Cellulose ether là một polymer tổng hợp được làm từ cellulose tự nhiên thông qua sửa đổi hóa học. Cellulose ether là một dẫn xuất của cellulose tự nhiên. Việc sản xuất ether cellulose khác với các polyme tổng hợp. Vật liệu cơ bản nhất của nó là cellulose, một hợp chất polymer tự nhiên. Do tính đặc biệt của cấu trúc cellulose tự nhiên, bản thân cellulose không có khả năng phản ứng với các tác nhân etherization. Tuy nhiên, sau khi điều trị tác nhân sưng, các liên kết hydro mạnh giữa các chuỗi phân tử và chuỗi bị phá hủy, và sự giải phóng tích cực của nhóm hydroxyl trở thành một cellulose kiềm phản ứng. Thu được ether cellulose.
Các thuộc tính của ete cellulose phụ thuộc vào loại, số lượng và phân phối của các nhóm thế. Việc phân loại các ete cellulose cũng dựa trên loại nhóm thế, mức độ ether hóa, độ hòa tan và các thuộc tính ứng dụng liên quan. Theo loại nhóm thế trên chuỗi phân tử, nó có thể được chia thành ether mono và ether hỗn hợp. Chúng tôi thường sử dụng MC làm ether mono và HPMC làm ether hỗn hợp. Methyl cellulose ether MC là sản phẩm sau khi nhóm hydroxyl trên đơn vị glucose của cellulose tự nhiên được thay thế bằng nhóm methoxy. Công thức cấu trúc là [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X Nó là một sản phẩm thu được bằng cách thay thế một phần của nhóm hydroxyl trên đơn vị có nhóm methoxy và một phần khác bằng nhóm hydroxypropyl. Công thức cấu trúc là [C6H7O2 (OH) 3 mn (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] X Có hydroxyethyl methylcellulose ether hemc, là các giống chính được sử dụng rộng rãi và được bán trên thị trường.
Về độ hòa tan, nó có thể được chia thành ion và không ion. Các ete cellulose không ion hòa tan trong nước chủ yếu bao gồm hai loạt các ete alkyl và ete hydroxyyalkyl. Ionic CMC chủ yếu được sử dụng trong các chất tẩy rửa tổng hợp, in dệt và nhuộm, thăm dò thực phẩm và dầu. MC không ion, HPMC, HEMC, v.v ... chủ yếu được sử dụng trong vật liệu xây dựng, sơn latex, y học, hóa chất hàng ngày, v.v. Được sử dụng làm chất làm đặc, chất giữ nước, chất ổn định, chất phân tán và tác nhân tạo màng.
Giữ nước của cellulose ether
Trong việc sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt là vữa hỗn hợp khô, cellulose ether đóng vai trò không thể thay thế, đặc biệt là trong việc sản xuất vữa đặc biệt (vữa sửa đổi), nó là một thành phần không thể thiếu và quan trọng.
Vai trò quan trọng của ether cellulose tan trong nước trong vữa chủ yếu có ba khía cạnh, một là khả năng giữ nước tuyệt vời, một là ảnh hưởng đến tính nhất quán và thixotropy của vữa, và thứ ba là sự tương tác với xi măng.
Hiệu ứng giữ nước của ether cellulose phụ thuộc vào sự hấp thụ nước của lớp cơ sở, thành phần của vữa, độ dày của lớp vữa, nhu cầu nước của vữa và thời gian đặt của vật liệu cài đặt. Sự lưu giữ nước của ether cellulose xuất phát từ độ hòa tan và mất nước của cellulose ether. Người ta biết rằng mặc dù chuỗi phân tử cellulose chứa một số lượng lớn các nhóm OH có độ hydratated cao, nhưng nó không hòa tan trong nước, bởi vì cấu trúc cellulose có độ kết tinh cao. Khả năng hydrat hóa của các nhóm hydroxyl không đủ để bao gồm các liên kết hydro mạnh và lực van der Waals giữa các phân tử. Do đó, nó chỉ sưng lên nhưng không hòa tan trong nước. Khi một nhóm thế được đưa vào chuỗi phân tử, không chỉ các nhóm thế phá hủy chuỗi hydro, mà cả liên kết hydro xen kẽ bị phá hủy do nêm của nhóm thế giữa các chuỗi liền kề. Các nhóm thế càng lớn, khoảng cách giữa các phân tử càng lớn. Khoảng cách càng lớn. Tác dụng của việc phá hủy liên kết hydro càng lớn, ether cellulose trở nên tan trong nước sau khi mạng tinh thể cellulose mở rộng và dung dịch đi vào, tạo thành dung dịch có độ nhớt cao. Khi nhiệt độ tăng lên, sự hydrat hóa của polymer suy yếu và nước giữa các chuỗi được đẩy ra. Khi hiệu ứng mất nước là đủ, các phân tử bắt đầu tổng hợp, tạo thành gel cấu trúc mạng ba chiều và gấp lại. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc giữ nước của vữa bao gồm độ nhớt của cellulose ether, lượng được thêm vào, độ mịn của các hạt và nhiệt độ sử dụng.
Độ nhớt của ether cellulose càng cao, hiệu suất giữ nước càng tốt và độ nhớt của dung dịch polymer càng cao. Tùy thuộc vào trọng lượng phân tử (mức độ trùng hợp) của polymer, nó cũng được xác định bởi chiều dài chuỗi của cấu trúc phân tử và hình dạng của chuỗi, và sự phân bố của các loại và số lượng của các nhóm thế cũng ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi độ nhớt của nó.
[η] = km α
[η] Độ nhớt nội tại của dung dịch polymer
M Trọng lượng phân tử polymer
hằng số đặc trưng polymer
K Hệ số dung dịch độ nhớt
Độ nhớt của dung dịch polymer phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của polymer. Độ nhớt và nồng độ của dung dịch ether cellulose có liên quan đến ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Do đó, mỗi ether cellulose có nhiều thông số kỹ thuật độ nhớt khác nhau và việc điều chỉnh độ nhớt chủ yếu được nhận ra bởi sự suy giảm của cellulose kiềm, nghĩa là sự phá vỡ của chuỗi phân tử cellulose.
Có thể thấy trong Hình 1.2 rằng lượng cellulose ether càng cao vào vữa, hiệu suất giữ nước càng tốt và độ nhớt càng cao, hiệu suất giữ nước càng cao.
Đối với kích thước hạt, hạt càng mịn thì khả năng giữ nước càng tốt, sau khi các hạt lớn của ether cellulose tiếp xúc với nước, bề mặt ngay lập tức hòa tan và tạo thành một gel để bọc vật liệu để ngăn các phân tử nước xâm nhập. Đôi khi nó không thể được phân tán và hòa tan đồng đều ngay cả sau khi khuấy dài hạn, tạo thành một giải pháp flocculent nhiều mây hoặc kết tụ. Nó ảnh hưởng rất lớn đến việc giữ nước của ether cellulose và độ hòa tan là một trong những yếu tố để lựa chọn ether cellulose.
Dày lên và thixotropy của cellulose ether
Chức năng thứ hai của ether cellulose - làm dày phụ thuộc vào: mức độ trùng hợp của ether cellulose, nồng độ dung dịch, tốc độ cắt, nhiệt độ và các điều kiện khác. Thuộc tính gelling của giải pháp là duy nhất cho alkyl cellulose và các dẫn xuất đã được sửa đổi của nó. Các đặc tính gelation có liên quan đến mức độ thay thế, nồng độ dung dịch và phụ gia. Đối với các dẫn xuất biến đổi của Hydroxyyalkyl, các thuộc tính gel cũng liên quan đến mức độ sửa đổi của hydroxyyalkyl. Đối với MC và HPMC với độ nhớt thấp, có thể chuẩn bị dung dịch nồng độ 10% -15%, dung dịch 5% -10% có thể được chuẩn bị cho độ nhớt trung bình MC và HPMC, và dung dịch 2% -3% có thể được chuẩn bị cho độ nhớt cao MC và HPMC, và thường thì phân loại độ nhớt của ether. Ether cellulose có trọng lượng cao có hiệu suất dày cao. Các polyme có trọng lượng phân tử khác nhau có độ nhớt khác nhau trong cùng một dung dịch nồng độ. Mức độ cao. Độ nhớt của mục tiêu chỉ có thể đạt được bằng cách thêm một lượng lớn ether cellulose trọng lượng phân tử thấp. Độ nhớt của nó có rất ít sự phụ thuộc vào tốc độ cắt và độ nhớt cao đạt đến độ nhớt của mục tiêu và lượng bổ sung cần thiết là nhỏ và độ nhớt phụ thuộc vào hiệu quả làm dày. Do đó, để đạt được một sự nhất quán nhất định, một lượng ether cellulose nhất định (nồng độ của dung dịch) và độ nhớt dung dịch phải được đảm bảo. Nhiệt độ gel của dung dịch cũng giảm tuyến tính với sự gia tăng nồng độ của dung dịch và gel ở nhiệt độ phòng sau khi đạt đến một nồng độ nhất định. Nồng độ gel của HPMC cao hơn ở nhiệt độ phòng.
Tính nhất quán cũng có thể được điều chỉnh bằng cách chọn kích thước hạt và chọn ete cellulose với các mức độ sửa đổi khác nhau. Cái gọi là sửa đổi là giới thiệu một mức độ thay thế nhất định của các nhóm hydroxyalkyl trên cấu trúc bộ xương của MC. Bằng cách thay đổi các giá trị thay thế tương đối của hai nhóm thế, nghĩa là các giá trị thay thế tương đối của DS và MS của các nhóm methoxy và hydroxyalkyl mà chúng ta thường nói. Các yêu cầu hiệu suất khác nhau của ether cellulose có thể thu được bằng cách thay đổi các giá trị thay thế tương đối của hai nhóm thế.
Từ Hình 4, chúng ta có thể thấy mối quan hệ giữa tính nhất quán và sửa đổi. Việc bổ sung ether cellulose trong Hình 5 ảnh hưởng đến mức tiêu thụ nước của vữa và thay đổi tỷ lệ nước-xi măng, đó là hiệu ứng làm dày. Liều lượng càng cao, mức tiêu thụ nước càng lớn.
Các ete cellulose được sử dụng trong các vật liệu xây dựng bột phải hòa tan nhanh trong nước lạnh và cung cấp một sự nhất quán phù hợp cho hệ thống. Nếu được đưa ra một tỷ lệ cắt nhất định, nó vẫn trở thành khối keo và keo keo, đây là một sản phẩm không đạt tiêu chuẩn hoặc chất lượng kém.
Ngoài ra còn có một mối quan hệ tuyến tính tốt giữa tính nhất quán của dán xi măng và liều lượng của cellulose ether. Cellulose ether có thể làm tăng đáng kể độ nhớt của vữa. Liều lượng càng lớn, hiệu quả càng rõ ràng, xem Hình 6.
Dung dịch nước ether cellulose có độ nhớt cao có thixotropy cao, đây cũng là một đặc điểm chính của ether cellulose. Các dung dịch nước của các polyme loại MC thường có tính lưu động giả và không teo dưới nhiệt độ gel của chúng, nhưng tính chất dòng chảy của Newton ở tốc độ cắt thấp. Pseudoplasticity tăng theo trọng lượng phân tử hoặc nồng độ của ether cellulose, bất kể loại nhóm thế và mức độ thay thế. Do đó, các ete cellulose có cùng độ nhớt, bất kể MC, HPMC, HEMC, sẽ luôn hiển thị các đặc tính lưu biến tương tự miễn là nồng độ và nhiệt độ được giữ không đổi. Gel cấu trúc được hình thành khi nhiệt độ được tăng lên và dòng chảy thixotropic cao xảy ra. Nồng độ cao và độ nhớt thấp cellulose cho thấy thixotropy ngay cả dưới nhiệt độ gel. Khách sạn này có lợi ích lớn đối với việc điều chỉnh việc san bằng và chùng xuống trong việc xây dựng vữa xây dựng. Ở đây cần phải giải thích rằng độ nhớt của cellulose ether càng cao, khả năng giữ nước càng cao, nhưng độ nhớt càng cao, trọng lượng phân tử tương đối của ether cellulose càng cao và giảm độ hòa tan tương ứng của nó, có tác động tiêu cực đến nồng độ vữa và hiệu suất xây dựng. Độ nhớt càng cao, hiệu ứng làm dày càng rõ ràng đối với vữa, nhưng nó không hoàn toàn tỷ lệ. Một số độ nhớt trung bình và thấp, nhưng ether cellulose đã được sửa đổi có hiệu suất tốt hơn trong việc cải thiện sức mạnh cấu trúc của vữa ướt. Với sự gia tăng độ nhớt, việc giữ nước của cellulose ether được cải thiện.
Thời gian đăng: Tháng 2-18-2023