L'èter de cel·lulosa és un polímer sintètic fet de cel·lulosa natural com a matèria primera per modificació química. L'èter de cel·lulosa és un derivat de la cel·lulosa natural, la producció d'èter de cel·lulosa i el polímer sintètic és diferent, el seu material més bàsic és la cel·lulosa, compostos de polímers naturals. A causa de la particularitat de l'estructura natural de la cel·lulosa, la cel·lulosa no té capacitat per reaccionar amb l'agent eterificant. Però després del tractament de l'agent d'inflor, es van destruir els forts enllaços d'hidrogen entre les cadenes moleculars i les cadenes, i l'activitat del grup hidroxil es va alliberar a la cel·lulosa alcalina amb capacitat de reacció i es va obtenir èter de cel·lulosa mitjançant la reacció de l'agent eterificant - grup OH en - O grup.
Les propietats dels èters de cel·lulosa depenen del tipus, nombre i distribució dels substituents. La classificació de l'èter de cel·lulosa també es basa en el tipus de substituents, el grau d'eterificació, la solubilitat i l'aplicació relacionada es poden classificar. Segons el tipus de substituents de la cadena molecular, es pot dividir en èter únic i èter mixt. MC s'utilitza generalment com a èter únic, mentre que HPmc és un èter mixt. Metilcel·lulosa èter MC és una unitat de glucosa de cel·lulosa natural a l'hidroxil és el metòxid substituït per la fórmula de l'estructura del producte [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hidroxipropil metil cel·lulosa èter HPmc és una unitat de l'hidroxil forma part del metòxid substituït, una altra part del producte substituït d'hidroxipropil, la fórmula estructural és [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X i hidroxietil metil cel·lulosa èter HEmc, molt utilitzat i venut al mercat.
A partir de la solubilitat es pot dividir en tipus iònic i tipus no iònic. L'èter de cel·lulosa no iònic soluble en aigua es compon principalment d'èter alquílic i d'èter hidroxil alquil de dues sèries de varietats. Ionic Cmc s'utilitza principalment en detergents sintètics, tèxtils, impressió, alimentació i explotació de petroli. MC no iònic, HPmc, HEmc i altres utilitzats principalment en materials de construcció, recobriments de làtex, medicina, química diària i altres aspectes. Com a agent espessidor, agent de retenció d'aigua, estabilitzador, dispersant, agent de formació de pel·lícules.
Retenció d'aigua d'èter de cel·lulosa
En la producció de materials de construcció, especialment morter sec, l'èter de cel·lulosa té un paper insubstituïble, especialment en la producció de morter especial (morter modificat), és una part indispensable.
El paper important de l'èter de cel·lulosa soluble en aigua al morter té principalment tres aspectes, un és una excel·lent capacitat de retenció d'aigua, el segon és la influència de la consistència del morter i la tixotropia i el tercer és la interacció amb el ciment.
La retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa, depèn de la base d'hidroscopicitat, composició del morter, gruix de la capa de morter, demanda d'aigua del morter, temps de condensació del material de condensació. La retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa prové de la solubilitat i deshidratació del mateix èter de cel·lulosa. És ben sabut que les cadenes moleculars de cel·lulosa, tot i que contenen un gran nombre de grups OH molt hidratats, són insolubles en aigua a causa de la seva estructura altament cristal·lina. La capacitat d'hidratació dels grups hidroxil per si sol no és suficient per pagar els forts enllaços d'hidrogen intermoleculars i les forces de van der Waals. Quan s'introdueixen substituents a la cadena molecular, no només els substituents destrueixen la cadena d'hidrogen, sinó que també es trenquen els enllaços d'hidrogen entre cadenes a causa de la falca de substituents entre cadenes adjacents. Com més grans són els substituents, més gran és la distància entre les molècules. Com més gran sigui la destrucció de l'efecte d'enllaç d'hidrogen, l'expansió de la xarxa de cel·lulosa, la solució a l'èter de cel·lulosa es torna soluble en aigua, la formació d'una solució d'alta viscositat. A mesura que augmenta la temperatura, la hidratació del polímer disminueix i l'aigua entre les cadenes és expulsada. Quan l'efecte deshidratant és suficient, les molècules comencen a agregar-se i el gel es desplega en una xarxa tridimensional. Els factors que afecten la retenció d'aigua del morter inclouen la viscositat de l'èter de cel·lulosa, la dosificació, la finesa de les partícules i la temperatura de servei.
Com més gran sigui la viscositat de l'èter de cel·lulosa, millor serà el rendiment de retenció d'aigua, la viscositat de la solució de polímer. El pes molecular (grau de polimerització) del polímer també està determinat per la longitud i la morfologia de l'estructura molecular de la cadena, i la distribució del nombre de substituents afecta directament el rang de viscositat. [eta] = Km alfa
Viscositat intrínseca de les solucions de polímers
Pes molecular del polímer M
constant característica del polímer α
K coeficient de solució de viscositat
La viscositat de la solució de polímer depèn del pes molecular del polímer. La viscositat i la concentració de les solucions d'èter de cel·lulosa estan relacionades amb diverses aplicacions. Per tant, cada èter de cel·lulosa té moltes especificacions de viscositat diferents, la regulació de la viscositat també es produeix principalment mitjançant la degradació de la cel·lulosa alcalina, és a dir, la fractura de la cadena molecular de la cel·lulosa.
Per a la mida de la partícula, com més fina sigui la partícula, millor serà la retenció d'aigua. Les partícules grans d'èter de cel·lulosa en contacte amb l'aigua, la superfície es dissol immediatament i formen un gel per embolicar el material per evitar que les molècules d'aigua continuïn penetrant, de vegades l'agitació durant molt de temps no es pot dispersar uniformement dissolta, la formació d'una solució floculent fangosa o aglomerat. La solubilitat de l'èter de cel·lulosa és un dels factors per triar l'èter de cel·lulosa.
Engrossiment i tixotropia de l'èter de cel·lulosa
El segon efecte de l'èter de cel·lulosa: espessiment depèn de: grau de polimerització de l'èter de cel·lulosa, concentració de la solució, velocitat de cisalla, temperatura i altres condicions. La propietat de gelificació de la solució és exclusiva de l'alquil cel·lulosa i els seus derivats modificats. Les característiques de gelificació estan relacionades amb el grau de substitució, la concentració de la solució i els additius. Per als derivats modificats amb hidroxil alquil, les propietats del gel també estan relacionades amb el grau de modificació d'hidroxil alquil. Per a la concentració de solució de MC i HPmc de baixa viscositat es poden preparar una solució de concentració del 10%-15%, es poden preparar MC i HPmc de viscositat mitjana 5%-10% de solució i MC i HPmc d'alta viscositat només es poden preparar 2%-3% solució, i normalment la viscositat de l'èter de cel·lulosa també es gradua amb una solució d'1%-2%. L'eficiència de l'espessidor d'èter de cel·lulosa d'alt pes molecular, la mateixa concentració de solució, diferents polímers de pes molecular tenen diferents viscositats, viscositat i pes molecular es poden expressar de la següent manera, [η] = 2,92 × 10-2 (DPn) 0,905, DPn és la mitjana grau de polimerització alt. Èter de cel·lulosa de baix pes molecular per afegir-ne més per aconseguir la viscositat objectiu. La seva viscositat depèn menys de la velocitat de cisalla, alta viscositat per assolir la viscositat objectiu, la quantitat necessària per afegir menys, la viscositat depèn de l'eficiència de l'espessiment. Per tant, per aconseguir una certa consistència, s'ha de garantir una certa quantitat d'èter de cel·lulosa (concentració de la solució) i la viscositat de la solució. La temperatura de gelificació de la solució va disminuir linealment amb l'augment de la concentració de la solució, i la gelificació es va produir a temperatura ambient després d'arribar a una certa concentració. HPmc té una alta concentració de gelificació a temperatura ambient.
La consistència també es pot ajustar seleccionant la mida de les partícules i els èters de cel·lulosa amb diferents graus de modificació. L'anomenada modificació és la introducció del grup hidroxil alquil en un cert grau de substitució a l'estructura de l'esquelet de MC. En canviar els valors de substitució relatius dels dos substituents, és a dir, els valors de substitució relativa DS i MS dels grups metoxi i hidroxil. Es requereixen diverses propietats de l'èter de cel·lulosa canviant els valors de substitució relatius de dos tipus de substituents.
la relació entre consistència i modificació. A la figura 5, l'addició d'èter de cel·lulosa afecta el consum d'aigua del morter i canvia la relació aigua-aglutinant d'aigua i ciment, que és l'efecte espessidor. Com més gran sigui la dosi, més consum d'aigua.
Els èters de cel·lulosa utilitzats en materials de construcció en pols s'han de dissoldre ràpidament en aigua freda i proporcionar al sistema la consistència adequada. Si una determinada velocitat de cisalla encara és floculent i col·loïdal, és un producte de qualitat inferior o de baixa qualitat.
També hi ha una bona relació lineal entre la consistència del purí de ciment i la dosi d'èter de cel·lulosa, l'èter de cel·lulosa pot augmentar molt la viscositat del morter, com més gran sigui la dosi, més evident serà l'efecte.
La solució aquosa d'èter de cel·lulosa amb alta viscositat té una alta tixotropia, que és una de les característiques de l'èter de cel·lulosa. Les solucions aquoses de polímers de tipus Mc solen tenir una fluïdesa pseudoplàstica i no tixotròpica per sota de la seva temperatura de gel, però propietats de flux newtonians a baixes velocitats de cisalla. La pseudoplasticitat augmenta amb l'augment del pes molecular o la concentració d'èter de cel·lulosa i és independent del tipus i grau de substituent. Per tant, els èters de cel·lulosa del mateix grau de viscositat, ja siguin MC, HPmc o HEmc, presenten sempre les mateixes propietats reològiques sempre que la concentració i la temperatura es mantinguin constants. Quan la temperatura augmenta, es forma gel estructural i es produeix un alt flux tixotròpic. Els èters de cel·lulosa amb alta concentració i baixa viscositat presenten tixotropia fins i tot per sota de la temperatura del gel. Aquesta propietat és de gran benefici per a la construcció de morter de construcció per ajustar el seu flux i la propietat de penjar el flux. S'ha d'explicar aquí que com més gran sigui la viscositat de l'èter de cel·lulosa, millor serà la retenció d'aigua, però com més gran sigui la viscositat, més gran és el pes molecular relatiu de l'èter de cel·lulosa, la corresponent reducció de la seva solubilitat, que té un impacte negatiu en la concentració de morter i el rendiment de la construcció. Com més gran sigui la viscositat, més evident és l'efecte espessidor del morter, però no és una relació proporcional completa. Una mica de viscositat baixa, però l'èter de cel·lulosa modificat per millorar la resistència estructural del morter humit té un rendiment més excel·lent, amb l'augment de la viscositat, millora la retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa.
Hora de publicació: 30-mar-2022