เซลลูโลสประเภทต่างๆ แตกต่างกันอย่างไร?

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นคำทั่วไปสำหรับชุดผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาของเซลลูโลสอัลคาไลและสารอีเทอร์ริฟายอิ้งภายใต้เงื่อนไขบางประการ เซลลูโลสอัลคาไลจะถูกแทนที่ด้วยสารอีเทอร์ริฟายอิ้งต่างๆ เพื่อให้ได้เซลลูโลสอีเทอร์ที่แตกต่างกัน ตามคุณสมบัติไอออไนเซชันขององค์ประกอบทดแทน เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: อิออน (เช่นคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส) และไม่ใช่ไอออนิก (เช่นเมทิลเซลลูโลส) ตามประเภทขององค์ประกอบทดแทน เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นโมโนอีเธอร์ (เช่นเมทิลเซลลูโลส) และอีเทอร์ผสม (เช่นไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส) ตามความสามารถในการละลายที่แตกต่างกัน มันสามารถแบ่งออกเป็นความสามารถในการละลายน้ำ (เช่นไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส) และความสามารถในการละลายของตัวทำละลายอินทรีย์ (เช่นเอทิลเซลลูโลส) ปูนผสมแห้งส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลสที่ละลายน้ำได้ และเซลลูโลสที่ละลายน้ำได้แบ่งออกเป็นชนิดทันทีและชนิดละลายช้าที่รักษาพื้นผิว

กลไกการออกฤทธิ์ของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนมีดังนี้

(1) หลังจากที่เซลลูโลสอีเทอร์ในปูนถูกละลายในน้ำ มั่นใจได้ถึงการกระจายตัวของวัสดุประสานในระบบที่มีประสิทธิภาพและสม่ำเสมอเนื่องจากกิจกรรมของพื้นผิว และเซลลูโลสอีเทอร์ในฐานะคอลลอยด์ป้องกันจะ "พัน" ของแข็ง อนุภาคและชั้นของฟิล์มหล่อลื่นจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวด้านนอก ซึ่งทำให้ระบบปูนมีเสถียรภาพมากขึ้น และยังช่วยเพิ่มความลื่นไหลของปูนในระหว่างกระบวนการผสมและความเรียบของการก่อสร้างอีกด้วย

(2) เนื่องจากมีลักษณะโครงสร้างโมเลกุลของตัวเอง สารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ทำให้ความชื้นในมอร์ตาร์ไม่สูญเสียง่าย และค่อยๆ ปล่อยออกมาเป็นระยะเวลานาน ทำให้ปูนมีการกักเก็บน้ำและสามารถทำงานได้ดี

1. เมทิลเซลลูโลส: (MC)

หลังจากที่ฝ้ายบริสุทธิ์ได้รับการบำบัดด้วยอัลคาไลแล้ว เซลลูโลสอีเทอร์จะถูกผลิตขึ้นโดยผ่านชุดปฏิกิริยาที่มีมีเทนคลอไรด์เป็นสารอีเทอร์ริฟิเคชั่น โดยทั่วไป ระดับของการทดแทนคือ 1.6~2.0 และความสามารถในการละลายก็แตกต่างกันตามระดับการทดแทนที่แตกต่างกัน มันเป็นของอีเทอร์เซลลูโลสที่ไม่มีไอออนิก

(1) เมทิลเซลลูโลสละลายได้ในน้ำเย็น และจะละลายในน้ำร้อนได้ยาก สารละลายที่เป็นน้ำมีความเสถียรมากในช่วง pH=3~12 มีความเข้ากันได้ดีกับแป้ง กัวกัม ฯลฯ และสารลดแรงตึงผิวหลายชนิด เมื่ออุณหภูมิถึงอุณหภูมิการเกิดเจล จะเกิดเจลขึ้น

(2) การกักเก็บน้ำของเมทิลเซลลูโลสขึ้นอยู่กับปริมาณการเติม ความหนืด ความละเอียดของอนุภาค และอัตราการละลาย โดยทั่วไป หากปริมาณการเติมมีขนาดใหญ่ ความละเอียดมีขนาดเล็ก และมีความหนืดสูง อัตราการกักเก็บน้ำจะสูง ในหมู่พวกเขา ปริมาณการเติมมีผลกระทบมากที่สุดต่ออัตราการกักเก็บน้ำ และระดับความหนืดไม่ได้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับระดับอัตราการกักเก็บน้ำ อัตราการละลายส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระดับการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวของอนุภาคเซลลูโลสและความละเอียดของอนุภาค ในบรรดาเซลลูโลสอีเทอร์ข้างต้น เมทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีอัตราการกักเก็บน้ำสูงกว่า

(3) การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะส่งผลร้ายแรงต่ออัตราการกักเก็บน้ำของเมทิลเซลลูโลส โดยทั่วไปยิ่งอุณหภูมิยิ่งสูง การกักเก็บน้ำก็ยิ่งแย่ลง หากอุณหภูมิปูนเกิน 40°C การกักเก็บน้ำของเมทิลเซลลูโลสจะลดลงอย่างมาก ส่งผลร้ายแรงต่อการก่อสร้างปูน

(4) เมทิลเซลลูโลสมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการสร้างและการทำงานร่วมกันของปูน “การยึดเกาะ” ในที่นี้หมายถึงแรงยึดเหนี่ยวที่สัมผัสได้ระหว่างเครื่องมือติดของพนักงานกับพื้นผิวผนัง ซึ่งก็คือความต้านทานแรงเฉือนของปูน ความยึดเกาะสูง ความต้านทานแรงเฉือนของปูนมีขนาดใหญ่ และความแข็งแรงที่คนงานต้องการในกระบวนการใช้งานก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน และประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูนก็ไม่ดี การทำงานร่วมกันของเมทิลเซลลูโลสอยู่ในระดับปานกลางในผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์

2. ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC):

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเป็นเซลลูโลสหลากหลายชนิดซึ่งมีผลผลิตและการบริโภคเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เป็นอีเทอร์ผสมเซลลูโลสที่ไม่มีไอออนิกซึ่งทำจากฝ้ายที่ผ่านการกลั่นแล้วหลังจากการทำให้เป็นด่าง โดยใช้โพรพิลีนออกไซด์และเมทิลคลอไรด์เป็นสารอีเทอร์ริฟิเคชั่น โดยผ่านปฏิกิริยาชุดหนึ่ง ระดับของการทดแทนโดยทั่วไปคือ 1.2~2.0 คุณสมบัติของมันแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของปริมาณเมทอกซิลต่อปริมาณไฮดรอกซีโพรพิล

(1) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสละลายได้ง่ายในน้ำเย็น และจะพบปัญหาในการละลายในน้ำร้อน แต่อุณหภูมิการเกิดเจลในน้ำร้อนจะสูงกว่าอุณหภูมิของเมทิลเซลลูโลสอย่างมาก ความสามารถในการละลายในน้ำเย็นยังดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับเมทิลเซลลูโลส

(2) ความหนืดของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสัมพันธ์กับน้ำหนักโมเลกุลของมัน และยิ่งน้ำหนักโมเลกุลมากเท่าไร ความหนืดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อุณหภูมิยังส่งผลต่อความหนืดด้วย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความหนืดจะลดลง อย่างไรก็ตามอิทธิพลของความหนืดและอุณหภูมิที่สูงนั้นต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลส สารละลายมีความเสถียรเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง

(3) การกักเก็บน้ำของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสขึ้นอยู่กับปริมาณการเติม ความหนืด ฯลฯ และอัตราการกักเก็บน้ำภายใต้ปริมาณการเติมเดียวกันจะสูงกว่าอัตราของเมทิลเซลลูโลส

(4) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความเสถียรต่อกรดและด่าง และสารละลายในน้ำมีความเสถียรมากในช่วง pH = 2~12 โซดาไฟและน้ำมะนาวมีผลเพียงเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพการทำงาน แต่อัลคาไลสามารถเร่งการละลายและเพิ่มความหนืดได้เล็กน้อย ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความเสถียรต่อเกลือทั่วไป แต่เมื่อความเข้มข้นของสารละลายเกลือสูง ความหนืดของสารละลายไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น

(5) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสามารถผสมกับสารประกอบโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้เพื่อสร้างสารละลายที่มีความหนืดสม่ำเสมอและสูงขึ้น เช่นโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ แป้งอีเทอร์ หมากฝรั่งผัก เป็นต้น

(6) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความต้านทานของเอนไซม์ได้ดีกว่าเมทิลเซลลูโลส และความเป็นไปได้ที่จะย่อยสลายของเอนไซม์ในสารละลายนั้นต่ำกว่าของเมทิลเซลลูโลส

(7) การยึดเกาะของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสกับโครงสร้างของปูนสูงกว่าการยึดเกาะของเมทิลเซลลูโลส

3. ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC):

มันทำจากฝ้ายที่ผ่านการกลั่นด้วยอัลคาไล และทำปฏิกิริยากับเอทิลีนออกไซด์เป็นสารอีเทอร์ริฟิเคชั่นเมื่อมีอะซิโตน ระดับการทดแทนโดยทั่วไปคือ 1.5~2.0 มีความสามารถในการชอบน้ำได้ดีและดูดซับความชื้นได้ง่าย

(1) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสละลายได้ในน้ำเย็น แต่ละลายในน้ำร้อนได้ยาก สารละลายมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงโดยไม่เกิดเจล สามารถใช้งานได้นานภายใต้อุณหภูมิสูงในปูน แต่การกักเก็บน้ำจะต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลส

(2) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสมีความเสถียรต่อกรดและด่างทั่วไป อัลคาไลสามารถเร่งการละลายและเพิ่มความหนืดได้เล็กน้อย ความสามารถในการกระจายตัวในน้ำแย่กว่าเมทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเล็กน้อย -

(3) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสมีประสิทธิภาพในการต่อต้านการยุบตัวที่ดีสำหรับปูนขาว แต่มีเวลาในการหน่วงนานกว่าสำหรับซีเมนต์

(4) ประสิทธิภาพของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่ผลิตโดยองค์กรในประเทศบางแห่งนั้นต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลสอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากมีปริมาณน้ำสูงและมีปริมาณเถ้าสูง

4. คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC):

อิออนเซลลูโลสอีเทอร์ทำจากเส้นใยธรรมชาติ (ฝ้าย ฯลฯ) หลังจากการบำบัดด้วยอัลคาไล โดยใช้โซเดียมโมโนคลอโรอะซิเตตเป็นสารอีเธอริฟิเคชัน และผ่านการบำบัดด้วยปฏิกิริยาหลายชุด ระดับของการทดแทนโดยทั่วไปคือ 0.4~1.4 และประสิทธิภาพของมันจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากระดับของการทดแทน

(1) คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสดูดความชื้นได้มากกว่า และจะมีน้ำมากขึ้นเมื่อเก็บไว้ภายใต้สภาวะทั่วไป

(2) สารละลายน้ำคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจะไม่สร้างเจล และความหนืดจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 50°C ความหนืดจะไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้

(3) ความเสถียรของมันได้รับผลกระทบอย่างมากจากค่า PH โดยทั่วไปสามารถใช้กับปูนยิปซั่มได้ แต่ไม่สามารถใช้กับปูนซีเมนต์ได้ เมื่อมีความเป็นด่างสูงจะสูญเสียความหนืด

(4) การกักเก็บน้ำต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลสมาก มีผลชะลอการทำงานของปูนยิปซั่มและลดความแข็งแรง อย่างไรก็ตามราคาของคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสนั้นต่ำกว่าราคาของเมทิลเซลลูโลสอย่างมาก