L'etere di cellulosa è un polimero sintetico ottenuto dalla cellulosa naturale mediante modificazione chimica.L'etere di cellulosa è un derivato della cellulosa naturale.La produzione dell'etere di cellulosa è diversa dai polimeri sintetici.Il suo materiale più elementare è la cellulosa, un composto polimerico naturale.A causa della particolarità della struttura naturale della cellulosa, la cellulosa stessa non ha la capacità di reagire con gli agenti eterificanti.Tuttavia, dopo il trattamento con l'agente rigonfiante, i forti legami idrogeno tra le catene molecolari e le catene vengono distrutti e il rilascio attivo del gruppo ossidrile diventa una cellulosa alcalina reattiva.Procurati l'etere di cellulosa.
Le proprietà degli eteri di cellulosa dipendono dal tipo, dal numero e dalla distribuzione dei sostituenti.La classificazione degli eteri di cellulosa si basa anche sul tipo di sostituenti, sul grado di eterificazione, sulla solubilità e sulle relative proprietà applicative.A seconda del tipo di sostituenti sulla catena molecolare, può essere diviso in monoetere ed etere misto.Di solito usiamo mc come monoetere e HPmc come etere misto.L'etere di metilcellulosa mc è il prodotto dopo che il gruppo ossidrile sull'unità di glucosio della cellulosa naturale è stato sostituito dal gruppo metossi.È un prodotto ottenuto sostituendo sull'unità una parte del gruppo idrossile con un gruppo metossi e un'altra parte con un gruppo idrossipropile.La formula strutturale è [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Idrossietilmetilcellulosa etere HEmc, queste sono le principali varietà ampiamente utilizzate e vendute sul mercato.
In termini di solubilità, può essere diviso in ionico e non ionico.Gli eteri di cellulosa non ionici solubili in acqua sono composti principalmente da due serie di eteri alchilici ed eteri idrossialchilici.Ionic Cmc è utilizzato principalmente nei detergenti sintetici, nella stampa e tintura tessile, nell'esplorazione alimentare e petrolifera.MC non ionico, HPmc, HEmc, ecc. Sono utilizzati principalmente in materiali da costruzione, rivestimenti in lattice, medicinali, prodotti chimici quotidiani, ecc. Utilizzati come addensante, agente di ritenzione idrica, stabilizzante, disperdente e agente filmogeno.
Ritenzione idrica dell'etere di cellulosa
Nella produzione di materiali da costruzione, in particolare malte miste a secco, l'etere di cellulosa svolge un ruolo insostituibile, soprattutto nella produzione di malte speciali (malte modificate), è un componente indispensabile e importante.
L'importante ruolo dell'etere di cellulosa idrosolubile nella malta ha principalmente tre aspetti, uno è l'eccellente capacità di ritenzione idrica, l'altro è l'influenza sulla consistenza e la tixotropia della malta e il terzo è l'interazione con il cemento.
L'effetto di ritenzione idrica dell'etere di cellulosa dipende dall'assorbimento d'acqua dello strato di base, dalla composizione della malta, dallo spessore dello strato di malta, dalla richiesta di acqua della malta e dal tempo di presa del materiale.La ritenzione idrica dell'etere di cellulosa stesso deriva dalla solubilità e dalla disidratazione dell'etere di cellulosa stesso.Come tutti sappiamo, sebbene la catena molecolare della cellulosa contenga un gran numero di gruppi OH altamente idratabili, essa non è solubile in acqua, poiché la struttura della cellulosa ha un elevato grado di cristallinità.La capacità di idratazione dei soli gruppi idrossilici non è sufficiente a coprire i forti legami idrogeno e le forze di van der Waals tra le molecole.Pertanto si gonfia solo ma non si dissolve in acqua.Quando un sostituente viene introdotto nella catena molecolare, non solo il sostituente distrugge la catena dell'idrogeno, ma anche il legame idrogeno intercatena viene distrutto a causa dell'incuneamento del sostituente tra catene adiacenti.Più grande è il sostituente, maggiore è la distanza tra le molecole.Maggiore è la distanza.Maggiore è l'effetto di distruzione dei legami idrogeno, l'etere di cellulosa diventa solubile in acqua dopo che il reticolo di cellulosa si espande e la soluzione entra, formando una soluzione ad alta viscosità.Quando la temperatura aumenta, l'idratazione del polimero si indebolisce e l'acqua tra le catene viene espulsa.Quando l'effetto di disidratazione è sufficiente, le molecole cominciano ad aggregarsi, formando una struttura a rete tridimensionale gelificata e ripiegata.I fattori che influenzano la ritenzione idrica della malta comprendono la viscosità dell'etere di cellulosa, la quantità aggiunta, la finezza delle particelle e la temperatura di utilizzo.
Maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la prestazione di ritenzione idrica e maggiore è la viscosità della soluzione polimerica.A seconda del peso molecolare (grado di polimerizzazione) del polimero, questo è determinato anche dalla lunghezza della catena della struttura molecolare e dalla forma della catena, e anche la distribuzione dei tipi e delle quantità dei sostituenti influisce direttamente sul suo intervallo di viscosità.[η]=Kmα
[η] Viscosità intrinseca della soluzione polimerica
m peso molecolare del polimero
Costante caratteristica del polimero α
Coefficiente di viscosità della soluzione K
La viscosità di una soluzione polimerica dipende dal peso molecolare del polimero.La viscosità e la concentrazione della soluzione di etere di cellulosa sono correlate all'applicazione in vari campi.Pertanto, ciascun etere di cellulosa ha molte specifiche di viscosità diverse e la regolazione della viscosità si realizza principalmente attraverso la degradazione della cellulosa alcalina, ovvero la rottura delle catene molecolari della cellulosa.
Maggiore è la quantità di etere di cellulosa aggiunta alla malta, migliore sarà la prestazione di ritenzione dell'acqua, mentre maggiore è la viscosità, migliore sarà la prestazione di ritenzione dell'acqua.
Per quanto riguarda la dimensione delle particelle, più fine è la particella, migliore è la ritenzione idrica (vedere Figura 3).Dopo che le grandi particelle di etere di cellulosa entrano in contatto con l'acqua, la superficie si dissolve immediatamente e forma un gel che avvolge il materiale per evitare che le molecole d'acqua continuino a infiltrarsi.A volte non può essere disperso e sciolto uniformemente anche dopo un'agitazione a lungo termine, formando una soluzione o un'agglomerazione flocculante torbida.Influisce notevolmente sulla ritenzione idrica dell'etere di cellulosa e la solubilità è uno dei fattori per la scelta dell'etere di cellulosa.
Ispessimento e tissotropia dell'etere di cellulosa
La seconda funzione dell'etere di cellulosa – l'ispessimento dipende da: grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa, concentrazione della soluzione, velocità di taglio, temperatura e altre condizioni.La proprietà gelificante della soluzione è unica dell'alchilcellulosa e dei suoi derivati modificati.Le proprietà di gelificazione sono correlate al grado di sostituzione, alla concentrazione della soluzione e agli additivi.Per i derivati modificati con idrossialchile, le proprietà del gel sono anche correlate al grado di modifica dell'idrossialchile.Per mc e HPmc a bassa viscosità, è possibile preparare una soluzione con concentrazione al 10%-15%, una soluzione al 5%-10% per mc e HPmc a media viscosità e una soluzione al 2%-3% per mc e HPmc ad alta viscosità. HPmc, e solitamente anche la classificazione della viscosità dell'etere di cellulosa è classificata con una soluzione all'1% -2%.L'etere di cellulosa ad alto peso molecolare ha un'elevata efficienza di addensamento.Nella stessa soluzione di concentrazione, i polimeri con pesi molecolari diversi hanno viscosità diverse.Alto grado.La viscosità target può essere ottenuta solo aggiungendo una grande quantità di etere di cellulosa a basso peso molecolare.La sua viscosità dipende poco dalla velocità di taglio e l'elevata viscosità raggiunge la viscosità target e la quantità di aggiunta richiesta è piccola e la viscosità dipende dall'efficienza dell'addensamento.Pertanto, per ottenere una certa consistenza, è necessario garantire una certa quantità di etere di cellulosa (concentrazione della soluzione) e viscosità della soluzione.Anche la temperatura del gel della soluzione diminuisce linearmente con l'aumento della concentrazione della soluzione e gelifica a temperatura ambiente dopo aver raggiunto una certa concentrazione.La concentrazione di gelificazione di HPmc è maggiore a temperatura ambiente.
La consistenza può anche essere regolata scegliendo la dimensione delle particelle e scegliendo eteri di cellulosa con diversi gradi di modifica.La cosiddetta modifica consiste nell'introdurre un certo grado di sostituzione dei gruppi idrossialchilici sulla struttura scheletrica di mc.Modificando i valori di sostituzione relativi dei due sostituenti, cioè i valori di sostituzione relativi DS e ms dei gruppi metossi e idrossialchilici che spesso diciamo.Vari requisiti prestazionali dell'etere di cellulosa possono essere ottenuti modificando i valori di sostituzione relativi dei due sostituenti.
Gli eteri di cellulosa utilizzati nei materiali da costruzione in polvere devono dissolversi rapidamente in acqua fredda e fornire una consistenza adeguata al sistema.Se gli viene data una certa velocità di taglio, diventa comunque flocculante e blocco colloidale, che è un prodotto scadente o di scarsa qualità.
Esiste inoltre un buon rapporto lineare tra la consistenza della pasta di cemento ed il dosaggio dell'etere di cellulosa.L'etere di cellulosa può aumentare notevolmente la viscosità della malta.Maggiore è il dosaggio, più evidente è l'effetto, vedere Figura 6
La soluzione acquosa di etere di cellulosa ad alta viscosità ha un'elevata tixotropia, che è anche una caratteristica importante dell'etere di cellulosa.Le soluzioni acquose di polimeri di tipo Mc solitamente hanno una fluidità pseudoplastica e non tissotropica al di sotto della temperatura del gel, ma proprietà di flusso newtoniane a basse velocità di taglio.La pseudoplasticità aumenta con il peso molecolare o la concentrazione dell'etere di cellulosa, indipendentemente dal tipo di sostituente e dal grado di sostituzione.Pertanto, gli eteri di cellulosa dello stesso grado di viscosità, indipendentemente da mc, HPmc, HEmc, mostreranno sempre le stesse proprietà reologiche purché la concentrazione e la temperatura siano mantenute costanti.I gel strutturali si formano quando la temperatura aumenta e si verificano flussi altamente tixotropici.Gli eteri di cellulosa ad alta concentrazione e bassa viscosità mostrano tissotropia anche al di sotto della temperatura del gel.Questa proprietà è di grande beneficio per la regolazione del livellamento e del cedimento nella costruzione della malta da costruzione.È necessario spiegare qui che maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la ritenzione idrica, ma maggiore è la viscosità, maggiore è il peso molecolare relativo dell'etere di cellulosa e la corrispondente diminuzione della sua solubilità, che ha un impatto negativo sulla concentrazione della malta e sulle prestazioni della costruzione.Maggiore è la viscosità, più evidente è l'effetto addensante sulla malta, ma non è del tutto proporzionale.Alcuni hanno una viscosità media e bassa, ma l'etere di cellulosa modificato ha prestazioni migliori nel migliorare la resistenza strutturale della malta bagnata.Con l'aumento della viscosità migliora la ritenzione idrica dell'etere di cellulosa.
Orario di pubblicazione: 22 novembre 2022