Eter celulozy to ogólne określenie szeregu produktów wytwarzanych w reakcji celulozy alkalicznej i środka eteryfikującego w określonych warunkach.Celuloza alkaliczna jest zastępowana różnymi środkami eteryfikującymi w celu uzyskania różnych eterów celulozy.Zgodnie z właściwościami jonizacyjnymi podstawników, etery celulozy można podzielić na dwie kategorie: jonowe (takie jak karboksymetyloceluloza) i niejonowe (takie jak metyloceluloza).W zależności od rodzaju podstawnika eter celulozy można podzielić na monoeter (taki jak metyloceluloza) i eter mieszany (taki jak hydroksypropylometyloceluloza).Według różnej rozpuszczalności można ją podzielić na rozpuszczalność w wodzie (taką jak hydroksyetyloceluloza) i rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych (takich jak etyloceluloza).Zaprawa mieszana na sucho składa się głównie z celulozy rozpuszczalnej w wodzie, a celuloza rozpuszczalna w wodzie dzieli się na typu natychmiastowego i typu opóźnionego rozpuszczania poddanego obróbce powierzchniowej.
Mechanizm działania eteru celulozy w zaprawie jest następujący:
(1) Po rozpuszczeniu w wodzie eteru celulozy zawartego w zaprawie, dzięki działaniu powierzchniowemu zapewnione jest efektywne i równomierne rozprowadzenie materiału cementowego w systemie, a eter celulozy jako koloid ochronny „otula” substancję stałą cząstek oraz Na jej zewnętrznej powierzchni tworzy się warstwa filmu smarnego, co zwiększa stabilność układu zaprawowego, a także poprawia płynność zaprawy w procesie mieszania i gładkość konstrukcji.
(2) Ze względu na swoją własną charakterystykę struktury molekularnej, roztwór eteru celulozy sprawia, że wilgoć w zaprawie nie jest łatwa do utraty i stopniowo uwalnia ją przez długi czas, zapewniając zaprawie dobrą retencję wody i dobrą urabialność.
1. Metyloceluloza: (MC)
Po potraktowaniu rafinowanej bawełny alkaliami, w serii reakcji z chlorkiem metanu jako środkiem eteryfikacji powstaje eter celulozy.Ogólnie stopień podstawienia wynosi 1,6 ~ 2,0, a rozpuszczalność jest również różna w zależności od stopnia podstawienia.Należy do niejonowego eteru celulozy.
(1) Metyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie i trudno będzie ją rozpuścić w gorącej wodzie.Jego wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=3~12.Ma dobrą kompatybilność ze skrobią, gumą guar itp. i wieloma środkami powierzchniowo czynnymi.Gdy temperatura osiągnie temperaturę żelowania, następuje żelowanie.
(2) Retencja wody w metylocelulozie zależy od ilości dodanej substancji, lepkości, rozdrobnienia cząstek i szybkości rozpuszczania.Ogólnie rzecz biorąc, jeśli dodana ilość jest duża, stopień rozdrobnienia jest mały, a lepkość jest duża, stopień zatrzymywania wody jest wysoki.Wśród nich największy wpływ na szybkość retencji wody ma ilość dodatku, a poziom lepkości nie jest wprost proporcjonalny do poziomu szybkości retencji wody.Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i rozdrobnienia cząstek.Spośród powyższych eterów celulozy, metyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza mają wyższe współczynniki zatrzymywania wody.
(3) Zmiany temperatury poważnie wpływają na stopień zatrzymywania wody w metylocelulozie.Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody.Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody w metylocelulozie ulegnie znacznemu zmniejszeniu, co poważnie wpłynie na konstrukcję zaprawy.
(4) Metyloceluloza ma istotny wpływ na budowę i spoistość zaprawy.„Przyczepność” odnosi się tutaj do siły wiązania odczuwanej pomiędzy aplikatorem pracownika a podłożem ściany, to znaczy wytrzymałości zaprawy na ścinanie.Przyczepność jest wysoka, wytrzymałość zaprawy na ścinanie jest duża, a wytrzymałość wymagana przez pracowników w procesie użytkowania jest również duża, a właściwości konstrukcyjne zaprawy są słabe.Spójność metylocelulozy w produktach eterowych celulozy jest na średnim poziomie.
2. Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC):
Hydroksypropylometyloceluloza jest odmianą celulozy, której produkcja i zużycie w ostatnich latach szybko rośnie.Jest to niejonowy eter mieszany celulozy otrzymywany z rafinowanej bawełny po alkalizacji przy użyciu tlenku propylenu i chlorku metylu jako środka eteryfikacji w drodze szeregu reakcji.Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,2 ~ 2,0.Jego właściwości różnią się w zależności od stosunku zawartości metoksylu do zawartości hydroksypropylu.
(1) Hydroksypropylometyloceluloza jest łatwo rozpuszczalna w zimnej wodzie i będzie miała trudności z rozpuszczeniem w gorącej wodzie.Jednak temperatura jego żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż w przypadku metylocelulozy.Rozpuszczalność w zimnej wodzie jest również znacznie lepsza w porównaniu z metylocelulozą.
(2) Lepkość hydroksypropylometylocelulozy jest związana z jej masą cząsteczkową, a im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość.Temperatura wpływa również na jego lepkość, wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje.Jednak wpływ jego wysokiej lepkości i temperatury jest mniejszy niż w przypadku metylocelulozy.Jego roztwór jest stabilny, gdy jest przechowywany w temperaturze pokojowej.
(3) Retencja wody w hydroksypropylometylocelulozie zależy od ilości dodanej substancji, lepkości itp., a stopień zatrzymywania wody przy tej samej ilości dodanej jest wyższy niż w przypadku metylocelulozy.
(4) Hydroksypropylometyloceluloza jest odporna na kwasy i zasady, a jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=2~12.Soda kaustyczna i woda wapienna mają niewielki wpływ na jego działanie, ale alkalia mogą przyspieszyć jego rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć jego lepkość.Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna w stosunku do zwykłych soli, ale gdy stężenie roztworu soli jest wysokie, lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy ma tendencję do wzrostu.
(5) Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, tworząc jednolity roztwór o wyższej lepkości.Takie jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp.
(6) Hydroksypropylometyloceluloza ma lepszą odporność enzymatyczną niż metyloceluloza, a możliwość enzymatycznej degradacji jej roztworu jest mniejsza niż metylocelulozy.
(7) Przyczepność hydroksypropylometylocelulozy do zaprawy jest większa niż metylocelulozy.
3. Hydroksyetyloceluloza (HEC):
Jest wykonany z rafinowanej bawełny poddanej działaniu alkaliów i poddanej reakcji z tlenkiem etylenu jako środkiem eteryfikującym w obecności acetonu.Jego stopień podstawienia wynosi na ogół 1,5 ~ 2,0.Posiada silną hydrofilowość i łatwo wchłania wilgoć.
(1) Hydroksyetyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie, ale trudno jest ją rozpuścić w gorącej wodzie.Jego roztwór jest stabilny w wysokiej temperaturze i nie żeluje.Można go stosować przez długi czas w zaprawie w wysokiej temperaturze, jednak jego retencja wody jest mniejsza niż w przypadku metylocelulozy.
(2) Hydroksyetyloceluloza jest stabilna w stosunku do ogólnych kwasów i zasad.Alkalia mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć lepkość.Jego dyspergowalność w wodzie jest nieco gorsza niż metylocelulozy i hydroksypropylometylocelulozy..
(3) Hydroksyetyloceluloza ma dobre działanie zapobiegające osiadaniu zaprawy, ale ma dłuższy czas opóźnienia w przypadku cementu.
(4) Wydajność hydroksyetylocelulozy produkowanej przez niektóre przedsiębiorstwa krajowe jest znacznie niższa niż metylocelulozy ze względu na wysoką zawartość wody i wysoką zawartość popiołu.
4. Karboksymetyloceluloza (CMC):
Jonowy eter celulozy wytwarzany jest z włókien naturalnych (bawełna itp.) po obróbce alkalicznej przy użyciu monochlorooctanu sodu jako środka eteryfikacji i poddawanych serii obróbek reakcyjnych.Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 0,4 ~ 1,4, a stopień podstawienia w dużym stopniu wpływa na jego działanie.
(1) Karboksymetyloceluloza jest bardziej higroskopijna i będzie zawierać więcej wody, jeśli będzie przechowywana w ogólnych warunkach.
(2) Wodny roztwór karboksymetylocelulozy nie tworzy żelu, a lepkość zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury.Gdy temperatura przekracza 50°C, lepkość jest nieodwracalna.
(3) PH w dużym stopniu wpływa na jego stabilność.Generalnie można go stosować w zaprawach gipsowych, ale nie w zaprawach cementowych.Gdy jest silnie zasadowy, traci lepkość.
(4) Jego retencja wody jest znacznie niższa niż w przypadku metylocelulozy.Działa opóźniająco na zaprawę gipsową i zmniejsza jej wytrzymałość.Jednak cena karboksymetylocelulozy jest znacznie niższa niż metylocelulozy.
Czas publikacji: 27 lutego 2023 r