органических растворителях (например, этилцеллюлоза) и т. д. Сухая строительная смесь представляет собой в основном водорастворимую целлюлозу, а водорастворимая целлюлоза - это разделены на мгновенный тип и тип замедленного растворения с обработанной поверхностью.
Механизм действия эфира целлюлозы в растворе следующий:
- После растворения эфира целлюлозы в растворе в воде за счет поверхностной активности обеспечивается эффективное и равномерное распределение вяжущего материала в системе. В качестве защитного коллоида эфир целлюлозы «обертывает» твердые частицы и герметизирует их на внешней поверхности. Образуют смазывающую пленку, делают растворную систему более стабильной, а также улучшают текучесть раствора в процессе смешивания и гладкость конструкции.
- Благодаря своей собственной молекулярной структуре раствор эфира целлюлозы не позволяет легко терять воду в растворе и постепенно высвобождает ее в течение длительного периода времени, придавая раствору хорошее удержание воды и удобоукладываемость.
2. Метилцеллюлоза
Молекулярная формула метилцеллюлозы (МЦ) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3) n]x.
После обработки рафинированного хлопка щелочью в результате серии реакций с хлористым метаном в качестве этерифицирующего агента получают эфир целлюлозы. Обычно степень замещения составляет 1,6–2,0, а растворимость также различается в зависимости от степени замещения. Он относится к неионному эфиру целлюлозы.
- Метилцеллюлоза растворима в холодной воде, и ее будет трудно растворить в горячей воде. Его водный раствор очень стабилен в диапазоне pH=3~12. Он имеет хорошую совместимость с крахмалом, гуаровой камедью и т. д., а также многими поверхностно-активными веществами. Когда температура достигает температуры гелеобразования, происходит гелеобразование.
- Водоудержание метилцеллюлозы зависит от ее количества, вязкости, крупности частиц и скорости растворения. Как правило, если количество добавки велико, крупность мала и вязкость велика, степень удержания воды высока. Среди них количество добавки оказывает наибольшее влияние на степень удержания воды, а уровень вязкости не прямо пропорционален уровню степени удержания воды. Скорость растворения в основном зависит от степени модификации поверхности частиц целлюлозы и крупности частиц. Среди вышеуказанных эфиров целлюлозы метилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза имеют более высокие показатели удержания воды.
- Изменения температуры могут серьезно повлиять на удержание воды метилцеллюлозой. Как правило, чем выше температура, тем хуже удерживается вода. Если температура раствора превышает 40°C, водоудержание метилцеллюлозы значительно снижается, что серьезно влияет на конструкцию раствора.
- Метилцеллюлоза оказывает существенное влияние на удобоукладываемость и адгезию раствора. Под «адгезией» здесь понимается сила сцепления, ощущаемая между аппликатором рабочего и основой стены, то есть сопротивление раствора сдвигу. Клейкость высокая, сопротивление сдвигу раствора велико, прочность, необходимая работникам в процессе использования, также велика, а строительные характеристики раствора низкие. Адгезия метилцеллюлозы в продуктах на основе эфира целлюлозы находится на умеренном уровне.
3.Гидроксипропилметилцеллюлоза
Молекулярная формула гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ): [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3) m, OCH2CH(OH)CH3] n]x.
Гидроксипропилметилцеллюлоза – это разновидность целлюлозы, производство и потребление которой быстро растет. Это неионный смешанный эфир целлюлозы, полученный из рафинированного хлопка после подщелачивания с использованием оксида пропилена и метилхлорида в качестве этерифицирующего агента посредством серии реакций. Степень замещения обычно составляет 1,2~2,0. Его свойства различны из-за разного соотношения содержания метоксила и гидроксипропила.
- Гидроксипропилметилцеллюлоза легко растворима в холодной воде, но с трудом растворяется в горячей воде. Но температура его гелеобразования в горячей воде значительно выше, чем у метилцеллюлозы. Растворимость в холодной воде также значительно улучшена по сравнению с метилцеллюлозой.
- Вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы связана с ее молекулярной массой, и чем больше молекулярная масса, тем выше вязкость. Температура также влияет на его вязкость, с повышением температуры вязкость снижается. Однако его высокая вязкость оказывает меньшее температурное воздействие, чем метилцеллюлоза. Его раствор стабилен при хранении при комнатной температуре.
- Удержание воды гидроксипропилметилцеллюлозой зависит от количества ее добавления, вязкости и т. д., а степень удержания воды при том же количестве добавления выше, чем у метилцеллюлозы.
- Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к кислотам и щелочам, а ее водный раствор очень стабилен в диапазоне pH=2~12. Каустическая сода и известковая вода мало влияют на его работоспособность, а вот щелочь может ускорить его растворение и повысить вязкость. Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к обычным солям, но при высокой концентрации раствора соли вязкость раствора гидроксипропилметилцеллюлозы имеет тенденцию увеличиваться.
- Гидроксипропилметилцеллюлозу можно смешивать с водорастворимыми полимерными соединениями для получения однородного раствора с более высокой вязкостью. Такие как поливиниловый спирт, эфир крахмала, растительная камедь и т. д.
- Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает большей устойчивостью к ферментам, чем метилцеллюлоза, и ее раствор с меньшей вероятностью будет разлагаться ферментами, чем метилцеллюлоза.
- Адгезия гидроксипропилметилцеллюлозы к строительному раствору выше, чем у метилцеллюлозы.
4.Гидроксиэтилцеллюлоза
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ)
Он изготавливается из очищенного хлопка, обработанного щелочью и реагирующего с оксидом этилена в качестве этерифицирующего агента в присутствии ацетона. Степень замещения обычно составляет 1,5~2,0. Он обладает сильной гидрофильностью и легко впитывает влагу.
- Гидроксиэтилцеллюлоза растворима в холодной воде, но трудно растворяется в горячей воде. Его раствор стабилен при высокой температуре, не гелеобразует. Его можно использовать в течение длительного времени при высоких температурах в строительном растворе, но его водоудержание ниже, чем у метилцеллюлозы.
- Гидроксиэтилцеллюлоза устойчива к обычным кислотам и щелочам, а щелочь может ускорить ее растворение и немного увеличить вязкость. Его диспергируемость в воде немного хуже, чем у метилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы.
- Гидроксиэтилцеллюлоза обладает хорошими свойствами против провисания строительного раствора, но имеет более длительное время замедления для цемента.
- Производительность гидроксиэтилцеллюлозы, выпускаемой некоторыми отечественными предприятиями, заведомо ниже, чем у метилцеллюлозы из-за высокого содержания воды и высокой зольности.
5. Карбоксиметилцеллюлоза.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)[C6H7O2(OH)2OCH2COONa] n
Ионный эфир целлюлозы получают из натуральных волокон (хлопка и т. д.) после обработки щелочью с использованием монохлорацетата натрия в качестве этерифицирующего агента и прохождения ряда реакционных обработок. Степень замещения обычно составляет 0,4–1,4, и его производительность сильно зависит от степени замещения.
- Карбоксиметилцеллюлоза более гигроскопична и при хранении в обычных условиях будет содержать больше воды.
- Водный раствор карбоксиметилцеллюлозы не образует геля, а вязкость снижается с повышением температуры. Когда температура превышает 50°C, вязкость становится необратимой.
- На его стабильность сильно влияет pH. Как правило, его можно использовать в растворах на основе гипса, но не в растворах на основе цемента. В сильнощелочном состоянии он теряет вязкость.
- Его водоудержание намного ниже, чем у метилцеллюлозы. Оказывает замедляющее действие на гипсовый раствор и снижает его прочность. Однако цена карбоксиметилцеллюлозы существенно ниже цены метилцеллюлозы.
Время публикации: 30 марта 2023 г.