Celulozni eter je sintetični polimer, izdelan iz naravne celuloze kot surovine s kemično modifikacijo.Celulozni eter je derivat naravne celuloze, proizvodnja celuloznega etra in sintetičnega polimera je drugačna, njegov najosnovnejši material je celuloza, naravne polimerne spojine.Zaradi posebnosti naravne strukture celuloze sama celuloza nima sposobnosti reagirati z eteričnim sredstvom.Toda po obdelavi sredstva za nabrekanje so bile močne vodikove vezi med molekularnimi verigami in verigami uničene, aktivnost hidroksilne skupine pa se je sprostila v alkalno celulozo z reakcijsko sposobnostjo, celulozni eter pa je bil pridobljen z reakcijo eterificirajočega sredstva - OH skupine v — skupina ALI.
Lastnosti celuloznih etrov so odvisne od vrste, števila in porazdelitve substituentov.Razvrstitev celuloznega etra temelji tudi na vrsti substituentov, stopnji eterifikacije, topnosti in sorodni uporabi.Glede na vrsto substituentov v molekularni verigi ga lahko razdelimo na enojni eter in mešani eter.MC se običajno uporablja kot enojni eter, medtem ko je HPmc mešani eter.Metil celulozni eter MC je naravna celulozna glukozna enota na hidroksilu je metoksid, ki ga nadomesti formula strukture produkta [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hidroksipropil metil celulozni eter HPmc je enota na hidroksilu je del zamenjanega metoksida, drugi del produkta, zamenjanega s hidroksipropilom, Strukturna formula je [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X in hidroksietil metilcelulozni eter HEmc, ki se pogosto uporablja in prodajajo na trgu.
Od topnosti lahko razdelimo na ionski tip in neionski tip.Vodotopni neionski celulozni eter je v glavnem sestavljen iz alkil etra in hidroksil alkil etra dveh serij sort.Ionski Cmc se uporablja predvsem v sintetičnih detergentih, tekstilu, tiskarstvu, hrani in izkoriščanju nafte.Neionski MC, HPmc, HEmc in drugi, ki se večinoma uporabljajo v gradbenih materialih, premazih iz lateksa, medicini, dnevni kemiji in drugih vidikih.Kot sredstvo za zgoščevanje, sredstvo za zadrževanje vode, stabilizator, dispergator, sredstvo za tvorbo filma.
Celulozni eter zadrževanje vode
Pri proizvodnji gradbenih materialov, predvsem suhih mešanih malt, ima celulozni eter nenadomestljivo vlogo, še posebej pri proizvodnji specialnih malt (modificiranih malt), je nepogrešljiv del.
Pomembna vloga vodotopnega celuloznega etra v malti ima predvsem tri vidike, eden je odlična sposobnost zadrževanja vode, drugi je vpliv konsistence in tiksotropije malte, tretji pa je interakcija s cementom.
Zadrževanje vode celuloznega etra je odvisno od hidroskopske podlage, sestave malte, debeline sloja malte, potrebe po vodi v malti, časa kondenzacije kondenzacijskega materiala.Zadrževanje vode v celuloznem etru izhaja iz topnosti in dehidracije samega celuloznega etra.Znano je, da so celulozne molekularne verige, čeprav vsebujejo veliko število visoko hidratiranih OH skupin, zaradi svoje visoko kristalinične strukture netopne v vodi.Hidracijska sposobnost hidroksilnih skupin sama po sebi ni dovolj za plačilo močnih medmolekularnih vodikovih vezi in van der Waalsovih sil.Ko substituente vnesemo v molekularno verigo, ne le, da substituenti uničijo vodikovo verigo, temveč se prekinejo tudi medverižne vodikove vezi zaradi zagozditve substituentov med sosednjimi verigami.Večji kot so substituenti, večja je razdalja med molekulami.Večji kot je uničenje učinka vodikove vezi, širjenje celulozne mreže, raztopina v celuloznem etru postane topna v vodi, nastane raztopina z visoko viskoznostjo.Ko se temperatura dvigne, se hidratacija polimera zmanjša in voda med verigami se izloči.Ko je dehidracijski učinek zadosten, se začnejo molekule združevati in gel se zvije v tridimenzionalno mrežo.Dejavniki, ki vplivajo na zadrževanje vode v malti, vključujejo viskoznost celuloznega etra, doziranje, drobnost delcev in delovno temperaturo.
Večja kot je viskoznost celuloznega etra, boljša je zmogljivost zadrževanja vode, viskoznost raztopine polimera.Molekulsko maso (stopnjo polimerizacije) polimera določata tudi dolžina in morfologija molekulske strukture verige, porazdelitev števila substituentov pa neposredno vpliva na območje viskoznosti.[eta] = km alfa
Intrinzična viskoznost polimernih raztopin
M molekulska masa polimera
α značilna konstanta polimera
K viskoznostni koeficient raztopine
Viskoznost raztopine polimera je odvisna od molekulske mase polimera.Viskoznost in koncentracija raztopin celuloznega etra sta povezani z različnimi aplikacijami.Zato ima vsak celulozni eter veliko različnih specifikacij viskoznosti, regulacija viskoznosti je tudi predvsem z razgradnjo alkalne celuloze, in sicer z zlomom molekularne verige celuloze.
Kar zadeva velikost delcev, bolj drobni kot so delci, boljše je zadrževanje vode.Veliki delci celuloznega etra pridejo v stik z vodo, površina se takoj raztopi in tvori gel, ki ovije material, da se prepreči nadaljnje prodiranje vodnih molekul, včasih dolgotrajno mešanje ni mogoče enakomerno razpršiti, nastanek blatne kosmičaste raztopine ali aglomerat.Topnost celuloznega etra je eden od dejavnikov za izbiro celuloznega etra.
Zgoščevanje in tiksotropija celuloznega etra
Drugi učinek celuloznega etra – zgoščevanje je odvisen od: stopnje polimerizacije celuloznega etra, koncentracije raztopine, strižne hitrosti, temperature in drugih pogojev.Lastnost geliranja raztopine je edinstvena za alkil celulozo in njene modificirane derivate.Značilnosti geliranja so povezane s stopnjo substitucije, koncentracijo raztopine in dodatki.Za hidroksil alkil modificirane derivate so lastnosti gela povezane tudi s stopnjo modifikacije hidroksil alkila.Za koncentracijo raztopine MC in HPmc z nizko viskoznostjo lahko pripravite 10%-15% raztopino koncentracije, MC in HPmc s srednjo viskoznostjo lahko pripravite 5%-10% raztopino, MC in HPmc z visoko viskoznostjo pa lahko pripravite le 2%-3% raztopine, običajno pa je tudi viskoznost celuloznega etra razvrščena z 1%-2% raztopino.Učinkovitost zgoščevalca celuloznega etra z visoko molekulsko maso, enaka koncentracija raztopine, različni polimeri z molekulsko maso imajo različno viskoznost, viskoznost in molekulsko maso lahko izrazimo na naslednji način, [η] = 2,92 × 10-2 (DPn) 0,905, DPn je povprečje visoka stopnja polimerizacije.Celulozni eter z nizko molekulsko maso za dodajanje več za doseganje ciljne viskoznosti.Njegova viskoznost je manj odvisna od strižne hitrosti, visoka viskoznost za doseganje ciljne viskoznosti, količina, potrebna za dodajanje manj, viskoznost je odvisna od učinkovitosti zgoščevanja.Zato je treba za doseganje določene konsistence zagotoviti določeno količino celuloznega etra (koncentracija raztopine) in viskoznost raztopine.Temperatura geliranja raztopine se linearno znižuje z naraščanjem koncentracije raztopine, geliranje pa se pojavi pri sobni temperaturi po dosegu določene koncentracije.HPmc ima visoko koncentracijo geliranja pri sobni temperaturi.
Konsistenco je mogoče prilagoditi tudi z izbiro velikosti delcev in celuloznih etrov z različnimi stopnjami modifikacije.Tako imenovana modifikacija je uvedba hidroksil alkilne skupine v določeni stopnji substitucije na skeletni strukturi MC.S spreminjanjem relativnih substitucijskih vrednosti obeh substituentov, to je DS in MS relativnih substitucijskih vrednosti metoksi in hidroksilnih skupin.Različne lastnosti celuloznega etra so potrebne zaradi spreminjanja relativnih substitucijskih vrednosti dveh vrst substituentov.
razmerje med doslednostjo in modifikacijo.Na sliki 5 dodajanje celuloznega etra vpliva na porabo vode v malti in spremeni vodno-vezno razmerje vode in cementa, kar je učinek zgoščevanja.Večji kot je odmerek, večja je poraba vode.
Celulozni etri, ki se uporabljajo v praškastih gradbenih materialih, se morajo hitro raztopiti v hladni vodi in sistemu zagotoviti pravo konsistenco.Če je določena strižna stopnja še vedno flokulentna in koloidna, je izdelek podstandarden ali slabe kakovosti.
Obstaja tudi dobro linearno razmerje med konsistenco cementne brozge in odmerkom celuloznega etra, celulozni eter lahko močno poveča viskoznost malte, večji kot je odmerek, bolj očiten je učinek.
Vodna raztopina celuloznega etra z visoko viskoznostjo ima visoko tiksotropijo, kar je ena od značilnosti celuloznega etra.Vodne raztopine polimerov tipa Mc imajo običajno psevdoplastično, netiksotropno fluidnost pod temperaturo gela, vendar Newtonove lastnosti pretoka pri nizkih strižnih hitrostih.Psevdoplastičnost narašča s povečanjem molekulske mase ali koncentracije celuloznega etra in je neodvisna od tipa in stopnje substituenta.Zato imajo celulozni etri iste stopnje viskoznosti, bodisi MC, HPmc ali HEmc, vedno enake reološke lastnosti, dokler koncentracija in temperatura ostaneta konstantni.Ko se temperatura poveča, nastane strukturni gel in pride do visokega tiksotropnega toka.Celulozni etri z visoko koncentracijo in nizko viskoznostjo kažejo tiksotropijo tudi pod temperaturo gela.Ta lastnost je zelo koristna za gradnjo gradbene malte, da prilagodi njeno pretočnost in pretočnost.Tukaj je treba pojasniti, da višja kot je viskoznost celuloznega etra, boljše je zadrževanje vode, vendar večja kot je viskoznost, višja je relativna molekulska masa celuloznega etra, ustrezno zmanjšanje njegove topnosti, kar negativno vpliva na koncentracijo malte in izvedbo gradnje.Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja malte, vendar to ni popolno sorazmerno razmerje.Nekaj nizke viskoznosti, vendar modificiran celulozni eter pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte ima boljšo učinkovitost, s povečanjem viskoznosti se izboljša zadrževanje vode celuloznega etra.
Čas objave: 30. marec 2022