Скільки видів целюлози існує?

1. Ефір целюлози

Ефір целюлози будівельного класу — це загальний термін для ряду продуктів, утворених реакцією лужної целюлози та етерифікуючого агента за певних умов. Лужну целюлозу замінюють різними етерифікуючими речовинами для отримання різних ефірів целюлози. Відповідно до іонізаційних властивостей замісників прості ефіри целюлози можна розділити на дві категорії: іонні (такі як карбоксиметилцелюлоза) і неіонні (такі як метилцелюлоза). За типом замісника ефір целюлози можна розділити на моноефір (наприклад, метилцелюлоза) і змішаний ефір (наприклад, гідроксипропілметилцелюлоза). За різною розчинністю його можна розділити на розчинний у воді (наприклад, гідроксиетилцелюлоза) і розчинний у органічних розчинниках (наприклад, етилцелюлоза) тощо. Суха розчинна суміш складається переважно з водорозчинної целюлози, а водорозчинна целюлоза поділяються на миттєвий тип і поверхнево оброблений тип із затримкою розчинення.

Механізм дії ефіру целюлози в розчині наступний:

1. Після розчинення ефіру целюлози у розчині у воді завдяки поверхневій активності забезпечується ефективний і рівномірний розподіл цементного матеріалу в системі. Як захисний колоїд, ефір целюлози «огортає» тверді частинки та ущільнює їх на зовнішній поверхні. Утворює мастильну плівку, робить розчинну систему більш стабільною, а також покращує плинність розчину під час процесу змішування та гладкість конструкції.
2. Завдяки власній молекулярній структурі розчин ефіру целюлози не легко втрачає воду в розчині та поступово вивільняє її протягом тривалого періоду часу, надаючи будівельному розчину хороше утримання води та придатність до роботи.

2. Метилцелюлоза

Молекулярна формула метилцелюлози (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3) n]x.

Після того, як очищену бавовну обробляють лугом, ефір целюлози виробляється через серію реакцій з хлоридом метану як агентом етерифікації. Як правило, ступінь заміщення становить 1,6~2,0, і розчинність також різна з різними ступенями заміщення. Він належить до неіонного ефіру целюлози.

1. Метилцелюлоза розчиняється в холодній воді, і її буде важко розчинити в гарячій воді. Його водний розчин дуже стабільний в діапазоні pH=3~12. Має хорошу сумісність з крохмалем, гуаровою камідлю тощо та багатьма поверхнево-активними речовинами. Коли температура досягає температури гелеутворення, відбувається гелеутворення.
2. Утримання води метилцелюлозою залежить від кількості її додавання, в’язкості, тонкості частинок і швидкості розчинення. Як правило, якщо додана кількість велика, тонкість мала, а в’язкість велика, швидкість утримання води висока. Серед них кількість додавання має найбільший вплив на швидкість утримання води, а рівень в'язкості не є прямо пропорційним рівню швидкості утримання води. Швидкість розчинення в основному залежить від ступеня модифікації поверхні частинок целюлози та тонкості частинок. Серед наведених вище простих ефірів целюлози метилцелюлоза та гідроксипропілметилцелюлоза мають вищі показники утримання води.
3. Зміни температури можуть серйозно вплинути на утримання води метилцелюлозою. Як правило, чим вища температура, тим гірше утримується вода. Якщо температура розчину перевищує 40°C, водоутримання метилцелюлози значно зменшиться, що серйозно вплине на конструкцію розчину.
4. Метилцелюлоза істотно впливає на легкоукладальність і адгезію розчину. Під «адгезією» тут розуміється сила зчеплення, яка відчувається між інструментом для нанесення працівника та основою стіни, тобто стійкість розчину до зсуву. Адгезивність висока, стійкість до зсуву розчину велика, міцність, необхідна працівникам у процесі використання, також велика, а будівельні характеристики розчину погані. Адгезія метилцелюлози знаходиться на помірному рівні в продуктах ефіру целюлози.

3.Гідроксипропілметилцелюлоза

Молекулярна формула гідроксипропілметилцелюлози (HPMC) [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3) m, OCH2CH(OH)CH3] n]x

Гідроксипропілметилцелюлоза — різновид целюлози, виробництво та споживання якої швидко зростає. Це неіонний змішаний ефір целюлози, виготовлений із очищеної бавовни після підлужнення з використанням пропіленоксиду та метилхлориду як агента етерифікації за допомогою серії реакцій. Ступінь заміщення зазвичай становить 1,2~2,0. Його властивості відрізняються через різне співвідношення вмісту метоксилу та вмісту гідроксипропілу.

1. Гідроксипропілметилцелюлоза легко розчиняється в холодній воді, але вона буде важко розчинятися в гарячій воді. Але його температура гелеутворення в гарячій воді значно вища, ніж у метилцелюлози. Розчинність у холодній воді також значно покращена порівняно з метилцелюлозою.
2. В'язкість гідроксипропілметилцелюлози пов'язана з її молекулярною масою, і чим більша молекулярна маса, тим вища в'язкість. Температура також впливає на його в'язкість, при підвищенні температури в'язкість зменшується. Однак його висока в'язкість має нижчий температурний ефект, ніж метилцелюлоза. Його розчин стабільний при зберіганні при кімнатній температурі.
3. Утримування води гідроксипропілметилцелюлози залежить від кількості її додавання, в’язкості тощо, і її швидкість утримання води при тій самій кількості додавання вища, ніж у метилцелюлози.
4. Гідроксипропілметилцелюлоза стійка до кислот і лугів, а її водний розчин дуже стабільний у діапазоні pH=2~12. Каустична сода і вапняна вода мало впливають на його продуктивність, але луг може прискорити його розчинення і збільшити в'язкість. Гідроксипропілметилцелюлоза стійка до звичайних солей, але коли концентрація розчину солі висока, в'язкість розчину гідроксипропілметилцелюлози має тенденцію до збільшення.
5. Гідроксипропілметилцелюлозу можна змішувати з водорозчинними полімерними сполуками для утворення однорідного розчину з більшою в’язкістю. Такі як полівініловий спирт, ефір крохмалю, рослинна камедь тощо.
6. Гідроксипропілметилцелюлоза має кращу стійкість до ферментів, ніж метилцелюлоза, і її розчин менш імовірно розкладається ферментами, ніж метилцелюлоза.
7. Адгезія гідроксипропілметилцелюлози до будівельного розчину вища, ніж адгезія метилцелюлози.

4.Гідроксіетилцелюлоза

Гідроксіетилцелюлоза (HEC)

Він виготовлений з очищеної бавовни, обробленої лугом, і прореагував з етиленоксидом як агентом етерифікації в присутності ацетону. Ступінь заміщення зазвичай становить 1,5~2,0. Має сильну гідрофільність і легко вбирає вологу.

1. Гідроксіетилцелюлоза розчиняється в холодній воді, але важко розчиняється в гарячій. Його розчин стабільний при високій температурі без гелеутворення. Його можна використовувати протягом тривалого часу при високій температурі в розчині, але його водоутримання нижче, ніж у метилцелюлози.
2. Гідроксіетилцелюлоза стійка до загальної кислоти та лугу, і луг може прискорити її розчинення та трохи збільшити її в'язкість. Його диспергність у воді трохи гірша, ніж у метилцелюлози та гідроксипропілметилцелюлози.
3. Гідроксіетилцелюлоза має хороші властивості проти просідання розчину, але має довший час затримки цементу.
4. Продуктивність гідроксиетилцелюлози, що випускається деякими вітчизняними підприємствами, очевидно нижча, ніж у метилцелюлози через високий вміст води та високу зольність.

5.Карбоксиметилцелюлоза

Карбоксиметилцелюлоза (CMC)[C6H7O2(OH)2OCH2COONa] n

Іонний ефір целюлози виготовляється з натуральних волокон (бавовна тощо) після обробки лугом з використанням монохлорацетату натрію як агента етерифікації та проходить ряд реакційних обробок. Ступінь заміщення, як правило, становить 0,4~1,4, і його продуктивність сильно залежить від ступеня заміщення.

1. Карбоксиметилцелюлоза є більш гігроскопічною, і вона буде містити більше води при зберіганні в загальних умовах.
2. Водний розчин карбоксиметилцелюлози не утворює гелю, а в'язкість зменшується з підвищенням температури. Коли температура перевищує 50°C, в'язкість є незворотною.
3. На його стабільність сильно впливає pH. Як правило, його можна використовувати в розчині на основі гіпсу, але не в розчині на основі цементу. У сильному лужному стані він втрачає в’язкість.
4. Його водоутримання набагато нижче, ніж у метилцелюлози. Надає гальмівну дію на гіпсовий розчин і знижує його міцність. Однак ціна карбоксиметилцелюлози значно нижча, ніж метилцелюлози.