L'etere di cellulosa è un polimero sintetico realizzato in cellulosa naturale attraverso la modifica chimica. L'etere di cellulosa è un derivato della cellulosa naturale. La produzione di etere di cellulosa è diversa dai polimeri sintetici. Il suo materiale più elementare è la cellulosa, un composto polimerico naturale. A causa della particolarità della struttura naturale di cellulosa, la cellulosa stessa non ha capacità di reagire con gli agenti di eterificazione. Tuttavia, dopo il trattamento dell'agente di gonfiore, i forti legami idrogeno tra le catene molecolari e le catene vengono distrutte e il rilascio attivo del gruppo idrossilico diventa una cellulosa alcali reattiva. Ottenere etere di cellulosa.
Le proprietà degli eteri di cellulosa dipendono dal tipo, dal numero e dalla distribuzione dei sostituenti. La classificazione degli eteri di cellulosa si basa anche sul tipo di sostituenti, il grado di eterificazione, la solubilità e le relative proprietà dell'applicazione. Secondo il tipo di sostituenti sulla catena molecolare, può essere diviso in mono etere e etere misto. Di solito usiamo MC come mono etere e HPMC come etere misto. L'etere di metil cellulosa MC è il prodotto dopo che il gruppo idrossilico sull'unità di glucosio di cellulosa naturale è sostituito dal gruppo metossi. La formula strutturale è [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X È un prodotto ottenuto sostituendo una parte del gruppo idrossile sull'unità con un gruppo metossi e un'altra parte con un gruppo idrossipropilico. La formula strutturale è [C6H7O2 (OH) 3-Mn (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] x È HEMC Ether di idrossietil metilcellulosa, che sono le principali varietà ampiamente utilizzate e vendute nel mercato.
In termini di solubilità, può essere diviso in ionico e non ionico. Gli eteri di cellulosa non ionica solubili in acqua sono composti principalmente da due serie di eteri alchilici e idrossialchil eteri. La CMC ionica è utilizzata principalmente in detergenti sintetici, stampa tessile e tintura, esplorazione di cibo e petrolio. MC non ionico, HPMC, HeMC, ecc. Sono utilizzati principalmente in materiali da costruzione, vernice in lattice, medicina, sostanza chimica quotidiana e così via. Utilizzato come addensante, agente di fissaggio dell'acqua, stabilizzatore, disperdente e agente di formazione del film.
Ritenzione idrica dell'etere di cellulosa
Nella produzione di materiali da costruzione, in particolare malta a miscelazione a secco, l'etere della cellulosa svolge un ruolo insostituibile, in particolare nella produzione di malta speciale (mortaio modificato), è un componente indispensabile e importante.
L'importante ruolo dell'etere di cellulosa solubile in acqua nel mortaio ha principalmente tre aspetti, uno è un'eccellente capacità di ritenzione idrica, l'altro è l'influenza sulla coerenza e la tixotropia del mortaio e il terzo è l'interazione con il cemento.
L'effetto di ritenzione idrica dell'etere di cellulosa dipende dall'assorbimento dell'acqua dello strato di base, dalla composizione del mortaio, dallo spessore dello strato di mortaio, dalla domanda di acqua del mortaio e dal tempo di impostazione del materiale di impostazione. La ritenzione idrica dell'etere di cellulosa stesso deriva dalla solubilità e dalla disidratazione dell'etere di cellulosa stesso. È noto che sebbene la catena molecolare della cellulosa contenga un gran numero di gruppi OH altamente idranabili, non è solubile in acqua, perché la struttura della cellulosa ha un alto grado di cristallinità. La capacità di idratazione dei soli gruppi idrossilici non è sufficiente per coprire i forti legami idrogeno e le forze di van der Waals tra molecole. Pertanto, si gonfia solo ma non si dissolve in acqua. Quando un sostituente viene introdotto nella catena molecolare, non solo il sostituente distrugge la catena di idrogeno, ma anche il legame idrogeno interchain viene distrutto a causa del cuneo del sostituente tra le catene adiacenti. Maggiore è il sostituente, maggiore è la distanza tra le molecole. Maggiore è la distanza. Maggiore è l'effetto di distruggere i legami idrogeno, l'etere di cellulosa diventa solubile in acqua dopo che il reticolo di cellulosa si espande e la soluzione entra, formando una soluzione ad alta viscosità. Quando la temperatura aumenta, l'idratazione del polimero si indebolisce e l'acqua tra le catene viene scacciata. Quando l'effetto di disidratazione è sufficiente, le molecole iniziano ad aggregarsi, formando un gel di struttura di rete tridimensionale e piegato. I fattori che influenzano la ritenzione idrica del mortaio includono la viscosità dell'etere di cellulosa, la quantità aggiunta, la finezza delle particelle e la temperatura dell'uso.
Maggiore è la viscosità dell'etere della cellulosa, migliore è le prestazioni di ritenzione idrica e maggiore è la viscosità della soluzione polimerica. A seconda del peso molecolare (grado di polimerizzazione) del polimero, è anche determinato dalla lunghezza della catena della struttura molecolare e dalla forma della catena e la distribuzione dei tipi e delle quantità dei sostituenti influenza anche direttamente la sua gamma di viscosità.
[η] = km α
[η] Viscosità intrinseca della soluzione polimerica
M Peso molecolare polimerico
costante caratteristica del polimero α
Coefficiente di soluzione di viscosità k
La viscosità di una soluzione polimerica dipende dal peso molecolare del polimero. La viscosità e la concentrazione della soluzione di etere di cellulosa sono correlate all'applicazione in vari campi. Pertanto, ogni etere di cellulosa ha molte specifiche di viscosità diverse e l'adattamento della viscosità è principalmente realizzato dalla degradazione della cellulosa alcalino, cioè la rottura delle catene molecolari della cellulosa.
Dalla Figura 1.2 si può vedere che maggiore è la quantità di etere di cellulosa aggiunta al mortaio, migliore è le prestazioni di ritenzione idrica e maggiore è la viscosità, migliore è le prestazioni di ritenzione idrica.
Per la dimensione delle particelle, più fine è la particella, migliore è la ritenzione dell'acqua, vedere la Figura 3. Dopo le grandi particelle di etere di cellulosa entrano a contatto con l'acqua, la superficie si dissolve immediatamente e forma un gel per avvolgere il materiale per impedire alle molecole d'acqua di infiltrarsi. A volte non può essere uniformemente disperso e sciolto anche dopo agitazione a lungo termine, formando una soluzione flocculante nuvolosa o agglomerazione. Colpisce notevolmente la ritenzione idrica dell'etere della cellulosa e la solubilità è uno dei fattori per la scelta dell'etere di cellulosa.
Ispessimento e tixotropia dell'etere di cellulosa
La seconda funzione dell'etere di cellulosa: l'ispessimento dipende da: il grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa, concentrazione di soluzione, velocità di taglio, temperatura e altre condizioni. La proprietà gelificante della soluzione è unica per il cellulosa alchilica e i suoi derivati modificati. Le proprietà di gelificazione sono correlate al grado di sostituzione, concentrazione di soluzione e additivi. Per i derivati modificati con idrossialchil, le proprietà del gel sono anche correlate al grado di modifica dell'idrossialchil. Per MC e HPMC con bassa viscosità, è possibile preparare una soluzione di concentrazione del 10% -15%, la soluzione del 5% -10% può essere preparata per la viscosità media MC e HPMC e la soluzione al 2% -3% può essere preparata per la viscosità ad alta viscosità MC e HPMC e di solito la classificazione della viscosità dell'etere di cellulosa è anche graduata con una soluzione al 1% -2%. L'etere di cellulosa ad alto peso molecolare ha un'elevata efficienza di ispessimento. I polimeri con pesi molecolari diversi hanno viscosità diverse nella stessa soluzione di concentrazione. Laurea in alto. La viscosità target può essere ottenuta solo aggiungendo una grande quantità di etere di cellulosa a basso peso molecolare. La sua viscosità ha poca dipendenza dalla frequenza di taglio e l'elevata viscosità raggiunge la viscosità bersaglio e la quantità di addizione richiesta è piccola e la viscosità dipende dall'efficienza ispessita. Pertanto, per ottenere una certa coerenza, deve essere garantita una certa quantità di etere di cellulosa (concentrazione della soluzione) e viscosità della soluzione. La temperatura del gel della soluzione diminuisce anche linearmente con l'aumento della concentrazione della soluzione e i gel a temperatura ambiente dopo aver raggiunto una certa concentrazione. La concentrazione di gelificazione di HPMC è più alta a temperatura ambiente.
La coerenza può anche essere regolata scegliendo le dimensioni delle particelle e scegliendo eteri di cellulosa con diversi gradi di modifica. La cosiddetta modifica è quella di introdurre un certo grado di sostituzione dei gruppi idrossialchilici sulla struttura scheletrica di MC. Modificando i valori di sostituzione relativi dei due sostituenti, cioè i valori di sostituzione relativi DS e MS dei gruppi di metossi e idrossialchilici che spesso diciamo. Vari requisiti di prestazione dell'etere di cellulosa possono essere ottenuti modificando i valori di sostituzione relativi dei due sostituenti.
Dalla Figura 4 possiamo vedere la relazione tra coerenza e modifica. L'aggiunta di etere di cellulosa nella Figura 5 influisce sul consumo d'acqua del mortaio e cambia il rapporto acqua-cemento, che è l'effetto ispessimento. Maggiore è il dosaggio, maggiore è il consumo d'acqua.
Gli eteri di cellulosa utilizzati nei materiali da costruzione in polvere devono dissolversi rapidamente in acqua fredda e fornire una consistenza adeguata per il sistema. Se dato una certa velocità di taglio, diventa ancora un blocco flocculento e colloidale, che è un prodotto scadente o di scarsa qualità.
C'è anche una buona relazione lineare tra la coerenza della pasta di cemento e il dosaggio dell'etere di cellulosa. L'etere di cellulosa può aumentare notevolmente la viscosità del mortaio. Maggiore è il dosaggio, più ovvio è l'effetto, vedi la Figura 6.
La soluzione acquosa di etere di cellulosa ad alta viscosità ha un'alta tixotropia, che è anche una delle principali caratteristiche dell'etere di cellulosa. Le soluzioni acquose di polimeri di tipo MC hanno di solito una fluidità pseudoplastica e non tixotropica al di sotto della temperatura del gel, ma le proprietà del flusso newtoniano a basse velocità di taglio. La pseudoplasticità aumenta con il peso molecolare o la concentrazione dell'etere di cellulosa, indipendentemente dal tipo di sostituente e dal grado di sostituzione. Pertanto, gli eteri di cellulosa della stessa viscosità, indipendentemente da MC, HPMC, heMC, mostreranno sempre le stesse proprietà reologiche fintanto che la concentrazione e la temperatura sono mantenute costanti. I gel strutturali si formano quando viene sollevata la temperatura e si verificano flussi altamente tixotropici. Eteri di cellulosa ad alta concentrazione e a bassa viscosità mostrano la tixotropia anche al di sotto della temperatura del gel. Questa proprietà è di grande beneficio per l'adeguamento del livellamento e del rilassamento nella costruzione del mortaio dell'edificio. Deve essere spiegato qui che maggiore è la viscosità dell'etere della cellulosa, migliore è la ritenzione idrica, ma maggiore è la viscosità, maggiore è il peso molecolare relativo dell'etere di cellulosa e la corrispondente diminuzione della sua solubilità, che ha un impatto negativo sulla concentrazione e sulle prestazioni di costruzione del mortaio. Maggiore è la viscosità, più evidente è l'effetto ispessimento sul mortaio, ma non è completamente proporzionale. Alcune viscosità media e bassa, ma l'etere di cellulosa modificato ha prestazioni migliori nel migliorare la resistenza strutturale del mortaio umido. Con l'aumento della viscosità, la ritenzione idrica dell'etere di cellulosa migliora.
Tempo post: febbraio-18-2023