L'èter de cel·lulosa és un polímer sintètic fet de cel·lulosa natural mitjançant modificació química.L'èter de cel·lulosa és un derivat de la cel·lulosa natural.La producció d'èter de cel·lulosa és diferent dels polímers sintètics.El seu material més bàsic és la cel·lulosa, un compost de polímer natural.A causa de la particularitat de l'estructura natural de la cel·lulosa, la cel·lulosa en si no té capacitat per reaccionar amb agents d'eterificació.Tanmateix, després del tractament de l'agent d'inflor, els forts enllaços d'hidrogen entre les cadenes moleculars i les cadenes es destrueixen i l'alliberament actiu del grup hidroxil es converteix en una cel·lulosa alcalina reactiva.Obtenir èter de cel·lulosa.
Les propietats dels èters de cel·lulosa depenen del tipus, nombre i distribució dels substituents.La classificació dels èters de cel·lulosa també es basa en el tipus de substituents, el grau d'eterificació, la solubilitat i les propietats d'aplicació relacionades.Segons el tipus de substituents de la cadena molecular, es pot dividir en monoèter i èter mixt.Normalment fem servir mc com a monoèter i HPmc com a èter mixt.L'èter de metil cel·lulosa mc és el producte després que el grup hidroxil de la unitat de glucosa de la cel·lulosa natural sigui substituït pel grup metoxi.És un producte obtingut substituint una part del grup hidroxil de la unitat per un grup metoxi i una altra part per un grup hidroxipropil.La fórmula estructural és [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroxietil metil cel·lulosa èter HEmc, aquestes són les principals varietats àmpliament utilitzades i venudes al mercat.
Pel que fa a la solubilitat, es pot dividir en iònic i no iònic.Els èters de cel·lulosa no iònics solubles en aigua es componen principalment de dues sèries d'èters alquílics i èters hidroxialquils.Ionic Cmc s'utilitza principalment en detergents sintètics, impressió i tenyit tèxtils, exploració d'aliments i petroli.Els mc no iònics, HPmc, HEmc, etc. s'utilitzen principalment en materials de construcció, recobriments de làtex, medicaments, productes químics diaris, etc. S'utilitzen com a espessidor, agent de retenció d'aigua, estabilitzador, dispersant i agent de formació de pel·lícules.
Retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa
En la producció de materials de construcció, especialment morter mescla en sec, l'èter de cel·lulosa té un paper insubstituïble, especialment en la producció de morter especial (morter modificat), és un component indispensable i important.
El paper important de l'èter de cel·lulosa soluble en aigua al morter té principalment tres aspectes, un és una excel·lent capacitat de retenció d'aigua, l'altre és la influència en la consistència i la tixotropia del morter i el tercer és la interacció amb el ciment.
L'efecte de retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa depèn de l'absorció d'aigua de la capa base, de la composició del morter, del gruix de la capa de morter, de la demanda d'aigua del morter i del temps de presa del material de fixació.La retenció d'aigua del propi èter de cel·lulosa prové de la solubilitat i deshidratació del mateix èter de cel·lulosa.Com tots sabem, encara que la cadena molecular de la cel·lulosa conté un gran nombre de grups OH altament hidratables, no és soluble en aigua, perquè l'estructura de la cel·lulosa té un alt grau de cristal·linitat.La capacitat d'hidratació dels grups hidroxil per si sol no és suficient per cobrir els forts enllaços d'hidrogen i les forces de van der Waals entre les molècules.Per tant, només s'infla però no es dissol a l'aigua.Quan s'introdueix un substituent a la cadena molecular, no només el substituent destrueix la cadena d'hidrogen, sinó que també es destrueix l'enllaç d'hidrogen entre cadenes a causa de la falca del substituent entre cadenes adjacents.Com més gran sigui el substituent, més gran serà la distància entre les molècules.Com més gran sigui la distància.Com més gran sigui l'efecte de la destrucció dels enllaços d'hidrogen, l'èter de cel·lulosa es torna soluble en aigua després que la xarxa de cel·lulosa s'expandeixi i la solució hi entri, formant una solució d'alta viscositat.Quan la temperatura augmenta, la hidratació del polímer es debilita i l'aigua entre les cadenes és expulsada.Quan l'efecte de deshidratació és suficient, les molècules comencen a agregar-se, formant un gel d'estructura de xarxa tridimensional i plegat.Els factors que afecten la retenció d'aigua del morter inclouen la viscositat de l'èter de cel·lulosa, la quantitat afegida, la finesa de les partícules i la temperatura d'ús.
Com més gran sigui la viscositat de l'èter de cel·lulosa, millor serà el rendiment de retenció d'aigua i major serà la viscositat de la solució de polímer.Depenent del pes molecular (grau de polimerització) del polímer, també està determinat per la longitud de la cadena de l'estructura molecular i la forma de la cadena, i la distribució dels tipus i quantitats dels substituents també afecta directament el seu rang de viscositat.[η]=Kmα
[η] Viscositat intrínseca de la solució de polímer
m pes molecular del polímer
constant característica del polímer α
K coeficient de solució de viscositat
La viscositat d'una solució de polímer depèn del pes molecular del polímer.La viscositat i la concentració de la solució d'èter de cel·lulosa estan relacionades amb l'aplicació en diversos camps.Per tant, cada èter de cel·lulosa té moltes especificacions de viscositat diferents, i l'ajust de la viscositat es realitza principalment per la degradació de la cel·lulosa alcalina, és a dir, la ruptura de cadenes moleculars de cel·lulosa.
Com més gran sigui la quantitat d'èter de cel·lulosa afegit al morter, millor serà el rendiment de retenció d'aigua i com més gran sigui la viscositat, millor serà el rendiment de retenció d'aigua.
Per a la mida de la partícula, com més fina sigui la partícula, millor serà la retenció d'aigua (vegeu la figura 3).Després que les grans partícules d'èter de cel·lulosa entren en contacte amb l'aigua, la superfície es dissol immediatament i forma un gel per embolicar el material per evitar que les molècules d'aigua continuïn infiltrant-se.De vegades no es pot dispersar i dissoldre uniformement fins i tot després d'una agitació a llarg termini, formant una solució floculent ennuvolada o aglomeració.Afecta molt a la retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa i la solubilitat és un dels factors per triar l'èter de cel·lulosa.
Engrossiment i tixotropia de l'èter de cel·lulosa
La segona funció de l'èter de cel·lulosa: espessiment depèn de: el grau de polimerització de l'èter de cel·lulosa, la concentració de la solució, la velocitat de cisalla, la temperatura i altres condicions.La propietat gelificant de la solució és exclusiva de l'alquil cel·lulosa i els seus derivats modificats.Les propietats de gelificació estan relacionades amb el grau de substitució, la concentració de la solució i els additius.Per als derivats modificats amb hidroxialquil, les propietats del gel també estan relacionades amb el grau de modificació d'hidroxialquil.Per a mc i HPmc amb baixa viscositat, es pot preparar una solució de concentració del 10% al 15%, es pot preparar una solució al 5% al 10% per a mc i HPmc de viscositat mitjana i es pot preparar una solució al 2% al 3% per a mc d'alta viscositat i HPmc, i normalment La classificació de la viscositat de l'èter de cel·lulosa també es classifica amb una solució d'1%-2%.L'èter de cel·lulosa d'alt pes molecular té una alta eficiència d'espessiment.En la mateixa solució de concentració, polímers amb diferents pesos moleculars tenen diferents viscositats.Grau alt.La viscositat objectiu només es pot aconseguir afegint una gran quantitat d'èter de cel·lulosa de baix pes molecular.La seva viscositat depèn poc de la velocitat de cisalla, i l'alta viscositat arriba a la viscositat objectiu, i la quantitat d'addició necessària és petita, i la viscositat depèn de l'eficiència de l'engrossiment.Per tant, per aconseguir una certa consistència, s'ha de garantir una certa quantitat d'èter de cel·lulosa (concentració de la solució) i la viscositat de la solució.La temperatura del gel de la solució també disminueix linealment amb l'augment de la concentració de la solució, i es gelifica a temperatura ambient després d'arribar a una certa concentració.La concentració de gelificació de HPmc és més alta a temperatura ambient.
La consistència també es pot ajustar escollint la mida de les partícules i escollint èters de cel·lulosa amb diferents graus de modificació.L'anomenada modificació consisteix a introduir un cert grau de substitució de grups hidroxialquil a l'estructura de l'esquelet de mc.En canviar els valors de substitució relativa dels dos substituents, és a dir, els valors de substitució relativa DS i ms dels grups metoxi i hidroxialquil que sovint diem.Es poden obtenir diversos requisits de rendiment de l'èter de cel·lulosa canviant els valors de substitució relatius dels dos substituents.
Els èters de cel·lulosa utilitzats en materials de construcció en pols s'han de dissoldre ràpidament en aigua freda i proporcionar una consistència adequada per al sistema.Si se li dóna una certa velocitat de cisalla, encara es converteix en un bloc floculent i col·loïdal, que és un producte de baixa qualitat o de mala qualitat.
També hi ha una bona relació lineal entre la consistència de la pasta de ciment i la dosi d'èter de cel·lulosa.L'èter de cel·lulosa pot augmentar molt la viscositat del morter.Com més gran sigui la dosi, més evident serà l'efecte, vegeu la figura 6
La solució aquosa d'èter de cel·lulosa d'alta viscositat té una alta tixotropia, que també és una característica important de l'èter de cel·lulosa.Les solucions aquoses de polímers de tipus Mc solen tenir una fluïdesa pseudoplàstica i no tixotròpica per sota de la seva temperatura de gel, però propietats de flux newtonians a baixes velocitats de cisalla.La pseudoplasticitat augmenta amb el pes molecular o la concentració d'èter de cel·lulosa, independentment del tipus de substituent i del grau de substitució.Per tant, els èters de cel·lulosa del mateix grau de viscositat, sense importar mc, HPmc, HEmc, sempre mostraran les mateixes propietats reològiques sempre que la concentració i la temperatura es mantinguin constants.Els gels estructurals es formen quan s'eleva la temperatura i es produeixen fluxos altament tixotròpics.Els èters de cel·lulosa d'alta concentració i baixa viscositat mostren tixotropia fins i tot per sota de la temperatura del gel.Aquesta propietat és de gran benefici per a l'ajust de l'anivellament i la flacciditat en la construcció de morter de construcció.Aquí s'ha d'explicar que com més gran sigui la viscositat de l'èter de cel·lulosa, millor serà la retenció d'aigua, però com més gran sigui la viscositat, més gran serà el pes molecular relatiu de l'èter de cel·lulosa i la corresponent disminució de la seva solubilitat, que té un impacte negatiu. sobre la concentració del morter i el rendiment de la construcció.Com més gran sigui la viscositat, més evident serà l'efecte espessidor del morter, però no és completament proporcional.Una mica de viscositat mitjana i baixa, però l'èter de cel·lulosa modificat té un millor rendiment en la millora de la resistència estructural del morter humit.Amb l'augment de la viscositat, la retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa millora.
Hora de publicació: 22-nov-2022