셀룰로오스 에테르는 천연 셀룰로오스를 화학적 변형을 통해 만든 합성 고분자입니다. 셀룰로오스 에테르는 천연 셀룰로오스의 유도체입니다. 셀룰로오스 에테르의 생산 과정은 합성 고분자와 다릅니다. 셀룰로오스 에테르의 가장 기본적인 물질은 천연 고분자 화합물인 셀룰로오스입니다. 천연 셀룰로오스 구조의 특수성으로 인해 셀룰로오스 자체는 에테르화제와 반응할 수 없습니다. 그러나 팽윤제를 처리하면 분자 사슬과 사슬 사이의 강력한 수소 결합이 파괴되고, 히드록시기가 활성적으로 방출되어 반응성 알칼리 셀룰로오스가 됩니다. 셀룰로오스 에테르를 얻습니다.
셀룰로스 에테르의 특성은 치환기의 종류, 수, 분포에 따라 달라집니다. 셀룰로스 에테르의 분류는 또한 치환기의 종류, 에테르화도, 용해도 및 관련 응용 특성에 따라 달라집니다. 분자 사슬의 치환기 종류에 따라 모노에테르와 혼합 에테르로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 사용하는 MC는 모노에테르이고 HPMC는 혼합 에테르입니다. 메틸 셀룰로스 에테르 MC는 천연 셀룰로스의 포도당 단위에 있는 히드록실기가 메톡시로 치환된 제품입니다. 단위의 히드록실기 일부를 메톡시기로, 다른 일부를 히드록시프로필기로 치환하여 얻은 제품입니다. 구조식은 [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x 히드록시에틸 메틸 셀룰로스 에테르 HEMC이며, 이는 시장에서 널리 사용되고 판매되는 주요 품종입니다.
용해도 측면에서 이온성과 비이온성으로 나눌 수 있습니다. 수용성 비이온성 셀룰로스 에테르는 주로 알킬 에테르와 히드록시알킬 에테르 두 계열로 구성됩니다. 이온성 CMC는 주로 합성 세제, 섬유 인쇄 및 염색, 식품 및 석유 탐사에 사용됩니다. 비이온성 MC, HPMC, HEMC 등은 주로 건축 자재, 라텍스 코팅, 의약품, 생활화학제품 등에 사용됩니다. 증점제, 보수제, 안정제, 분산제 및 필름 형성제로 사용됩니다.
셀룰로오스 에테르의 수분 보유
건축자재, 특히 건식혼합 모르타르 생산 시 셀룰로오스 에테르는 대체 불가능한 역할을 하며, 특히 특수 모르타르(변형 모르타르) 생산 시 필수적이고 중요한 구성 요소입니다.
수용성 셀룰로오스 에테르가 모르타르에서 중요한 역할을 하는 면은 크게 세 가지입니다. 하나는 우수한 보수력이고, 다른 하나는 모르타르의 점도와 틱소트로피에 영향을 미치는 면이고, 세 번째는 시멘트와의 상호작용입니다.
셀룰로스 에테르의 보수 효과는 기초층의 수분 흡수율, 모르타르의 조성, 모르타르 층의 두께, 모르타르의 수분 요구량, 그리고 응결 재료의 응결 시간에 따라 달라집니다. 셀룰로스 에테르 자체의 보수력은 셀룰로스 에테르 자체의 용해도와 탈수에 의해 결정됩니다. 잘 알려져 있듯이, 셀룰로스 분자 사슬은 수화성이 높은 OH기를 다량 함유하고 있지만, 셀룰로스 구조가 높은 결정성을 가지고 있기 때문에 물에 녹지 않습니다. 히드록시기의 수화 능력만으로는 분자 간의 강한 수소 결합과 반데르발스 힘을 감당할 수 없습니다. 따라서 팽윤만 할 뿐 물에 녹지 않습니다. 분자 사슬에 치환기가 도입되면 치환기가 수소 사슬을 파괴할 뿐만 아니라, 인접한 사슬 사이에 치환기가 끼어 사슬 간 수소 결합도 파괴됩니다. 치환기가 클수록 분자 사이의 거리가 멀어집니다. 거리가 멀수록 수소 결합 파괴 효과가 커질수록, 셀룰로스 에테르는 셀룰로스 격자가 팽창하고 용액이 침투한 후 수용성이 되어 고점도 용액을 형성합니다. 온도가 상승하면 중합체의 수화가 약해지고 사슬 사이의 물이 빠져나갑니다. 탈수 효과가 충분해지면 분자들이 응집되기 시작하여 3차원 네트워크 구조의 겔을 형성하고 접힙니다. 모르타르의 보수성에 영향을 미치는 요인으로는 셀룰로스 에테르의 점도, 첨가량, 입자의 미세도, 사용 온도 등이 있습니다.
셀룰로스 에테르의 점도가 높을수록 보수 성능이 우수하고, 고분자 용액의 점도도 높아집니다. 고분자의 분자량(중합도)에 따라 분자 구조의 사슬 길이와 사슬 모양이 결정되며, 치환기의 종류와 양의 분포 또한 점도 범위에 직접적인 영향을 미칩니다. [η]=Kmα
[η] 고분자 용액의 고유 점도
m 폴리머 분자량
α 폴리머 특성 상수
K 점도 용액 계수
고분자 용액의 점도는 고분자의 분자량에 따라 달라집니다. 셀룰로스 에테르 용액의 점도와 농도는 다양한 분야의 응용 분야와 관련이 있습니다. 따라서 각 셀룰로스 에테르는 다양한 점도 특성을 가지고 있으며, 점도 조절은 주로 알칼리 셀룰로스의 분해, 즉 셀룰로스 분자 사슬의 절단을 통해 이루어집니다.
모르타르에 셀룰로오스 에테르를 많이 첨가할수록 보수성능이 좋아지고, 점도가 높을수록 보수성능이 좋아진다.
입자 크기의 경우, 입자가 미세할수록 보수성이 우수합니다. 그림 3을 참조하십시오. 셀룰로스 에테르의 큰 입자가 물과 접촉하면 표면이 즉시 용해되어 겔을 형성하여 물질을 감싸 물 분자가 더 이상 침투하지 못하도록 합니다. 균일하지 않은 분산은 용해되어 탁한 응집 용액을 형성하거나 응집됩니다. 이는 셀룰로스 에테르의 보수성에 큰 영향을 미치며, 용해도는 셀룰로스 에테르를 선택하는 요소 중 하나입니다.
셀룰로오스 에테르의 증점 및 틱소트로피
셀룰로스 에테르의 두 번째 기능인 증점제는 셀룰로스 에테르의 중합도, 용액 농도, 전단 속도, 온도 및 기타 조건에 따라 달라집니다.용액의 겔화 특성은 알킬 셀룰로스 및 그 변형 유도체에 고유합니다.겔화 특성은 치환도, 용액 농도 및 첨가제와 관련이 있습니다.히드록시알킬 변형 유도체의 경우 겔 특성은 히드록시알킬의 변형도와도 관련이 있습니다.저점도 MC 및 HPMC의 경우 10%-15% 용액을 제조할 수 있고, 중간 점도 MC 및 HPMC는 5%-10% 용액을 제조할 수 있으며, 고점도 MC 및 HPMC는 2%-3% 용액만 제조할 수 있으며, 일반적으로 셀룰로스 에테르의 점도 분류도 1%-2% 용액으로 등급이 매겨집니다.고분자량 셀룰로스 에테르는 증점 효율이 높습니다.동일한 농도의 용액에서 분자량이 다른 중합체는 점도가 다릅니다.높은 정도.목표 점도는 많은 양의 저분자량 셀룰로스 에테르를 첨가해야만 달성할 수 있습니다. 점도는 전단 속도에 대한 의존성이 거의 없고, 높은 점도가 목표 점도에 도달하며, 필요한 첨가량은 적고 점도는 증점 효율에 따라 결정됩니다. 따라서 일정한 농도를 얻기 위해서는 일정량의 셀룰로스 에테르(용액 농도)와 용액 점도가 보장되어야 합니다. 용액의 겔 온도 또한 용액 농도가 증가함에 따라 선형적으로 감소하며, 일정 농도에 도달한 후 실온에서 겔화됩니다. HPMC의 겔화 농도는 실온에서 비교적 높습니다.
입자 크기를 선택하고 다양한 개질도를 가진 셀룰로스 에테르를 선택하여 일관성을 조절할 수도 있습니다. 소위 개질은 MC 골격 구조에 히드록시알킬기를 일정 정도 치환하는 것입니다. 두 치환기의 상대적인 치환값, 즉 우리가 흔히 말하는 메톡시 및 히드록시알킬기의 DS 및 MS 상대적인 치환값을 변경함으로써 가능합니다. 두 치환기의 상대적인 치환값을 변경함으로써 셀룰로스 에테르의 다양한 성능 요건을 충족할 수 있습니다.
분말 건축자재에 사용되는 셀룰로오스 에테르는 찬물에 빠르게 용해되어야 하며, 시스템에 적합한 농도를 제공해야 합니다. 특정 전단 속도를 가해도 여전히 응집성 및 콜로이드성 블록이 형성되어 품질이 좋지 않거나 불량한 제품이 됩니다.
시멘트 페이스트의 점도와 셀룰로스 에테르의 사용량 사이에도 좋은 선형 관계가 있습니다. 셀룰로스 에테르는 모르타르의 점도를 크게 증가시킬 수 있습니다. 사용량이 많을수록 효과가 더 뚜렷해집니다.
고점도 셀룰로스 에테르 수용액은 높은 요변성을 갖는데, 이는 셀룰로스 에테르의 주요 특성이기도 합니다. MC 중합체 수용액은 일반적으로 겔 온도 이하에서는 의가소성 및 비요변성 유동성을 나타내지만, 낮은 전단 속도에서는 뉴턴 유동 특성을 보입니다. 의가소성은 치환기의 종류 및 치환도에 관계없이 셀룰로스 에테르의 분자량 또는 농도에 따라 증가합니다. 따라서 MC, HPMC, HEMC 등 동일한 점도 등급의 셀룰로스 에테르는 농도와 온도가 일정하게 유지되는 한 항상 동일한 유변학적 특성을 보입니다. 온도가 상승하면 구조적 겔이 형성되고 높은 요변성 유동이 발생합니다. 고농도 및 저점도 셀룰로스 에테르는 겔 온도 이하에서도 요변성을 나타냅니다. 이러한 특성은 건축 모르타르 시공 시 평탄화 및 처짐 조절에 매우 유용합니다. 여기서 셀룰로스 에테르의 점도가 높을수록 보수성이 우수하지만, 점도가 높을수록 셀룰로스 에테르의 상대 분자량이 증가하고 이에 따라 용해도가 감소하여 모르타르 농도와 시공 성능에 부정적인 영향을 미친다는 점을 설명할 필요가 있습니다. 점도가 높을수록 모르타르의 증점 효과가 더 뚜렷해지지만, 완전히 비례하는 것은 아닙니다. 일부 중점도 및 저점도에서는 변성 셀룰로스 에테르가 습윤 모르타르의 구조적 강도 향상에 더 우수한 성능을 보입니다. 점도가 증가함에 따라 셀룰로스 에테르의 보수성이 향상됩니다.
게시 시간: 2022년 11월 22일