Ефір целюлози — це загальний термін для серії продуктів, отриманих 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). Відповідно до різної розчинності, його можна розділити на розчинність у воді (наприклад, гідроксиетилцелюлоза) і розчинність в органічних розчинниках (наприклад, етилцелюлоза). Сухий будівельний розчин складається переважно з водорозчинної целюлози, а водорозчинну целюлозу поділяють на розчинну целюлозу миттєвого розчинення та оброблену поверхню з уповільненим розчиненням.
Механізм дії ефіру целюлози в розчині наступний:
(1) Після розчинення ефіру целюлози у розчині у воді ефективний і рівномірний розподіл цементного матеріалу в системі забезпечується завдяки поверхневій активності, а ефір целюлози, як захисний колоїд, «огортає» тверду речовину. частинок і На його зовнішній поверхні утворюється шар мастильної плівки, що робить розчинну систему більш стабільною, а також покращує текучість розчину під час процесу змішування та гладкість конструкції.
(2) Завдяки власним характеристикам молекулярної структури розчин ефіру целюлози полегшує втрату вологи в будівельному розчині та поступово вивільняє його протягом тривалого періоду часу, забезпечуючи будівельний розчин хорошим водоутримуванням і придатністю до роботи.
1. Метилцелюлоза: (MC)
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 розчинна 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 кількість додавання велика, тонкість невелика, 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 серйозно вплинуть на швидкість 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 має значний вплив на конструкцію та когезію розчину. Термін «адгезія» тут стосується сили з’єднання, яка відчувається між інструментом для нанесення працівника та основою стіни, тобто стійкістю розчину до зсуву. Адгезивність висока, стійкість до зсуву розчину велика, міцність, необхідна працівникам у процесі використання, також велика, а будівельні характеристики розчину погані. Когезія метилцелюлози знаходиться на середньому рівні в продуктах ефіру целюлози.
2. Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC):
Гідроксипропілметилцелюлоза — різновид целюлози, виробництво та споживання якої стрімко зростає в останні роки. 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 змінюються залежно від співвідношення вмісту метоксилу до вмісту гідроксипропілу.
(1) Гідроксипропілметилцелюлоза легко розчиняється в холодній воді, і вона зіткнеться з труднощами при розчиненні 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 вплив його високої в'язкості та температури є меншим, ніж вплив метилцелюлози. Його розчин стабільний при зберіганні при кімнатній температурі.
(3) Утримання води гідроксипропілметилцелюлози залежить від її доданої кількості, в’язкості тощо, і її швидкість утримання води при тій же кількості додавання вища, ніж у метилцелюлози.
(4) Гідроксипропілметилцелюлоза стійка до кислот і лугів, а її водний розчин дуже стабільний у діапазоні рН=2~12. Каустична сода і вапняна вода мало впливають на його роботу, але луг може прискорити його розчинення і трохи 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 можливість ферментативного розкладання її розчину нижча, ніж у метилцелюлози.
(7) Адгезія гідроксипропілметилцелюлози до будівельного розчину вища, ніж адгезія метилцелюлози.
3. Гідроксіетилцелюлоза (HEC):
Він виготовлений з очищеної бавовни, обробленої лугом, і прореагував з етиленоксидом як агентом етерифікації в присутності ацетону. Його ступінь заміщення зазвичай становить 1,5-2,0. Має сильну гідрофільність і легко вбирає вологу.
(1) Гідроксіетилцелюлоза розчинна в холодній воді, але її важко розчинити в гарячій воді. 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. Луг може прискорити його розчинення і трохи збільшити 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 для цементу.
(4) Ефективність гідроксіетилцелюлози, виробленої на деяких вітчизняних підприємствах, значно нижча, ніж у метилцелюлози через високий вміст води та високу зольність.
4. Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ):
Іонний ефір целюлози виготовляється з натуральних волокон (бавовни та ін.) 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 міститиме більше води при зберіганні за звичайних умов.
(2) Водний розчин карбоксиметилцелюлози не утворює гель, а в’язкість зменшується з підвищенням температури. Коли температура перевищує 50°C, в'язкість є незворотною.
(3) Його стабільність сильно залежить від PH. Як правило, його можна використовувати в розчині на основі гіпсу, але не в розчині на основі цементу. У сильнолужному стані він втрачає в’язкість.
(4) Його утримання води набагато нижче, ніж у метилцелюлози. На гіпсовий розчин діє уповільнює і знижує його міцність. Однак ціна карбоксиметилцелюлози значно нижча, ніж метилцелюлози.
Час публікації: 27 лютого 2023 р