Celluloseether er en syntetisk polymer fremstillet af naturlig cellulose gennem kemisk modifikation.Celluloseether er et derivat af naturlig cellulose.Produktionen af celluloseether er forskellig fra syntetiske polymerer.Dets mest grundlæggende materiale er cellulose, en naturlig polymerforbindelse.På grund af det særlige ved den naturlige cellulosestruktur har cellulosen i sig selv ingen evne til at reagere med etherificeringsmidler.Men efter behandlingen af kvældningsmidlet ødelægges de stærke hydrogenbindinger mellem molekylkæderne og kæderne, og den aktive frigivelse af hydroxylgruppen bliver til en reaktiv alkalicellulose.Få celluloseether.
Egenskaberne af celluloseethere afhænger af typen, antallet og fordelingen af substituenter.Klassificeringen af celluloseethere er også baseret på typen af substituenter, etherificeringsgrad, opløselighed og relaterede anvendelsesegenskaber.Afhængigt af typen af substituenter på molekylkæden kan den opdeles i monoether og blandet ether.Vi bruger normalt mc som monoether og HPmc som blandet ether.Methylcelluloseether mc er produktet efter at hydroxylgruppen på glukoseenheden i naturlig cellulose er substitueret med methoxygruppen.Det er et produkt opnået ved at substituere en del af hydroxylgruppen på enheden med en methoxygruppe og en anden del med en hydroxypropylgruppe.Strukturformlen er [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hydroxyethylmethylcelluloseether HEmc, disse er de vigtigste sorter, der i vid udstrækning anvendes og sælges på markedet.
Med hensyn til opløselighed kan den opdeles i ionisk og ikke-ionisk.Vandopløselige ikke-ioniske celluloseethere er hovedsageligt sammensat af to serier af alkylethere og hydroxyalkylethere.Ionic Cmc bruges hovedsageligt i syntetiske vaskemidler, tekstiltryk og farvning, fødevare- og olieudforskning.Ikke-ionisk mc, HPmc, HEmc osv. anvendes hovedsageligt i byggematerialer, latexbelægninger, medicin, daglige kemikalier osv. Anvendes som fortykningsmiddel, vandtilbageholdende middel, stabilisator, dispergeringsmiddel og filmdannende middel.
Vandretention af celluloseether
Ved fremstilling af byggematerialer, især tørblandet mørtel, spiller celluloseether en uerstattelig rolle, især ved fremstilling af specialmørtel (modificeret mørtel), er det en uundværlig og vigtig komponent.
Den vigtige rolle for vandopløselig celluloseether i mørtel har hovedsageligt tre aspekter, den ene er fremragende vandretentionskapacitet, den anden er indflydelsen på mørtelens konsistens og thixotropi, og den tredje er interaktionen med cement.
Vandtilbageholdelseseffekten af celluloseether afhænger af grundlagets vandoptagelse, mørtlens sammensætning, tykkelsen af mørtellaget, mørtlens vandbehov og afbindingstiden for afbindingsmaterialet.Selve vandretentionen af celluloseether kommer fra selve celluloseetherens opløselighed og dehydrering.Som vi alle ved, selvom cellulosemolekylekæden indeholder et stort antal meget hydratiserbare OH-grupper, er den ikke opløselig i vand, fordi cellulosestrukturen har en høj grad af krystallinitet.Hydratiseringsevnen af hydroxylgrupper alene er ikke nok til at dække de stærke hydrogenbindinger og van der Waals-kræfter mellem molekyler.Derfor svulmer den kun, men opløses ikke i vand.Når en substituent indføres i molekylkæden, ødelægger ikke kun substituenten hydrogenkæden, men også den interkæde-hydrogenbinding ødelægges på grund af sammenkilingen af substituenten mellem tilstødende kæder.Jo større substituent, jo større er afstanden mellem molekylerne.Jo større afstand.Jo større virkningen af at ødelægge brintbindinger er, bliver celluloseetheren vandopløselig, efter at cellulosegitteret udvider sig, og opløsningen trænger ind og danner en opløsning med høj viskositet.Når temperaturen stiger, svækkes hydreringen af polymeren, og vandet mellem kæderne drives ud.Når dehydreringseffekten er tilstrækkelig, begynder molekylerne at aggregere og danne en tredimensionel netværksstrukturgel og foldes ud.Faktorer, der påvirker vandtilbageholdelsen af mørtel omfatter viskositeten af celluloseether, den tilsatte mængde, partiklernes finhed og brugstemperaturen.
Jo højere viskositeten af celluloseetheren er, jo bedre er vandretentionsydelsen, og jo højere er viskositeten af polymeropløsningen.Afhængigt af polymerens molekylvægt (polymerisationsgrad) bestemmes den også af kædelængden af molekylstrukturen og kædens form, og fordelingen af substituenternes typer og mængder påvirker også direkte dets viskositetsområde.[η]=Kmα
[η] Indre viskositet af polymeropløsning
m polymer molekylvægt
α polymer karakteristisk konstant
K viskositetsopløsningskoefficient
Viskositeten af en polymeropløsning afhænger af polymerens molekylvægt.Viskositeten og koncentrationen af celluloseetheropløsning er relateret til anvendelsen på forskellige områder.Derfor har hver celluloseether mange forskellige viskositetsspecifikationer, og justeringen af viskositet realiseres hovedsageligt ved nedbrydning af alkalicellulose, det vil sige brydning af cellulosemolekylære kæder.
Jo større mængde celluloseether, der tilsættes til mørtlen, desto bedre er vandretentionsevnen, og jo højere viskositeten er, desto bedre er vandretentionsevnen.
For partikelstørrelsen gælder, at jo finere partikel, desto bedre er vandretentionen (se figur 3).Efter at de store partikler af celluloseether er kommet i kontakt med vand, opløses overfladen straks og danner en gel, der pakker materialet ind for at forhindre vandmolekyler i at fortsætte med at infiltrere.Nogle gange kan det ikke dispergeres ensartet og opløses, selv efter langvarig omrøring, hvilket danner en uklar flokkulerende opløsning eller agglomeration.Det påvirker i høj grad vandretentionen af celluloseether, og opløselighed er en af faktorerne for at vælge celluloseether.
Fortykkelse og tiksotropi af celluloseether
Den anden funktion af celluloseether - fortykkelse afhænger af: graden af polymerisation af celluloseether, opløsningskoncentration, forskydningshastighed, temperatur og andre forhold.Opløsningens geleringsegenskab er unik for alkylcellulose og dens modificerede derivater.Geleringsegenskaberne er relateret til graden af substitution, opløsningskoncentration og tilsætningsstoffer.For hydroxyalkylmodificerede derivater er gelegenskaberne også relateret til modifikationsgraden af hydroxyalkyl.Til mc og HPmc med lav viskositet kan der fremstilles 10%-15% opløsning, 5%-10% opløsning kan fremstilles til medium viskositet mc og HPmc, og 2%-3% opløsning kan fremstilles til høj viskositet mc og HPmc, og normalt Viskositetsklassificeringen af celluloseether er også graderet med 1%-2% opløsning.Celluloseether med høj molekylvægt har høj fortykningseffektivitet.I den samme koncentrationsopløsning har polymerer med forskellige molekylvægte forskellige viskositeter.Høj grad.Målviskositeten kan kun opnås ved at tilsætte en stor mængde lavmolekylær celluloseether.Dens viskositet er ringe afhængig af forskydningshastigheden, og den høje viskositet når målviskositeten, og den nødvendige tilsætningsmængde er lille, og viskositeten afhænger af fortykkelseseffektiviteten.For at opnå en vis konsistens skal der derfor garanteres en vis mængde celluloseether (koncentration af opløsningen) og opløsningens viskositet.Opløsningens geltemperatur falder også lineært med stigningen i opløsningens koncentration, og geler ved stuetemperatur efter at have nået en vis koncentration.Geleringskoncentrationen af HPmc er højere ved stuetemperatur.
Konsistensen kan også justeres ved at vælge partikelstørrelse og vælge celluloseethere med forskellige grader af modifikation.Den såkaldte modifikation er at indføre en vis grad af substitution af hydroxyalkylgrupper på skeletstrukturen af mc.Ved at ændre de relative substitutionsværdier for de to substituenter, det vil sige de DS og ms relative substitutionsværdier for de methoxy- og hydroxyalkylgrupper, som vi ofte siger.Forskellige krav til ydeevne for celluloseether kan opnås ved at ændre de relative substitutionsværdier for de to substituenter.
Celluloseethere, der anvendes i pulveriserede byggematerialer, skal hurtigt opløses i koldt vand og give en passende konsistens til systemet.Hvis den får en vis forskydningshastighed, bliver den stadig flokkulent og kolloid blok, hvilket er et produkt af understandard eller dårlig kvalitet.
Der er også et godt lineært forhold mellem konsistensen af cementpasta og doseringen af celluloseether.Celluloseether kan i høj grad øge viskositeten af mørtel.Jo større dosis, jo mere tydelig er effekten, se figur 6
Vandig opløsning af celluloseether med høj viskositet har høj thixotropi, hvilket også er et væsentligt kendetegn ved celluloseether.Vandige opløsninger af polymerer af Mc-typen har sædvanligvis pseudoplastisk og ikke-thixotropisk fluiditet under deres geltemperatur, men Newtonske strømningsegenskaber ved lave forskydningshastigheder.Pseudoplasticiteten stiger med molekylvægten eller koncentrationen af celluloseether, uanset typen af substituent og graden af substitution.Derfor vil celluloseethere af samme viskositetsgrad, uanset mc, HPmc, HEmc, altid vise de samme rheologiske egenskaber, så længe koncentrationen og temperaturen holdes konstant.Strukturelle geler dannes, når temperaturen hæves, og der opstår stærkt tixotrope strømninger.Celluloseethere med høj koncentration og lav viskositet viser thixotropi selv under geltemperaturen.Denne egenskab er til stor gavn for justering af nivellering og nedbøjning ved konstruktion af byggemørtel.Det skal forklares her, at jo højere viskositeten af celluloseether, jo bedre er vandretentionen, men jo højere viskositet, jo højere er den relative molekylvægt af celluloseether, og det tilsvarende fald i dens opløselighed, hvilket har en negativ indvirkning. på mørtelkoncentrationen og konstruktionsydelsen.Jo højere viskositet, jo mere tydelig er den fortykkende effekt på mørtlen, men den er ikke helt proportional.Noget medium og lav viskositet, men den modificerede celluloseether har bedre ydeevne til at forbedre den strukturelle styrke af våd mørtel.Med forøgelsen af viskositeten forbedres vandretentionen af celluloseether.
Indlægstid: 22. november 2022