Éter celulózy je syntetický polymér vyrobený z prírodnej celulózy chemickou modifikáciou.Éter celulózy je derivát prírodnej celulózy.Výroba éteru celulózy sa líši od syntetických polymérov.Jeho najzákladnejším materiálom je celulóza, prírodná polymérna zlúčenina.Vzhľadom na zvláštnosť prírodnej celulózovej štruktúry samotná celulóza nemá schopnosť reagovať s éterifikačnými činidlami.Po pôsobení napučiavacieho činidla sa však silné vodíkové väzby medzi molekulovými reťazcami a reťazcami zničia a aktívnym uvoľnením hydroxylovej skupiny sa stane reaktívna alkalická celulóza.Získajte éter celulózy.
Vlastnosti éterov celulózy závisia od typu, počtu a distribúcie substituentov.Klasifikácia éterov celulózy je tiež založená na type substituentov, stupni éterifikácie, rozpustnosti a súvisiacich aplikačných vlastnostiach.Podľa typu substituentov na molekulovom reťazci ho možno rozdeliť na monoéter a zmesový éter.Zvyčajne používame mc ako monoéter a HPmc ako zmiešaný éter.Éter metylcelulózy mc je produkt po nahradení hydroxylovej skupiny na glukózovej jednotke prírodnej celulózy metoxyskupinou.Je to produkt získaný nahradením časti hydroxylovej skupiny na jednotke metoxyskupinou a ďalšej časti hydroxypropylovou skupinou.Štruktúrny vzorec je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x éter hydroxyetylmetylcelulózy HEmc, toto sú hlavné odrody široko používané a predávané na trhu.
Z hľadiska rozpustnosti ho možno rozdeliť na iónové a neiónové.Vo vode rozpustné neiónové étery celulózy sa skladajú hlavne z dvoch sérií alkyléterov a hydroxyalkyléterov.Ionic Cmc sa používa hlavne v syntetických čistiacich prostriedkoch, textilnej tlači a farbení, pri prieskume potravín a ropy.Neiónové mc, HPmc, HEmc atď. sa používajú hlavne v stavebných materiáloch, latexových náteroch, medicíne, každodenných chemikáliách atď. Používa sa ako zahusťovadlo, činidlo zadržiavajúce vodu, stabilizátor, dispergátor a činidlo tvoriace film.
Zadržiavanie vody v étere celulózy
Pri výrobe stavebných hmôt, najmä malty miešanej za sucha, zohráva éter celulózy nezastupiteľnú úlohu, najmä pri výrobe špeciálnej malty (modifikovanej malty) je nepostrádateľnou a dôležitou zložkou.
Dôležitá úloha vo vode rozpustného éteru celulózy v malte má predovšetkým tri aspekty, jedným je vynikajúca schopnosť zadržiavať vodu, druhým je vplyv na konzistenciu a tixotropiu malty a tretím je interakcia s cementom.
Účinok éteru celulózy na zadržiavanie vody závisí od nasiakavosti základnej vrstvy, zloženia malty, hrúbky vrstvy malty, potreby vody v malte a doby tuhnutia hmoty.Samotné zadržiavanie vody v étere celulózy pochádza z rozpustnosti a dehydratácie samotného éteru celulózy.Ako všetci vieme, hoci molekulový reťazec celulózy obsahuje veľké množstvo vysoko hydratovateľných OH skupín, nie je rozpustný vo vode, pretože štruktúra celulózy má vysoký stupeň kryštalinity.Samotná hydratačná schopnosť hydroxylových skupín nestačí na pokrytie silných vodíkových väzieb a van der Waalsových síl medzi molekulami.Preto iba napučiava, ale nerozpúšťa sa vo vode.Keď sa do molekulového reťazca zavedie substituent, nielen substituent zničí vodíkový reťazec, ale zničí sa aj medzireťazcová vodíková väzba v dôsledku zaklinenia substituenta medzi susedné reťazce.Čím väčší je substituent, tým väčšia je vzdialenosť medzi molekulami.Čím väčšia je vzdialenosť.Čím väčší je účinok deštrukcie vodíkových väzieb, éter celulózy sa stáva rozpustným vo vode potom, čo sa mriežka celulózy roztiahne a roztok vstúpi, čím sa vytvorí roztok s vysokou viskozitou.Keď teplota stúpne, hydratácia polyméru sa oslabí a voda medzi reťazcami sa vytlačí von.Keď je dehydratačný účinok dostatočný, molekuly sa začnú agregovať, vytvoria trojrozmerný sieťový gél a rozložia sa.Faktory ovplyvňujúce zadržiavanie vody v malte zahŕňajú viskozitu éteru celulózy, pridané množstvo, jemnosť častíc a teplotu použitia.
Čím vyššia je viskozita éteru celulózy, tým lepšia je schopnosť zadržiavať vodu a tým vyššia je viskozita roztoku polyméru.V závislosti od molekulovej hmotnosti (stupňa polymerizácie) polyméru je určená aj dĺžkou reťazca molekulárnej štruktúry a tvarom reťazca a distribúcia typov a množstiev substituentov priamo ovplyvňuje aj rozsah jeho viskozity.[η]=Kmα
[η] Vnútorná viskozita roztoku polyméru
m molekulová hmotnosť polyméru
α charakteristická konštanta polyméru
K viskozitný koeficient roztoku
Viskozita roztoku polyméru závisí od molekulovej hmotnosti polyméru.Viskozita a koncentrácia roztoku éteru celulózy súvisí s aplikáciou v rôznych oblastiach.Preto má každý éter celulózy mnoho rôznych špecifikácií viskozity a úprava viskozity sa realizuje hlavne degradáciou alkalickej celulózy, to znamená rozbitím molekulárnych reťazcov celulózy.
Čím väčšie je množstvo éteru celulózy pridaného do malty, tým lepšia je schopnosť zadržiavať vodu a čím vyššia je viskozita, tým lepšia je schopnosť zadržiavať vodu.
Čo sa týka veľkosti častíc, čím jemnejšia častica, tým lepšie zadržiava vodu (pozri obrázok 3).Keď sa veľké častice éteru celulózy dostanú do kontaktu s vodou, povrch sa okamžite rozpustí a vytvorí gél, ktorý obalí materiál, aby sa zabránilo ďalšiemu prenikaniu molekúl vody.Niekedy sa nemôže rovnomerne rozptýliť a rozpustiť ani po dlhodobom miešaní, pričom sa vytvorí zakalený vločkovitý roztok alebo aglomerácia.Výrazne ovplyvňuje zadržiavanie vody v étere celulózy a rozpustnosť je jedným z faktorov pri výbere éteru celulózy.
Zahusťovanie a tixotropia éteru celulózy
Druhá funkcia éteru celulózy – zahusťovanie závisí od: stupňa polymerizácie éteru celulózy, koncentrácie roztoku, rýchlosti šmyku, teploty a ďalších podmienok.Gélovacia vlastnosť roztoku je jedinečná pre alkylcelulózu a jej modifikované deriváty.Gélačné vlastnosti súvisia so stupňom substitúcie, koncentráciou roztoku a prísadami.V prípade derivátov modifikovaných hydroxyalkylom sú vlastnosti gélu tiež spojené so stupňom modifikácie hydroxyalkylu.Pre mc a HPmc s nízkou viskozitou je možné pripraviť 10%-15% roztok s koncentráciou, 5%-10% roztok pre strednú viskozitu mc a HPmc a 2%-3% roztok pre vysokú viskozitu mc a HPmc a zvyčajne Viskozitná klasifikácia éteru celulózy je tiež odstupňovaná s 1%-2% roztokom.Éter celulózy s vysokou molekulovou hmotnosťou má vysokú účinnosť zahusťovania.V roztoku rovnakej koncentrácie majú polyméry s rôznymi molekulovými hmotnosťami rôzne viskozity.Vysoký stupeň.Cieľovú viskozitu je možné dosiahnuť len pridaním veľkého množstva éteru celulózy s nízkou molekulovou hmotnosťou.Jeho viskozita má malú závislosť od šmykovej rýchlosti a vysoká viskozita dosahuje cieľovú viskozitu a požadované množstvo prídavku je malé a viskozita závisí od účinnosti zahusťovania.Preto na dosiahnutie určitej konzistencie musí byť zaručené určité množstvo éteru celulózy (koncentrácia roztoku) a viskozita roztoku.Teplota gélu roztoku tiež klesá lineárne so zvyšujúcou sa koncentráciou roztoku a géluje pri teplote miestnosti po dosiahnutí určitej koncentrácie.Koncentrácia gélovatenia HPmc je vyššia pri teplote miestnosti.
Konzistenciu je možné upraviť aj výberom veľkosti častíc a výberom éterov celulózy s rôznym stupňom modifikácie.Takzvaná modifikácia spočíva v zavedení určitého stupňa substitúcie hydroxyalkylových skupín do štruktúry skeletu mc.Zmenou relatívnych substitučných hodnôt dvoch substituentov, to znamená DS a ms relatívnych substitučných hodnôt metoxy a hydroxyalkylových skupín, ktoré často hovoríme.Zmenou relatívnych substitučných hodnôt dvoch substituentov možno dosiahnuť rôzne požiadavky na účinnosť éteru celulózy.
Étery celulózy používané v práškových stavebných materiáloch sa musia rýchlo rozpustiť v studenej vode a poskytnúť systému vhodnú konzistenciu.Pri určitej šmykovej rýchlosti sa stále stáva flokulentným a koloidným blokom, čo je neštandardný alebo nekvalitný produkt.
Existuje tiež dobrý lineárny vzťah medzi konzistenciou cementovej pasty a dávkovaním éteru celulózy.Éter celulózy môže výrazne zvýšiť viskozitu malty.Čím väčšia je dávka, tým je účinok zreteľnejší, pozri obrázok 6
Vodný roztok éteru celulózy s vysokou viskozitou má vysokú tixotropiu, ktorá je tiež hlavnou charakteristikou éteru celulózy.Vodné roztoky polymérov typu Mc majú zvyčajne pseudoplastickú a netixotropnú tekutosť pod teplotou gélu, ale newtonovské tokové vlastnosti pri nízkych šmykových rýchlostiach.Pseudoplasticita sa zvyšuje s molekulovou hmotnosťou alebo koncentráciou éteru celulózy, bez ohľadu na typ substituenta a stupeň substitúcie.Preto étery celulózy s rovnakým stupňom viskozity, bez ohľadu na mc, HPmc, HEmc, budú vždy vykazovať rovnaké reologické vlastnosti, pokiaľ sa koncentrácia a teplota udržiavajú konštantné.Pri zvýšení teploty sa vytvárajú štruktúrne gély a dochádza k vysoko tixotropným tokom.Étery celulózy s vysokou koncentráciou a nízkou viskozitou vykazujú tixotropiu aj pod teplotou gélu.Táto vlastnosť je veľkým prínosom pri úprave vyrovnávania a klesania pri konštrukcii stavebnej malty.Tu je potrebné vysvetliť, že čím vyššia je viskozita éteru celulózy, tým lepšia je retencia vody, ale čím vyššia je viskozita, tým vyššia je relatívna molekulová hmotnosť éteru celulózy a zodpovedajúce zníženie jeho rozpustnosti, čo má negatívny vplyv na koncentráciu malty a konštrukčný výkon.Čím vyššia je viskozita, tým je zahusťovací účinok na maltu zreteľnejší, ale nie je úplne úmerný.Určitá stredná a nízka viskozita, ale modifikovaný celulózový éter má lepší výkon pri zlepšovaní štrukturálnej pevnosti mokrej malty.So zvyšujúcou sa viskozitou sa zlepšuje zadržiavanie vody v étere celulózy.
Čas odoslania: 22. novembra 2022