Celulózový éter je syntetický polymér vyrobený z prírodnej celulózy prostredníctvom chemickej modifikácie. Celulózový éter je derivát prírodnej celulózy. Produkcia celulózového éteru sa líši od syntetických polymérov. Jeho najzákladnejším materiálom je celulóza, prírodná polymérna zlúčenina. Vzhľadom na špecifickosť prírodnej štruktúry celulózy nemá celulóza samotná schopnosť reagovať s étefikačnými činidlami. Po ošetrení napučiavacieho činidla sa však silné vodíkové väzby medzi molekulárnymi reťazcami a reťazcami zničia a aktívne uvoľňovanie hydroxylovej skupiny sa stáva reaktívnou alkaliou celulózou. Získajte celulózový éter.
Vlastnosti éterov celulózy závisia od typu, počtu a distribúcie substituentov. Klasifikácia éterov celulózy je tiež založená na type substituentov, stupňa éterifikácie, rozpustnosti a súvisiacich vlastností aplikácie. Podľa typu substituentov na molekulárnom reťazci sa dá rozdeliť na mono éter a zmiešaný éter. Zvyčajne používame MC ako mono éter a HPMC ako zmiešaný éter. METYLELELECILÁCIA éteru MC je produkt po hydroxylovej skupine na glukózovej jednotke prírodnej celulózy substituuje metoxy skupina. Štrukturálna receptúra je [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] x Je to produkt získaný nahradením časti hydroxylovej skupiny na jednotku skupinou metoxy a ďalšou časťou s hydroxypropylovou skupinou. Štrukturálny vzorec je [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] X Existuje hydroxyetylmetylcelulórový éterový HEMC, ktoré sú hlavnými odrodami široko používané a predávané na trhu.
Pokiaľ ide o rozpustnosť, môže sa rozdeliť na iónovú a neiónovú. Vo vode rozpustné neiónové celulózové étery sa skladajú hlavne z dvoch sérií alkyl éterov a hydroxyalkytových éter. Iónová CMC sa používa hlavne v syntetických detergentoch, textilnom tlači a farbení, prieskume potravín a ropy. Nonionic MC, HPMC, HEMC atď. Sa používajú hlavne v stavebných materiáloch, latexovej farbe, medicíne, dennej chemikálii atď. Používa sa ako zahusťovovač, činidlo na udržanie vody, stabilizátor, dispergátor a činidlo na tvorbu filmu.
Zadržiavanie vody celulózového éteru
Pri výrobe stavebných materiálov, najmä suchej malty, zohráva celulózový éter nenahraditeľnú úlohu, najmä pri výrobe špeciálnej malty (modifikovaná malta), je nevyhnutnou a dôležitou súčasťou.
Dôležitá úloha éteru vo vode rozpustným celulózou v malty má hlavne tri aspekty, jedna je vynikajúca kapacita uchovávania vody, druhá je vplyv na konzistentnosť a tixotropiu malty a tretí je interakcia s cementom.
Účinok zadržiavania vody celulózového éteru závisí od absorpcie vody základnej vrstvy, zloženia malty, hrúbky malty vrstvy, nároku na vodu z malty a stanoveného času nastavovacieho materiálu. Zadržanie vody samotného celulózového étera pochádza zo rozpustnosti a dehydratácie samotného celulózového éteru. Je dobre známe, že hoci celulózový molekulárny reťazec obsahuje veľké množstvo vysoko hydratibilných OH skupín, nie je rozpustný vo vode, pretože štruktúra celulózy má vysoký stupeň kryštalinity. Schopnosť hydratácie hydroxylových skupín sama osebe nestačí na pokrytie silných vodíkových väzieb a van der Waalsových síl medzi molekulami. Preto sa iba napučiava, ale nerozpúšťa sa vo vode. Keď sa do molekulárneho reťazca zavedie substituent, nielen substituent ničí vodíkový reťazec, ale aj výrez vodíková väzba je zničená v dôsledku zaklinenia substituenta medzi susednými reťazcami. Čím väčší je substituent, tým väčšia je vzdialenosť medzi molekulami. Čím väčšia je vzdialenosť. Čím väčší je účinok ničenia vodíkových väzieb, celulózový éter sa po rozšírení mriežky celulózy rozpustí vodou a roztok vstúpi, čím tvorí roztok s vysokým viskozitou. Keď teplota stúpa, hydratácia polyméru oslabí a voda medzi reťazami je vyhnaná. Ak je dehydratačný účinok dostatočný, molekuly sa začnú agregovať, čím tvoria trojrozmernú sieťovú štruktúru a zloží sa. Medzi faktory ovplyvňujúce zadržiavanie malty vody patrí viskozita celulózového éteru, pridané množstvo, jemnosť častíc a teplota použitia.
Čím vyššia je viskozita celulózového éteru, tým lepšia výkonnosť vody a vyššia je viskozita polymérneho roztoku. V závislosti od molekulovej hmotnosti (stupeň polymerizácie) polyméru je tiež určená dĺžkou reťazca molekulárnej štruktúry a tvarom reťazca a distribúcia typov a množstiev substituentov priamo ovplyvňuje jeho rozsah viskozity.
[η] = km α
[η] Vnútorná viskozita polymérneho roztoku
m polymérna molekulová hmotnosť
α polymérna charakteristická konštanta
Koeficient roztoku viskozity
Viskozita polymérneho roztoku závisí od molekulovej hmotnosti polyméru. Viskozita a koncentrácia roztoku celulózového éteru súvisia s aplikáciou v rôznych oblastiach. Preto má každý celulózový éter mnoho rôznych špecifikácií viskozity a úprava viskozity sa realizuje hlavne degradáciou alkalickej celulózy, to znamená prelomenie molekulárnych reťazcov celulózy.
Z obrázku 1.2 je zrejmé, že čím väčšie je množstvo celulózového éteru pridaného do malty, tým lepší výkon zadržiavania vody a čím vyššia je viskozita, tým lepší výkon zadržiavania vody.
Pokiaľ ide o veľkosť častíc, čím jemnejšia je častica, tým lepšia je retencia vody pozri obrázok 3. Po tom, čo veľké častice celulózového étera prichádzajú do styku s vodou, povrch sa okamžite rozpustí a tvorí gél, aby sa zabránilo infiltrácii molekúl vody. Niekedy sa nedá rovnomerne rozptýliť a rozpustiť ani po dlhodobom miešaní, čím sa vytvára zamračený vločkový roztok alebo aglomerácia. Veľmi ovplyvňuje retenciu vody v celulóze a rozpustnosť je jedným z faktorov na výber éteru celulózy.
Zahusťovanie a tixotropia celulózového éteru
Druhá funkcia celulózového éteru - zahusťovanie závisí od: stupňa polymerizácie celulózového éteru, koncentrácie roztoku, šmykovej rýchlosti, teploty a ďalších podmienok. Vlastnosť gelov riešenia je jedinečná pre alkyl celulózu a jej modifikované deriváty. Gelačné vlastnosti súvisia so stupňom substitúcie, koncentráciou roztoku a prísadami. V prípade hydroxyalkylových derivátov sú gélové vlastnosti tiež spojené s stupňom modifikácie hydroxyalkylu. V prípade MC a HPMC s nízkou viskozitou je možné pripraviť 10%-15% roztok koncentrácie, roztok 5%-10% sa môže pripraviť na stredne viskozitu MC a HPMC a 2%-3% roztok sa môže pripraviť na MC a HPMC s vysokým obsahom viskozity a zvyčajne je klasifikácia celululózy éter tiež stupňovaná pomocou 1% -2% riešenia. Éter celulózy s vysokou molekulovou hmotnosťou má vysokú zahusťovaciu účinnosť. Polyméry s rôznymi molekulárnymi hmotnosťami majú rôzne viskozity v rovnakom koncentračnom roztoku. Vysoký stupeň. Cieľová viskozita sa dá dosiahnuť iba pridaním veľkého množstva éteru celulózy s nízkou molekulovou hmotnosťou. Jeho viskozita má malú závislosť od šmykovej rýchlosti a vysoká viskozita dosahuje cieľovú viskozitu a požadované množstvo pridania je malé a viskozita závisí od účinnosti zahusťovania. Preto, aby sa dosiahla určitá konzistentnosť, musí byť zaručená určité množstvo celulózového éteru (koncentrácia roztoku) a viskozita roztoku. Gélová teplota roztoku tiež lineárne znižuje so zvýšením koncentrácie roztoku a gély pri teplote miestnosti po dosiahnutí určitej koncentrácie. Gelačná koncentrácia HPMC je vyššia pri teplote miestnosti.
Konzistentnosť sa dá upraviť aj výberom veľkosti častíc a výberom éterov celulózy s rôznymi stupňami modifikácie. Takzvaná modifikácia je zaviesť určitý stupeň substitúcie hydroxyalkylových skupín na štruktúru kostry MC. Zmenou hodnoty relatívnej substitúcie týchto dvoch substituentov, to znamená hodnoty relatívnej substitúcie DS a MS v metoxy a hydroxyalkylových skupinách, ktoré často hovoríme. Rôzne požiadavky na výkon celulózy éteru sa môžu získať zmenou hodnoty relatívnej substitúcie týchto dvoch substituentov.
Z obrázku 4 vidíme vzťah medzi konzistentnosťou a úpravou. Pridanie celulózového éteru na obrázku 5 ovplyvňuje spotrebu vody v malty a mení pomer vody k cementu, čo je zahusťujúci účinok. Čím vyššia je dávka, tým väčšia je spotreba vody.
Celulózové étery používané v práškových stavebných materiáloch sa musia rýchlo rozpúšťať v studenej vode a poskytnúť systém pre systém vhodnú konzistenciu. Ak sa dostane určitá šmyková rýchlosť, stále sa stáva flokulentným a koloidným blokom, ktorý je neštandardným alebo kvalitným produktom.
Existuje tiež dobrý lineárny vzťah medzi konzistentnosťou cementovej pasty a dávkou celulózového éteru. Celulózový éter môže výrazne zvýšiť viskozitu malty. Čím väčšia je dávka, tým je zrejmejší účinok, pozri obrázok 6.
Vysoko viskozita celulóza éterového roztoku má vysokú tixotropiu, ktorá je tiež hlavnou charakteristikou celulózového éteru. Vodné roztoky polymérov typu MC majú zvyčajne pseudoplastickú a nemixotropnú plynulosť pod teplotou gélu, ale newtonovské prietokové vlastnosti pri nízkych šmykových rýchlostiach. Pseudoplasticita sa zvyšuje s molekulovou hmotnosťou alebo koncentráciou celulózového éteru, bez ohľadu na typ substituentu a stupeň substitúcie. Preto étery celulózy rovnakého stupňa viskozity, bez ohľadu na MC, HPMC, HEMC, budú vždy vykazovať rovnaké reologické vlastnosti, pokiaľ sa koncentrácia a teplota udržiavajú konštantné. Po zvýšení teploty sa tvoria štrukturálne gély a vyskytujú sa vysoko tixotropné toky. Vysoká koncentrácia a celulóza s nízkou viskozitou vykazujú tixotropiu ešte pod teplotou gélu. Táto nehnuteľnosť je veľmi výhodná pre úpravu vyrovnávania a prepadnutia pri výstavbe stavebnej malty. Tu je potrebné vysvetliť, že čím vyššia je viskozita celulózového éteru, tým lepšia je retencia vody, ale čím vyššia je viskozita, tým vyššia je relatívna molekulová hmotnosť celulózového éteru a zodpovedajúce zníženie jeho rozpustnosti, čo má negatívny vplyv na koncentráciu a koncentráciu malty. Čím vyššia je viskozita, tým je zrejmejší účinok zahusťovania na maltu, ale nie je úplne úmerná. Niektoré stredné a nízky viskozita, ale modifikovaný celulózový éter má lepšiu výkonnosť pri zlepšovaní štrukturálnej sily mokrej malty. So zvýšením viskozity sa zvyšuje zadržanie vody celulózového éteru.
Čas príspevku: 18. február-2023