Роль ефіру целюлози в сухому розчині

Ефір целюлози - це синтетичний полімер, виготовлений з натуральної целюлози шляхом хімічної модифікації. Ефір целюлози є похідним природної целюлози. Виробництво ефіру целюлози відрізняється від виробництва синтетичних полімерів. Його основним матеріалом є целюлоза, природна полімерна сполука. Через особливості структури природної целюлози сама целюлоза не має здатності реагувати з агентами етерифікації. Однак після обробки агента набухання міцні водневі зв’язки між молекулярними ланцюгами та ланцюгами руйнуються, і активне вивільнення гідроксильної групи стає реактивною лужною целюлозою. Одержують ефір целюлози.

Властивості ефірів целюлози залежать від виду, кількості та розподілу замісників. Класифікація простих ефірів целюлози також базується на типі заступників, ступені етерифікації, розчинності та відповідних властивостях застосування. За типом заступників у молекулярному ланцюзі його можна розділити на моноефір і змішаний ефір. MC, який ми зазвичай використовуємо, — це моноефір, а HPMC — змішаний ефір. Метилцелюлозний ефір MC є продуктом після заміни гідроксильної групи глюкозної одиниці природної целюлози на метокси. Це продукт, отриманий шляхом заміни частини гідроксильної групи на ланці на метоксигрупу, а іншу частину на гідроксипропілову групу. Структурна формула [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x гідроксиетилметилцелюлозний ефір HEMC, це основні різновиди, які широко використовуються та продаються на ринку.

За розчинністю його можна розділити на іонний і неіонний. Водорозчинні неіонні ефіри целюлози в основному складаються з двох рядів алкілових ефірів і гідроксіалкілових ефірів. Іонний CMC в основному використовується в синтетичних мийних засобах, текстильному друку та фарбуванні, розвідці продуктів харчування та нафти. Неіонні MC, HPMC, HEMC тощо в основному використовуються в будівельних матеріалах, латексних покриттях, медицині, щоденних хімічних речовинах тощо. Використовуються як загусник, водоутримуючий агент, стабілізатор, диспергатор і плівкоутворюючий агент.

Утримання води ефіром целюлози

У виробництві будівельних матеріалів, особливо сухих розчинів, ефір целюлози відіграє незамінну роль, особливо у виробництві спеціального розчину (модифікованого розчину), він є незамінним і важливим компонентом.

Важлива роль водорозчинного ефіру целюлози в будівельному розчині в основному має три аспекти: один - чудова водоутримувальна здатність, інший - вплив на консистенцію та тиксотропність розчину, а третій - взаємодія з цементом.

Ефект утримання води ефіром целюлози залежить від водопоглинання основного шару, складу розчину, товщини шару розчину, потреби розчину у воді та часу схоплювання матеріалу, що схоплюється. Утримання води самим ефіром целюлози походить від розчинності та дегідратації самого ефіру целюлози. Як ми всі знаємо, хоча молекулярний ланцюг целюлози містить велику кількість високогідратованих груп ОН, він не розчиняється у воді, оскільки структура целюлози має високий ступінь кристалічності. Здатності до гідратації гідроксильних груп недостатньо для покриття міцних водневих зв’язків і ван-дер-ваальсових сил між молекулами. Тому він лише набухає, але не розчиняється у воді. При введенні замісника в молекулярний ланцюг не тільки замісник руйнує водневий ланцюг, а й руйнується міжланцюговий водневий зв'язок внаслідок розклинювання замісника між сусідніми ланцюгами. Чим більший замісник, тим більша відстань між молекулами. Чим більше відстань. Чим більший ефект руйнування водневих зв’язків, ефір целюлози стає водорозчинним після того, як решітка целюлози розширюється і розчин надходить, утворюючи високов’язкий розчин. При підвищенні температури гідратація полімеру послаблюється, і вода між ланцюгами витісняється назовні. Коли ефект дегідратації достатній, молекули починають агрегувати, утворюючи тривимірну сітчасту структуру гелю та розгортаючись. Фактори, що впливають на водоутримання будівельного розчину, включають в’язкість ефіру целюлози, додану кількість, дрібність частинок і температуру використання.

Чим вища в'язкість ефіру целюлози, тим краща ефективність утримання води, і тим вище в'язкість розчину полімеру. Залежно від молекулярної маси (ступеню полімеризації) полімеру визначається також довжина ланцюга молекулярної структури і форма ланцюга, а розподіл типів і кількостей заступників також безпосередньо впливає на діапазон його в'язкості. [η]=Kmα

[η] Характеристична в'язкість розчину полімеру
м молекулярної маси полімеру
α характеристична константа полімеру
K коефіцієнт в'язкості розчину

В'язкість розчину полімеру залежить від молекулярної маси полімеру. В'язкість і концентрація розчину ефіру целюлози пов'язані із застосуванням у різних областях. Таким чином, кожен ефір целюлози має багато різних специфікацій в’язкості, і регулювання в’язкості в основному здійснюється шляхом деградації лужної целюлози, тобто розриву молекулярних ланцюгів целюлози.
Чим більша кількість ефіру целюлози додається до будівельного розчину, тим краще утримує воду, а чим вище в’язкість, тим краще утримує воду.

Щодо розміру частинок, чим дрібніші частки, тим краще утримується вода. Див. малюнок 3. Після контакту великої частки ефіру целюлози з водою поверхня негайно розчиняється та утворює гель, який огортає матеріал, щоб запобігти подальшому проникненню молекул води. Менш ніж рівномірна дисперсія розчиняється, утворюючи каламутний флокулянтний розчин або агломерати. Це сильно впливає на утримання води в ефірі целюлози, а розчинність є одним із факторів вибору ефіру целюлози.

Згущення та тиксотропія ефіру целюлози

Друга функція ефіру целюлози – загущення, залежить від: ступеня полімеризації ефіру целюлози, концентрації розчину, швидкості зсуву, температури та інших умов. Гелеутворююча властивість розчину є унікальною для алкілцелюлози та її модифікованих похідних. Властивості гелеутворення пов'язані зі ступенем заміщення, концентрацією розчину та добавками. Для похідних, модифікованих гідроксиалкілом, властивості гелю також пов’язані зі ступенем модифікації гідроксіалкілу. Для MC і HPMC з низькою в’язкістю можна приготувати 10%-15% розчин, для MC і HPMC із середньою в’язкістю можна приготувати 5%-10% розчин, а для MC і HPMC з високою в’язкістю можна приготувати лише 2%-3% розчин, і зазвичай Класифікація в'язкості ефіру целюлози також оцінюється з 1%-2% розчином. Високомолекулярний ефір целюлози має високу ефективність загущення. В розчині однакової концентрації полімери з різною молекулярною масою мають різну в’язкість. Високий ступінь. Цільової в'язкості можна досягти лише шляхом додавання великої кількості низькомолекулярного ефіру целюлози. Його в'язкість мало залежить від швидкості зсуву, а висока в'язкість досягає цільової в'язкості, а необхідна кількість додавання невелика, а в'язкість залежить від ефективності згущення. Тому для досягнення певної консистенції необхідно забезпечити певну кількість ефіру целюлози (концентрацію розчину) і в’язкість розчину. Температура гелю розчину також лінійно знижується зі збільшенням концентрації розчину, а гелеутворюється при кімнатній температурі після досягнення певної концентрації. Концентрація гелеутворення HPMC є відносно високою при кімнатній температурі.

Консистенцію також можна регулювати шляхом вибору розміру частинок і вибору ефірів целюлози з різними ступенями модифікації. Так звана модифікація полягає у введенні певного ступеня заміщення гідроксіалкільних груп у структурі скелета МК. Змінюючи відносні значення заміщення двох замісників, тобто відносні значення DS і MS метокси- та гідроксіалкільних груп, які ми часто називаємо. Різні вимоги до продуктивності ефіру целюлози можна отримати шляхом зміни відносних значень заміщення двох замісників.

Прості ефіри целюлози, що використовуються в порошкоподібних будівельних матеріалах, повинні швидко розчинятися в холодній воді і забезпечувати відповідну консистенцію для системи. Якщо надати певну швидкість зсуву, він все одно стає флокулянтом і колоїдним блоком, який є нестандартним або неякісним продуктом.

Існує також хороша лінійна залежність між консистенцією цементного тіста та дозуванням ефіру целюлози. Ефір целюлози може значно збільшити в'язкість розчину. Чим більше дозування, тим очевидніший ефект.

Водний розчин ефіру целюлози з високою в’язкістю має високу тиксотропність, що також є основною характеристикою ефіру целюлози. Водні розчини полімерів MC зазвичай мають псевдопластичну та нетиксотропну текучість нижче температури гелю, але властивості ньютонівської текучості при низьких швидкостях зсуву. Псевдопластичність зростає зі збільшенням молекулярної маси або концентрації ефіру целюлози, незалежно від типу замісника та ступеня заміщення. Таким чином, ефіри целюлози однакового ступеня в’язкості, незалежно від MC, HPMC, HEMC, завжди демонструватимуть однакові реологічні властивості, доки концентрація та температура зберігаються постійними. При підвищенні температури утворюються структурні гелі, виникають високотиксотропні потоки. Прості ефіри целюлози з високою концентрацією та низькою в’язкістю демонструють тиксотропію навіть при температурі нижче температури гелю. Ця властивість дуже корисна для регулювання вирівнювання та провисання будівельного розчину. Тут необхідно пояснити, що чим вища в’язкість ефіру целюлози, тим краще утримує воду, але чим вища в’язкість, тим вища відносна молекулярна маса ефіру целюлози та відповідне зниження його розчинності, що має негативний вплив. на концентрацію розчину і будівельні характеристики. Чим вища в'язкість, тим очевидніший ефект загустіння розчину, але він не є повністю пропорційним. Середня та низька в’язкість, але модифікований ефір целюлози має кращу ефективність у покращенні структурної міцності вологого розчину. Зі збільшенням в'язкості покращується водоутримання ефіру целюлози