Введение: Эфир целлюлозы (CelluloseEther) получают из целлюлозы путем реакции этерификации одного или нескольких этерифицирующих агентов и сухого измельчения. По различному химическому строению эфирных заместителей эфиры целлюлозы можно разделить на анионные, катионные и неионные эфиры. Ионные эфиры целлюлозы в основном включают эфир карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ); неионные эфиры целлюлозы в основном включают эфир метилцеллюлозы (МЦ), эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) и эфир гидроксиэтилцеллюлозы. Хлорный эфир (HC) и так далее. Неионогенные эфиры делятся на водорастворимые эфиры и маслорастворимые эфиры, а неионогенные водорастворимые эфиры в основном используются в строительных растворах. В присутствии ионов кальция ионный эфир целлюлозы неустойчив, поэтому его редко применяют в сухих строительных смесях, в которых в качестве вяжущих материалов используется цемент, гашеная известь и т.п. Неионогенные водорастворимые эфиры целлюлозы широко используются в промышленности строительных материалов из-за их стабильности в суспензии и удержания воды.
В зависимости от различных агентов этерификации, используемых в процессе этерификации, продукты эфира целлюлозы включают метилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксиэтилметилцеллюлозу, цианоэтилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, этилцеллюлозу, бензилцеллюлозу, карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, бензилцианоэтилцеллюлозу и фенилцеллюлоза.
Эфиры целлюлозы, используемые в строительном растворе, обычно включают эфир метилцеллюлозы (MC), гидроксипропилметилцеллюлозу (HPMC), эфир гидроксиэтилметилцеллюлозы (HEMC) и эфир гидроксиэтилцеллюлозы (HEMC). Среди них наиболее широко используются HPMC и HEMC.
1. Химические свойства эфиров целлюлозы.
Каждый эфир целлюлозы имеет основную структуру целлюлозы — структуру ангидроглюкозы. В процессе производства эфира целлюлозы целлюлозное волокно сначала нагревают в щелочном растворе, а затем обрабатывают этерифицирующим агентом. Волокнистый продукт реакции очищается и измельчается до получения однородного порошка определенной крупности.
В процессе производства МК в качестве этерифицирующего агента используется только метилхлорид; Помимо метилхлорида, пропиленоксид также используется для получения гидроксипропильных заместителей при производстве ГПМЦ. Различные эфиры целлюлозы имеют разные коэффициенты замещения метила и гидроксипропила, что влияет на органическую совместимость и температуру термического гелеобразования растворов эфира целлюлозы.
Число групп заместителей в ангидроглюкозной структурной единице целлюлозы может быть выражено массовым процентом или средним числом групп заместителей (т.е. степенью замещения DS - степенью замещения). Число групп заместителей определяет свойства эфиров целлюлозы. Влияние средней степени замещения на растворимость этерифицированных продуктов следующее:
(1) Продукты этерификации с низкой степенью замещения легко растворимы в щелочи;
(2) Продукты этерификации с несколько более высокой степенью замещения легко растворимы в воде;
(3) Продукты этерификации с высокой степенью замещения легко растворимы в полярных органических растворителях;
(4) Продукты этерификации с более высокой степенью замещения легко растворимы в неполярных органических растворителях.
2. Сценарии применения эфира целлюлозы
Эфир целлюлозы представляет собой неионный полусинтетический полимер, растворимый в воде и растворителях. В разных отраслях это имеет разный эффект. Например, в химических строительных материалах он оказывает следующие комплексные эффекты:
①Влагоудерживающий агент
②Загуститель
③Выравнивание
④Формирование пленки
⑤ Переплет
В промышленности поливинилхлорида является эмульгатором и диспергатором; в фармацевтической промышленности это связующее вещество, каркасный материал с медленным и контролируемым высвобождением и т. д. Поскольку целлюлоза обладает множеством композиционных эффектов, область ее применения также является самой обширной. Далее основное внимание уделяется использованию и функциям эфира целлюлозы в различных строительных материалах.
(1) В латексной краске:
В промышленности латексных красок при выборе гидроксиэтилцеллюлозы общая спецификация равной вязкости составляет RT30000-50000 сП, что соответствует спецификации HBR250, а стандартная дозировка обычно составляет около 1,5 ‰-2 ‰. Основная функция гидроксиэтила в латексной краске — загущать, предотвращать гелеобразование пигмента, способствовать диспергированию пигмента, стабильности латекса и увеличению вязкости компонентов, что способствует выравниванию конструкции: Гидроксиэтилцеллюлозу удобнее использовать. Его можно растворять в холодной и горячей воде, и на него не влияет значение pH. Его можно использовать со спокойной душой, когда значение PI находится в диапазоне от 2 до 12. Методы использования следующие: I. Непосредственное добавление в производство: для этого метода следует выбрать гидроксиэтилцеллюлозу замедленного типа и гидроксиэтилцеллюлозу с используют время растворения более 30 минут. Действия следующие: ① Поместите его в контейнер, оснащенный мешалкой с высокой скоростью сдвига. Количественно чистая вода ②Начните непрерывно перемешивать на низкой скорости и в то же время медленно равномерно добавляйте гидроксиэтил в раствор. ③Продолжайте перемешивать, пока все гранулированные материалы не пропитаются. ④Добавьте другие добавки, щелочные добавки и т. д. ⑤Перемешивайте до полного растворения всего гидроксиэтила. , затем добавьте в формулу другие компоненты и измельчите до получения готового продукта. Ⅱ. Оснащен маточным раствором для последующего использования: в этом методе можно выбрать быстрорастворимую целлюлозу, обладающую действием против плесени. Преимущество этого метода в том, что он обладает большей гибкостью и его можно добавлять непосредственно в латексную краску. Метод подготовки такой же, как шаги ①-④. Ⅲ. Приготовьте кашу для дальнейшего использования: поскольку органические растворители являются плохими растворителями (нерастворимыми) для гидроксиэтила, эти растворители можно использовать для приготовления каши. Наиболее часто используемые органические растворители — это органические жидкости в составах латексных красок, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль и пленкообразователи (такие как бутилацетат диэтиленгликоля). Кашу гидроксиэтилцеллюлозы можно добавлять непосредственно в краску. Продолжайте помешивать до полного растворения.
(2) Шпатлевка для очистки стен:
В настоящее время в большинстве городов моей страны люди в основном ценят водостойкую и устойчивую к истиранию экологически чистую шпаклевку. Его получают ацетальной реакцией винилового спирта и формальдегида. Таким образом, этот материал постепенно выводится из употребления людьми, а для замены этого материала используются продукты серии эфиров целлюлозы. То есть для разработки экологически чистых строительных материалов целлюлоза на данный момент является единственным материалом. Водостойкая шпаклевка делится на два типа: сухая порошковая шпаклевка и шпаклевочная паста. Среди этих двух видов шпаклевки следует выбрать модифицированную метилцеллюлозу и гидроксипропилметил. Спецификация вязкости обычно составляет 30000-60000 сП. Основными функциями целлюлозы в шпатлевке являются удержание воды, склеивание и смазка. Поскольку формулы шпатлевок разных производителей различны, некоторые представляют собой серый кальций, легкий кальций, белый цемент и т. д., а некоторые представляют собой гипсовый порошок, серый кальций, легкий кальций и т. д., поэтому характеристики, вязкость и проникновение целлюлозы в две формулы также различны. Добавляемое количество составляет около 2‰-3‰. При строительстве стен затирочная шпаклевка, поскольку базовая поверхность стены имеет определенную степень водопоглощения (коэффициент водопоглощения кирпичной стены составляет 13%, а водопоглощение бетона - 3-5%), В сочетании с испарением внешнего мира, если шпатлевка слишком быстро теряет воду, это приведет к образованию трещин или вымыванию порошка, что ослабит прочность шпаклевки. Поэтому добавление эфира целлюлозы решит эту проблему. Но качество наполнителя, особенно качество золы кальция, также крайне важно. Благодаря высокой вязкости целлюлозы также повышается плавучесть замазки, предотвращается явление провисания во время строительства, а после очистки становится более комфортно и экономно. В порошковую шпаклевку удобнее добавлять эфир целлюлозы. Его производство и использование более удобны. Наполнитель и добавки можно равномерно перемешать в сухом порошке.
(3) Бетонный раствор:
В бетонном растворе для достижения предельной прочности цемент должен быть полностью гидратирован. Особенно при летнем строительстве бетонный раствор слишком быстро теряет воду, и для поддержания и разбрызгивания воды применяют меры полной гидратации. Пустая трата ресурсов и неудобная эксплуатация, дело в том, что вода находится только на поверхности, а внутренняя гидратация все еще неполная, поэтому решение этой проблемы состоит в том, чтобы добавить в бетонный раствор восемь водоудерживающих агентов, обычно выбирают гидроксипропилметил. или метилцеллюлоза, спецификация вязкости составляет 20 000-60 000 сП, а количество добавления составляет 2–3%. Коэффициент удержания воды может быть увеличен до более чем 85%. Способ применения в растворном бетоне заключается в том, чтобы равномерно смешать сухой порошок и высыпать его в воду.
(4) При штукатурке гипса, связанного гипса, уплотняющего гипса:
С быстрым развитием строительной отрасли спрос людей на новые строительные материалы также растет с каждым днем. Благодаря повышению осведомленности людей об охране окружающей среды и постоянному повышению эффективности строительства, изделия из цементного гипса получили быстрое развитие. В настоящее время наиболее распространенными гипсовыми изделиями являются гипс штукатурный, гипс связующий, гипс для инкрустации и клей для плитки. Штукатурный гипс – это высококачественный штукатурный материал для внутренних стен и потолков. Поверхность стены, оштукатуренная им, получается ровная и гладкая. Клей для новых строительных световых плит представляет собой липкий материал, изготовленный из гипса в качестве основного материала и различных добавок. Подходит для склеивания различных неорганических стеновых материалов зданий. Он нетоксичен, не имеет запаха, обладает ранней прочностью и быстрым схватыванием, сильным сцеплением и другими характеристиками. Это вспомогательный материал для строительных плит и блочных конструкций; Гипсовый герметик – это заполнитель зазоров между гипсокартонными плитами и ремонтный заполнитель стен и трещин. Эти гипсовые изделия имеют ряд различных функций. Помимо роли гипса и связанных с ним наполнителей, ключевой вопрос заключается в том, что ведущую роль играют добавляемые добавки эфира целлюлозы. Поскольку гипс делится на безводный гипс и полугидратный гипс, разные гипсы по-разному влияют на характеристики продукта, поэтому загущение, удержание воды и замедление определяют качество гипсовых строительных материалов. Общей проблемой этих материалов является образование полостей и растрескивание, а первоначальная прочность не может быть достигнута. Для решения этой проблемы необходимо выбрать тип целлюлозы и способ использования компаунда-замедлителя. В этом отношении обычно выбирают метил или гидроксипропилметил 30000. –60000 сП, сумма добавления 1,5–2%. Среди них целлюлоза способствует удержанию воды и замедлению смазывания. Однако нельзя полагаться на эфир целлюлозы в качестве замедлителя схватывания, и необходимо добавлять замедлитель на основе лимонной кислоты для смешивания и использования, не влияя на первоначальную прочность. Удержание воды обычно означает, сколько воды будет потеряно естественным путем без внешнего водопоглощения. Если стена слишком сухая, водопоглощение и естественное испарение с базовой поверхности приведут к слишком быстрой потере воды материалом, а также к образованию пустот и растрескиванию. При таком способе применения смешивают с сухим порошком. Если вы готовите раствор, пожалуйста, обратитесь к способу приготовления раствора.
(5) Теплоизоляционный раствор
Изоляционный раствор – новый вид утеплителя внутренних стен в северном регионе. Это стеновой материал, синтезированный из изоляционного материала, раствора и связующего. В этом материале целлюлоза играет ключевую роль в склеивании и повышении прочности. Обычно выбирают метилцеллюлозу с высокой вязкостью (около 10000 эп.с), дозировка обычно составляет 2–3 ‰), а метод использования — смешивание сухого порошка.
(6) интерфейсный агент
Выберите HPNC 20000cps в качестве связующего агента, выберите 60000cps или более в качестве клея для плитки и используйте загуститель в качестве связующего агента, который может улучшить прочность на разрыв и устойчивость к стрелам. Используется в качестве водоудерживающего агента при приклеивании плитки, чтобы предотвратить слишком быстрое обезвоживание и отпадение плитки.
3. Ситуация в отраслевой цепочке
(1) Добыча и добыча
Основное сырье, необходимое для производства эфира целлюлозы, включает рафинированный хлопок (или древесную массу) и некоторые распространенные химические растворители, такие как оксид пропилена, хлористый метил, жидкий каустик, каустическая сода, оксид этилена, толуол и другие вспомогательные материалы. К предприятиям добывающей промышленности этой отрасли относятся предприятия по переработке хлопка, производству древесной массы и некоторые химические предприятия. Колебания цен на вышеупомянутое основное сырье будут иметь разную степень влияния на себестоимость и цену реализации эфира целлюлозы.
Стоимость рафинированного хлопка относительно высока. На примере эфира целлюлозы для строительных материалов в отчетном периоде стоимость рафинированного хлопка составила 31,74%, 28,50%, 26,59% и 26,90% от себестоимости эфира целлюлозы для строительных материалов соответственно. Колебания цен на рафинированный хлопок повлияют на себестоимость эфира целлюлозы. Основным сырьем для производства рафинированного хлопка является хлопковый линт. Хлопковый линтер является одним из побочных продуктов процесса производства хлопка и в основном используется для производства хлопковой целлюлозы, рафинированного хлопка, нитроцеллюлозы и других продуктов. Потребительная стоимость и использование хлопкового линта и хлопка совершенно различны, и его цена явно ниже, чем у хлопка, но она имеет определенную корреляцию с колебанием цен на хлопок. Колебания цен на хлопковый линтер влияют на цену рафинированного хлопка.
Резкие колебания цен на рафинированный хлопок будут иметь разную степень влияния на контроль издержек производства, ценообразование на продукцию и рентабельность предприятий этой отрасли. Когда цена рафинированного хлопка высока, а цена древесной массы относительно дешева, для снижения затрат древесную массу можно использовать в качестве заменителя и добавки к рафинированному хлопку, главным образом для производства эфиров целлюлозы с низкой вязкостью, таких как эфиры целлюлозы фармацевтического и пищевого качества. По данным сайта Национального бюро статистики, в 2013 году площадь посевов хлопка в моей стране составила 4,35 миллиона гектаров, а национальный объем производства хлопка составил 6,31 миллиона тонн. Согласно статистическим данным Китайской ассоциации целлюлозной промышленности, в 2014 году общий объем производства рафинированного хлопка, произведенного крупными отечественными производителями рафинированного хлопка, составил 332 000 тонн, а запасы сырья в изобилии.
Основным сырьем для производства графитового химического оборудования являются сталь и углеродистый графит. Цена на сталь и углеродный графит составляет относительно высокую долю себестоимости производства графитового химического оборудования. Колебания цен на это сырье окажут определенное влияние на себестоимость и цену реализации графитового химического оборудования.
(2) Переработка эфира целлюлозы
Являясь «промышленным глутаматом натрия», эфир целлюлозы имеет низкую долю эфира целлюлозы и имеет широкий спектр применения. Перерабатывающие отрасли разбросаны по всем слоям национальной экономики.
Как правило, перерабатывающая строительная отрасль и сфера недвижимости будут оказывать определенное влияние на темпы роста спроса на эфир целлюлозы для строительных материалов. Когда отечественная строительная индустрия и индустрия недвижимости быстро растут, спрос на внутреннем рынке на эфир целлюлозы для строительных материалов быстро растет. Когда темпы роста отечественной строительной отрасли и индустрии недвижимости замедлятся, темпы роста спроса на эфир целлюлозы строительных материалов на внутреннем рынке замедлятся, что усилит конкуренцию в этой отрасли и ускорит процесс выживания наиболее приспособленным среди предприятий данной отрасли.
С 2012 года, в условиях спада в отечественном строительстве и сфере недвижимости, спрос на эфир целлюлозы для строительных материалов на внутреннем рынке существенно не колебался. Основные причины: 1. Общий масштаб отечественной строительной отрасли и индустрии недвижимости велик, а общий рыночный спрос относительно велик; основной потребительский рынок эфира целлюлозы строительных материалов постепенно расширяется из экономически развитых районов и городов первого и второго эшелона в центральные и западные регионы и города третьего эшелона, потенциал роста внутреннего спроса и расширение пространства; 2. Количество добавляемого эфира целлюлозы составляет незначительную долю стоимости строительных материалов. Сумма, используемая одним клиентом, невелика, а клиенты разбросаны, что приводит к жесткому спросу. Общий спрос на вторичном рынке относительно стабилен; 3. Изменение рыночной цены является важным фактором, влияющим на изменение структуры спроса на эфир целлюлозы строительных материалов. С 2012 года отпускная цена эфира целлюлозы для строительных материалов значительно упала, что привело к значительному падению цен на продукцию среднего и высокого класса и привлекло больше клиентов к покупке и выбору, увеличивая спрос на продукцию среднего и высокого класса. -высококачественная продукция, сжимающая рыночный спрос и ценовое пространство для обычных моделей.
Степень развития фармацевтической промышленности и темпы роста фармацевтической промышленности будут влиять на спрос на эфир целлюлозы фармацевтического качества. Повышение уровня жизни населения и развитая пищевая промышленность способствуют увеличению рыночного спроса на пищевой эфир целлюлозы.
Время публикации: 31 января 2023 г.