Эфир целлюлозы — это общий термин для ряда продуктов, получаемых в результате реакции щелочной целлюлозы и этерифицирующего агента при определенных условиях.Щелочную целлюлозу заменяют различными этерифицирующими агентами для получения разных эфиров целлюлозы.По ионизационным свойствам заместителей эфиры целлюлозы можно разделить на две категории: ионные (например, карбоксиметилцеллюлоза) и неионные (например, метилцеллюлоза).По типу заместителя эфир целлюлозы можно разделить на моноэфир (например, метилцеллюлоза) и смешанный эфир (например, гидроксипропилметилцеллюлоза).В зависимости от растворимости его можно разделить на растворимость в воде (например, гидроксиэтилцеллюлоза) и растворимость в органических растворителях (например, этилцеллюлоза).Сухая строительная смесь представляет собой в основном водорастворимую целлюлозу, а водорастворимая целлюлоза делится на быстрорастворимую и с замедленным растворением с обработанной поверхностью.
Механизм действия эфира целлюлозы в растворе следующий:
(1) После растворения эфира целлюлозы в растворе в воде за счет поверхностной активности обеспечивается эффективное и равномерное распределение вяжущего материала в системе, а эфир целлюлозы, как защитный коллоид, «окутывает» твердое вещество. частиц и на его внешней поверхности образуется слой смазывающей пленки, что делает растворную систему более устойчивой, а также улучшает текучесть раствора в процессе замешивания и гладкость конструкции.
(2) Благодаря своей собственной молекулярной структуре раствор эфира целлюлозы не позволяет легко терять влагу в растворе и постепенно высвобождает ее в течение длительного периода времени, придавая раствору хорошее удержание воды и удобоукладываемость.
1. Метилцеллюлоза: (MC)
После обработки рафинированного хлопка щелочью в результате серии реакций с хлористым метаном в качестве этерифицирующего агента получают эфир целлюлозы.Обычно степень замещения составляет 1,6–2,0, а растворимость также различается в зависимости от степени замещения.Он относится к неионному эфиру целлюлозы.
(1) Метилцеллюлоза растворима в холодной воде, и ее трудно растворить в горячей воде.Его водный раствор очень стабилен в диапазоне pH=3~12.Он имеет хорошую совместимость с крахмалом, гуаровой камедью и т. д., а также многими поверхностно-активными веществами.Когда температура достигает температуры гелеобразования, происходит гелеобразование.
(2) Водоудержание метилцеллюлозы зависит от ее количества, вязкости, крупности частиц и скорости растворения.Как правило, если количество добавки велико, крупность мала и вязкость велика, степень удержания воды высока.Среди них количество добавки оказывает наибольшее влияние на степень удержания воды, а уровень вязкости не прямо пропорционален уровню степени удержания воды.Скорость растворения в основном зависит от степени модификации поверхности частиц целлюлозы и крупности частиц.Среди вышеуказанных эфиров целлюлозы метилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза имеют более высокие показатели удержания воды.
(3) Изменения температуры серьезно повлияют на степень удержания воды метилцеллюлозой.Как правило, чем выше температура, тем хуже удерживается вода.Если температура раствора превышает 40°C, водоудержание метилцеллюлозы значительно снижается, что серьезно влияет на конструкцию раствора.
(4) Метилцеллюлоза оказывает существенное влияние на структуру и сцепление строительного раствора.Под «клейкостью» здесь понимается сила сцепления, действующая между аппликатором рабочего и основой стены, то есть сопротивление раствору сдвигу.Адгезивная способность высокая, сопротивление сдвигу раствора велико, прочность, необходимая работникам в процессе использования, также велика, а строительные характеристики раствора низкие.Когезия метилцеллюлозы в продуктах на основе эфиров целлюлозы находится на среднем уровне.
2. Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ):
Гидроксипропилметилцеллюлоза — это разновидность целлюлозы, производство и потребление которой в последние годы быстро растут.Это неионный смешанный эфир целлюлозы, полученный из рафинированного хлопка после подщелачивания с использованием оксида пропилена и метилхлорида в качестве этерифицирующего агента посредством серии реакций.Степень замещения обычно составляет 1,2~2,0.Его свойства изменяются в зависимости от соотношения содержания метоксила и содержания гидроксипропила.
(1) Гидроксипропилметилцеллюлоза легко растворима в холодной воде, но с трудом растворяется в горячей воде.Но температура его гелеобразования в горячей воде значительно выше, чем у метилцеллюлозы.Растворимость в холодной воде также значительно улучшена по сравнению с метилцеллюлозой.
(2) Вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы связана с ее молекулярной массой, и чем больше молекулярная масса, тем выше вязкость.Температура также влияет на его вязкость, с повышением температуры вязкость снижается.Однако влияние ее высокой вязкости и температуры ниже, чем у метилцеллюлозы.Его раствор стабилен при хранении при комнатной температуре.
(3) Удержание воды гидроксипропилметилцеллюлозой зависит от количества ее добавления, вязкости и т. д., а степень удержания воды при том же количестве добавления выше, чем у метилцеллюлозы.
(4) Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к кислоте и щелочи, а ее водный раствор очень стабилен в диапазоне pH = 2 ~ 12.Каустическая сода и известковая вода мало влияют на его работоспособность, а вот щелочь может ускорить его растворение и несколько повысить вязкость.Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к обычным солям, но при высокой концентрации раствора соли вязкость раствора гидроксипропилметилцеллюлозы имеет тенденцию увеличиваться.
(5) Гидроксипропилметилцеллюлозу можно смешивать с водорастворимыми полимерными соединениями для получения однородного раствора с более высокой вязкостью.Такие как поливиниловый спирт, эфир крахмала, растительная камедь и т. д.
(6) Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает лучшей устойчивостью к ферментам, чем метилцеллюлоза, и возможность ферментативной деградации ее раствора ниже, чем у метилцеллюлозы.
(7) Адгезия гидроксипропилметилцеллюлозы к строительному раствору выше, чем у метилцеллюлозы.
3. Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ):
Он изготовлен из очищенного хлопка, обработанного щелочью и прореагировавшего с оксидом этилена в качестве этерифицирующего агента в присутствии ацетона.Степень его замещения обычно составляет 1,5–2,0.Он обладает сильной гидрофильностью и легко впитывает влагу.
(1) Гидроксиэтилцеллюлоза растворима в холодной воде, но трудно растворяется в горячей воде.Его раствор стабилен при высокой температуре, не гелеобразует.Его можно использовать в течение длительного времени при высокой температуре в строительном растворе, но его водоудержание ниже, чем у метилцеллюлозы.
(2) Гидроксиэтилцеллюлоза устойчива к воздействию кислот и щелочей.Щелочь может ускорить его растворение и немного повысить вязкость.Его диспергируемость в воде несколько хуже, чем у метилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы..
(3) Гидроксиэтилцеллюлоза обладает хорошими свойствами против провисания строительного раствора, но имеет более длительное время замедления для цемента.
(4) Производительность гидроксиэтилцеллюлозы, производимой некоторыми отечественными предприятиями, значительно ниже, чем у метилцеллюлозы из-за высокого содержания воды и высокой зольности.
4. Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ):
Ионный эфир целлюлозы получают из натуральных волокон (хлопка и т. д.) после обработки щелочью с использованием монохлорацетата натрия в качестве этерифицирующего агента и прохождения ряда реакционных обработок.Степень замещения обычно составляет 0,4–1,4, и его производительность сильно зависит от степени замещения.
(1) Карбоксиметилцеллюлоза более гигроскопична и будет содержать больше воды при хранении в обычных условиях.
(2) Водный раствор карбоксиметилцеллюлозы не образует гель, а вязкость будет уменьшаться с повышением температуры.Когда температура превышает 50°C, вязкость становится необратимой.
(3) На его стабильность сильно влияет уровень pH.Как правило, его можно использовать в растворах на основе гипса, но не в растворах на основе цемента.В сильнощелочном состоянии он потеряет вязкость.
(4) Его водоудержание намного ниже, чем у метилцеллюлозы.Оказывает замедляющее действие на гипсовый раствор и снижает его прочность.Однако цена карбоксиметилцеллюлозы существенно ниже цены метилцеллюлозы.
Время публикации: 27 февраля 2023 г.