Éter celulózy je syntetický polymer vyrobený z přírodní celulózy jako suroviny chemickou modifikací.Éter celulózy je derivátem přírodní celulózy, výroba éteru celulózy a syntetického polymeru je odlišná, jeho nejzákladnějším materiálem je celulóza, přírodní polymerní sloučeniny.Vzhledem ke zvláštnosti přirozené struktury celulózy nemá celulóza sama o sobě schopnost reagovat s etherifikačním činidlem.Ale po ošetření bobtnadlem byly silné vodíkové vazby mezi molekulovými řetězci a řetězci zničeny a aktivita hydroxylové skupiny byla uvolněna do alkalické celulózy s reakční schopností a ether celulózy byl získán reakcí etherifikačního činidla - OH skupiny na — NEBO skupina.
Vlastnosti etherů celulózy závisí na typu, počtu a distribuci substituentů.Klasifikace etheru celulózy je také založena na typu substituentů, stupni etherifikace, rozpustnosti a související aplikaci.Podle typu substituentů na molekulovém řetězci jej lze rozdělit na jednoduchý ether a směsný ether.MC se obvykle používá jako jeden ether, zatímco HPmc je směsný ether.Ether methylcelulózy MC je přirozená jednotka glukózy celulózy na hydroxylu je methoxid nahrazený vzorcem struktury produktu [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, ether hydroxypropylmethylcelulózy HPmc je jednotka na hydroxylu je část nahrazeného methoxidu, další část produktu nahrazeného hydroxypropylem, Strukturní vzorec je [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X a ether hydroxyethylmethylcelulózy HEmc, který se široce používá a prodávány na trhu.
Podle rozpustnosti lze rozdělit na iontový typ a neiontový typ.Ve vodě rozpustný neiontový ether celulózy se skládá hlavně z alkyletheru a hydroxylalkyletheru dvou řad odrůd.Ionic Cmc se používá hlavně v syntetických detergentech, textilu, tisku, potravinářství a těžbě ropy.Neiontové MC, HPmc, HEmc a další používané hlavně ve stavebních materiálech, latexových nátěrech, medicíně, denní chemii a dalších aspektech.Jako zahušťovadlo, činidlo zadržující vodu, stabilizátor, dispergační činidlo, činidlo tvořící film.
Zadržování vody v etheru celulózy
Při výrobě stavebních hmot, zejména suché míchané malty, hraje nezastupitelnou roli éter celulózy, zejména při výrobě speciální malty (modifikované malty) je nezastupitelnou součástí.
Důležitá role ve vodě rozpustného éteru celulózy v maltě má především tři aspekty, jedním je vynikající schopnost retence vody, druhým je vliv konzistence malty a tixotropie a třetím je interakce s cementem.
Retence vody celulózového éteru závisí na základně hydroskopicity, složení malty, tloušťce vrstvy malty, potřebě vody v maltě, době kondenzace kondenzovaného materiálu.Zadržování vody v éteru celulózy pochází z rozpustnosti a dehydratace samotného éteru celulózy.Je dobře známo, že molekulární řetězce celulózy, ačkoli obsahují velký počet vysoce hydratovaných OH skupin, jsou nerozpustné ve vodě kvůli jejich vysoce krystalické struktuře.Samotná hydratační schopnost hydroxylových skupin nestačí k úhradě silných intermolekulárních vodíkových vazeb a van der Waalsových sil.Když jsou substituenty zavedeny do molekulárního řetězce, nejenom substituenty ničí vodíkový řetězec, ale také se přerušují meziřetězcové vodíkové vazby v důsledku zaklínění substituentů mezi sousedními řetězci.Čím větší jsou substituenty, tím větší je vzdálenost mezi molekulami.Čím větší je destrukce efektu vodíkové vazby, expanze celulózové mřížky, roztok do éteru celulózy se stává ve vodě rozpustným, vzniká roztok s vysokou viskozitou.Jak teplota stoupá, hydratace polymeru klesá a voda mezi řetězci je vytlačována.Když je dehydratační účinek dostatečný, molekuly se začnou agregovat a gel se složí do trojrozměrné sítě.Faktory ovlivňující retenci vody v maltě zahrnují viskozitu éteru celulózy, dávkování, jemnost částic a provozní teplotu.
Čím vyšší je viskozita etheru celulózy, tím lepší je schopnost retence vody, viskozita roztoku polymeru.Molekulová hmotnost (stupeň polymerace) polymeru je také určena délkou a morfologií molekulární struktury řetězce a distribuce počtu substituentů přímo ovlivňuje rozsah viskozity.r = Km alfa
Vnitřní viskozita roztoků polymerů
M molekulová hmotnost polymeru
α charakteristická konstanta polymeru
K viskozitní koeficient roztoku
Viskozita roztoku polymeru závisí na molekulové hmotnosti polymeru.Viskozita a koncentrace roztoků etheru celulózy souvisí s různými aplikacemi.Proto každý éter celulózy má mnoho různých specifikací viskozity, regulace viskozity je také hlavně prostřednictvím degradace alkalické celulózy, konkrétně fraktury molekulárního řetězce celulózy dosáhnout.
Pro velikost částic platí, že čím jemnější částice, tím lepší zadržování vody.Velké částice éteru celulózy přijdou do kontaktu s vodou, povrch se okamžitě rozpustí a vytvoří gel, který obalí materiál, aby se zabránilo dalšímu pronikání molekul vody, někdy se dlouhodobým mícháním nepodaří rovnoměrně rozptýlit rozpuštěný, vznik blátivého vločkovitého roztoku popř. aglomerovat.Rozpustnost éteru celulózy je jedním z faktorů pro výběr éteru celulózy.
Zahušťování a tixotropie éteru celulózy
Druhý účinek éteru celulózy – zahušťování závisí na: stupni polymerace éteru celulózy, koncentraci roztoku, smykové rychlosti, teplotě a dalších podmínkách.Gelační vlastnost roztoku je jedinečná pro alkylcelulózu a její modifikované deriváty.Vlastnosti gelovatění souvisí se stupněm substituce, koncentrací roztoku a přísadami.U derivátů modifikovaných hydroxylalkylem jsou vlastnosti gelu také spojeny se stupněm modifikace hydroxylalkylem.Pro koncentraci roztoku s nízkou viskozitou MC a HPmc lze připravit 10%-15% koncentrační roztok, středně viskózní MC a HPmc lze připravit 5%-10% roztok a vysoce viskózní MC a HPmc lze připravit pouze 2%-3% Viskozita etheru celulózy je obvykle také odstupňována podle 1%-2% roztoku.Účinnost zahušťovadla éteru celulózy s vysokou molekulovou hmotností, stejná koncentrace roztoku, různé polymery s molekulovou hmotností mají různou viskozitu, viskozitu a molekulovou hmotnost lze vyjádřit následovně, [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn je průměr stupeň polymerace vysoký.Nízkomolekulární ether celulózy pro přidání více pro dosažení cílové viskozity.Jeho viskozita je méně závislá na smykové rychlosti, vysoká viskozita k dosažení cílové viskozity, množství potřebné k přidání méně, viskozita závisí na účinnosti zahušťování.Proto pro dosažení určité konzistence musí být zaručeno určité množství éteru celulózy (koncentrace roztoku) a viskozita roztoku.Teplota gelovatění roztoku klesala lineárně se zvyšováním koncentrace roztoku a gelovatění nastávalo při teplotě místnosti po dosažení určité koncentrace.HPmc má vysokou koncentraci gelovatění při pokojové teplotě.
Konzistenci lze také upravit výběrem velikosti částic a etherů celulózy s různým stupněm modifikace.Takzvaná modifikace je zavedení hydroxyalkylové skupiny v určitém stupni substituce na strukturu skeletu MC.Změnou relativních substitučních hodnot dvou substituentů, to znamená DS a MS relativních substitučních hodnot methoxy a hydroxylových skupin.Různé vlastnosti etheru celulózy jsou vyžadovány změnou relativních substitučních hodnot dvou druhů substituentů.
vztah mezi konzistencí a modifikací.Na obrázku 5 přidání éteru celulózy ovlivňuje spotřebu vody v maltě a mění poměr vody a pojiva vody a cementu, což je zahušťovací efekt.Čím vyšší dávkování, tím větší spotřeba vody.
Étery celulózy používané v práškových stavebních materiálech se musí rychle rozpouštět ve studené vodě a dodávat systému správnou konzistenci.Pokud je daná rychlost smyku stále vločkovitá a koloidní, jedná se o nestandardní nebo nekvalitní produkt.
Existuje také dobrý lineární vztah mezi konzistencí cementové kaše a dávkováním éteru celulózy, éter celulózy může výrazně zvýšit viskozitu malty, čím větší je dávka, tím je účinek zjevnější.
Vodný roztok etheru celulózy s vysokou viskozitou má vysokou tixotropii, což je jedna z charakteristik etheru celulózy.Vodné roztoky polymerů typu Mc mají obvykle pseudoplastickou, netixotropní tekutost pod teplotou gelu, ale newtonovské tokové vlastnosti při nízkých smykových rychlostech.Pseudoplasticita se zvyšuje se zvyšující se molekulovou hmotností nebo koncentrací etheru celulózy a je nezávislá na typu a stupni substituentu.Proto ethery celulózy stejného stupně viskozity, ať už MC, HPmc nebo HEmc, vždy vykazují stejné reologické vlastnosti, pokud koncentrace a teplota zůstávají konstantní.Při zvýšení teploty se tvoří strukturní gel a dochází k vysokému tixotropnímu toku.Ethery celulózy s vysokou koncentrací a nízkou viskozitou vykazují tixotropii i pod teplotou gelu.Tato vlastnost je velkým přínosem pro konstrukci stavební malty pro úpravu její tekutosti a schopnosti stékání.Zde je třeba vysvětlit, že čím vyšší je viskozita éteru celulózy, tím lepší je retence vody, ale čím vyšší je viskozita, tím vyšší je relativní molekulová hmotnost éteru celulózy, odpovídající snížení jeho rozpustnosti, což má negativní dopad na koncentrace malty a konstrukční výkon.Čím vyšší je viskozita, tím zřetelnější je zahušťovací účinek malty, ale nejde o úplný proporční vztah.Nízká viskozita, ale modifikovaný éter celulózy při zlepšování strukturální pevnosti vlhké malty má vynikající vlastnosti, se zvýšením viskozity se zlepšila retence vody éteru celulózy.
Čas odeslání: 30. března 2022