Selüloz eter, doğal selülozdan kimyasal modifikasyon yoluyla yapılan sentetik bir polimerdir. Selüloz eter, doğal selülozun bir türevidir. Selüloz eterinin üretimi sentetik polimerlerden farklıdır. En temel malzemesi, doğal bir polimer bileşiği olan selülozdur. Doğal selüloz yapısının özelliğinden dolayı, selülozun kendisi eterifikasyon ajanlarıyla reaksiyona girme yeteneğine sahip değildir. Ancak, şişirme ajanının işlenmesinden sonra, moleküler zincirler ve zincirler arasındaki güçlü hidrojen bağları yok edilir ve hidroksil grubunun aktif salınımı reaktif bir alkali selüloz haline gelir. Selüloz eter elde edin.
Selüloz eterlerinin özellikleri, ikame edicilerin türüne, sayısına ve dağılımına bağlıdır. Selüloz eterlerinin sınıflandırılması ayrıca ikame edicilerin türüne, eterifikasyon derecesine, çözünürlüğe ve ilgili uygulama özelliklerine dayanmaktadır. Moleküler zincirdeki ikame edicilerin türüne göre, monoeter ve karışık etere ayrılabilir. Genellikle kullandığımız MC monoeterdir ve HPMC karışık eterdir. Metil selüloz eter MC, doğal selülozun glikoz ünitesindeki hidroksil grubunun metoksi ile ikame edilmesinden sonra oluşan üründür. Ünitedeki hidroksil grubunun bir kısmının bir metoksi grubu ve diğer bir kısmının bir hidroksipropil grubu ile ikame edilmesiyle elde edilen bir üründür. Yapısal formülü [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroksietil metil selüloz eter HEMC'dir, bunlar piyasada yaygın olarak kullanılan ve satılan ana çeşitlerdir.
Çözünürlük açısından iyonik ve iyonik olmayan olarak ikiye ayrılabilir. Suda çözünen iyonik olmayan selüloz eterleri esas olarak iki seri alkil eter ve hidroksialkil eterden oluşur. İyonik CMC esas olarak sentetik deterjanlarda, tekstil baskı ve boyama, gıda ve petrol aramacılığında kullanılır. İyonik olmayan MC, HPMC, HEMC vb. esas olarak yapı malzemelerinde, lateks kaplamalarda, tıpta, günlük kimyasallarda vb. kullanılır. Kalınlaştırıcı, su tutucu madde, dengeleyici, dağıtıcı ve film oluşturucu madde olarak kullanılır.
Selüloz eterinin su tutması
Yapı malzemelerinin, özellikle kuru harçların üretiminde selüloz eteri vazgeçilmez bir rol oynamakta, özellikle özel harç (modifiye harç) üretiminde vazgeçilmez ve önemli bir bileşendir.
Suda çözünen selüloz eterinin harçtaki önemli rolü esas olarak üç açıdandır; birincisi mükemmel su tutma kapasitesi, ikincisi harcın kıvamı ve tiksotropisi üzerindeki etkisi ve üçüncüsü çimento ile etkileşimidir.
Selüloz eterin su tutma etkisi, taban katmanının su emilimine, harcın bileşimine, harç katmanının kalınlığına, harcın su ihtiyacına ve ayar malzemesinin priz süresine bağlıdır. Selüloz eterin su tutma özelliği, selüloz eterin kendi çözünürlüğünden ve susuzlaşmasından kaynaklanır. Hepimizin bildiği gibi, selüloz moleküler zinciri çok sayıda yüksek oranda hidratlanabilir OH grubu içermesine rağmen, suda çözünmez, çünkü selüloz yapısı yüksek derecede kristalliğe sahiptir. Hidroksil gruplarının hidratlama yeteneği tek başına moleküller arasındaki güçlü hidrojen bağlarını ve van der Waals kuvvetlerini örtmek için yeterli değildir. Bu nedenle, sadece şişer, suda çözünmez. Moleküler zincire bir ikame edici sokulduğunda, sadece ikame edici hidrojen zincirini yok etmekle kalmaz, aynı zamanda ikame edicinin bitişik zincirler arasında kama yapması nedeniyle zincirler arası hidrojen bağı da yok olur. İkame edici ne kadar büyükse, moleküller arasındaki mesafe o kadar büyük olur. Mesafe ne kadar büyükse. Hidrojen bağlarını yok etme etkisi ne kadar büyükse, selüloz eter, selüloz kafes genişledikten ve çözelti içeri girdikten sonra suda çözünür hale gelir ve yüksek viskoziteli bir çözelti oluşturur. Sıcaklık yükseldiğinde, polimerin hidrasyonu zayıflar ve zincirler arasındaki su dışarı atılır. Dehidratasyon etkisi yeterli olduğunda, moleküller bir araya gelmeye başlar ve üç boyutlu bir ağ yapısı jel ve katlanmış bir şekilde oluşur. Harcın su tutma özelliğini etkileyen faktörler arasında selüloz eterinin viskozitesi, eklenen miktar, parçacıkların inceliği ve kullanım sıcaklığı bulunur.
Selüloz eterinin viskozitesi ne kadar yüksekse, su tutma performansı o kadar iyi olur ve polimer çözeltisinin viskozitesi o kadar yüksek olur. Polimerin moleküler ağırlığına (polimerizasyon derecesi) bağlı olarak, moleküler yapının zincir uzunluğu ve zincirin şekli tarafından da belirlenir ve ikame edicilerin türlerinin ve miktarlarının dağılımı da doğrudan viskozite aralığını etkiler. [η]=Kmα
[η] Polimer çözeltisinin içsel viskozitesi
m polimer molekül ağırlığı
α polimer karakteristik sabiti
K viskozite çözelti katsayısı
Bir polimer çözeltisinin viskozitesi, polimerin moleküler ağırlığına bağlıdır. Selüloz eter çözeltisinin viskozitesi ve konsantrasyonu, çeşitli alanlardaki uygulama ile ilgilidir. Bu nedenle, her selüloz eterinin birçok farklı viskozite özelliği vardır ve viskozitenin ayarlanması esas olarak alkali selülozun parçalanması, yani selüloz moleküler zincirlerinin kırılması ile gerçekleştirilir.
Harca eklenen selüloz eter miktarı arttıkça su tutma performansı iyileşirken, viskozite arttıkça su tutma performansı iyileşir.
Parçacık boyutu için, parçacık ne kadar ince olursa su tutma özelliği o kadar iyi olur. Şekil 3'e bakın. Selüloz eterinin büyük parçacığı suyla temas ettikten sonra, yüzey hemen çözünür ve su moleküllerinin sızmaya devam etmesini önlemek için malzemeyi saran bir jel oluşturur. Homojen olmayan dağılım çözülür ve bulanık bir flokülan çözelti veya aglomeralar oluşturur. Selüloz eterinin su tutma özelliğini büyük ölçüde etkiler ve çözünürlük, selüloz eterini seçmek için faktörlerden biridir.
Selüloz Eterinin Kalınlaştırılması ve Tiksotropisi
Selüloz eterinin ikinci fonksiyonu olan koyulaştırma, şunlara bağlıdır: selüloz eterinin polimerizasyon derecesi, çözelti konsantrasyonu, kayma hızı, sıcaklık ve diğer koşullar. Çözeltinin jelleşme özelliği alkil selüloz ve modifiye türevlerine özgüdür. Jelleşme özellikleri ikame derecesi, çözelti konsantrasyonu ve katkı maddeleriyle ilgilidir. Hidroksialkil modifiye türevler için jel özellikleri ayrıca hidroksialkilin modifikasyon derecesiyle de ilgilidir. Düşük viskoziteli MC ve HPMC için %10-%15'lik çözelti hazırlanabilir, orta viskoziteli MC ve HPMC için %5-%10'luk çözelti hazırlanabilir ve yüksek viskoziteli MC ve HPMC için yalnızca %2-%3'lük çözelti hazırlanabilir ve genellikle Selüloz eterinin viskozite sınıflandırması da %1-%2'lik çözelti ile derecelendirilir. Yüksek molekül ağırlıklı selüloz eterinin yüksek koyulaştırma verimliliği vardır. Aynı konsantrasyon çözeltisinde, farklı molekül ağırlıklarına sahip polimerler farklı viskozitelere sahiptir. Yüksek derece. Hedef viskoziteye yalnızca büyük miktarda düşük molekül ağırlıklı selüloz eter eklenerek ulaşılabilir. Viskozitesi kayma hızına çok az bağlıdır ve yüksek viskozite hedef viskoziteye ulaşır ve gereken ekleme miktarı küçüktür ve viskozite kalınlaştırma verimliliğine bağlıdır. Bu nedenle, belirli bir kıvama ulaşmak için belirli miktarda selüloz eter (çözeltinin konsantrasyonu) ve çözelti viskozitesi garanti edilmelidir. Çözeltinin jel sıcaklığı da çözelti konsantrasyonunun artmasıyla doğrusal olarak azalır ve belirli bir konsantrasyona ulaştıktan sonra oda sıcaklığında jelleşir. HPMC'nin jelleşme konsantrasyonu oda sıcaklığında nispeten yüksektir.
Tutarlılık, parçacık boyutunu seçerek ve farklı modifikasyon derecelerine sahip selüloz eterleri seçerek de ayarlanabilir. Sözde modifikasyon, MC'nin iskelet yapısına belirli bir derecede hidroksialkil grupları ikamesi eklemektir. İki ikame edicinin göreceli ikame değerlerini, yani sıklıkla söylediğimiz metoksi ve hidroksialkil gruplarının DS ve MS göreceli ikame değerlerini değiştirerek. Selüloz eterinin çeşitli performans gereksinimleri, iki ikame edicinin göreceli ikame değerlerini değiştirerek elde edilebilir.
Toz yapı malzemelerinde kullanılan selüloz eterleri soğuk suda hızla çözünmeli ve sistem için uygun bir kıvam sağlamalıdır. Belirli bir kayma hızı verildiğinde, yine de flokülan ve kolloidal blok haline gelir, bu da standart altı veya kalitesiz bir üründür.
Çimento hamurunun kıvamı ile selüloz eter dozajı arasında da iyi bir doğrusal ilişki vardır. Selüloz eter harcın viskozitesini büyük ölçüde artırabilir. Dozaj ne kadar büyükse, etki o kadar belirgin olur.
Yüksek viskoziteli selüloz eter sulu çözeltisi, aynı zamanda selüloz eterin önemli bir özelliği olan yüksek tiksotropiye sahiptir. MC polimerlerinin sulu çözeltileri genellikle jel sıcaklıklarının altında psödoplastik ve tiksotropik olmayan akışkanlığa, ancak düşük kayma hızlarında Newton akış özelliklerine sahiptir. Psödoplastisite, ikame türü ve ikame derecesinden bağımsız olarak selüloz eterinin moleküler ağırlığı veya konsantrasyonu ile artar. Bu nedenle, MC, HPMC, HEMC fark etmeksizin aynı viskozite derecesine sahip selüloz eterleri, konsantrasyon ve sıcaklık sabit tutulduğu sürece her zaman aynı reolojik özellikleri gösterecektir. Sıcaklık yükseltildiğinde yapısal jeller oluşur ve oldukça tiksotropik akışlar meydana gelir. Yüksek konsantrasyonlu ve düşük viskoziteli selüloz eterleri, jel sıcaklığının altında bile tiksotropi gösterir. Bu özellik, yapı harcı yapımında tesviye ve sarkmanın ayarlanmasında büyük fayda sağlar. Burada açıklanması gereken husus, selüloz eterinin viskozitesi ne kadar yüksekse, su tutma özelliği de o kadar iyidir, ancak viskozite ne kadar yüksekse, selüloz eterinin bağıl molekül ağırlığı da o kadar yüksek olur ve buna karşılık gelen çözünürlüğünde azalma olur, bu da harç konsantrasyonu ve inşaat performansı üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Viskozite ne kadar yüksekse, harç üzerindeki kalınlaştırma etkisi o kadar belirgindir, ancak tamamen orantılı değildir. Bazı orta ve düşük viskoziteler, ancak modifiye edilmiş selüloz eterinin ıslak harcın yapısal mukavemetini iyileştirmede daha iyi bir performansı vardır. Viskozitenin artmasıyla, selüloz eterinin su tutma özelliği iyileşir
Yayınlanma zamanı: 22-Kas-2022