الحل الكامل لصناعة إيثر السليلوز

يُصنع إيثر السليلوز (CelluloseEther) من السليلوز من خلال تفاعل الأثيرة باستخدام عامل أو أكثر من عوامل الأثيرة والطحن الجاف. ووفقًا لاختلاف التركيب الكيميائي لبدائل الإيثر، تُصنف إيثرات السليلوز إلى إيثرات أنيونية، وكاتيونية، وغير أيونية. تشمل إيثرات السليلوز الأيونية بشكل رئيسي إيثر كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)؛ بينما تشمل إيثرات السليلوز غير الأيونية بشكل رئيسي إيثر ميثيل السليلوز (MC)، وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، وإيثر هيدروكسي إيثيل السليلوز. كما تشمل إيثرات الكلور (HC) وغيرها. وتُقسم الإيثرات غير الأيونية إلى إيثرات قابلة للذوبان في الماء وإيثرات قابلة للذوبان في الزيت، وتُستخدم بشكل رئيسي في منتجات الملاط. في وجود أيونات الكالسيوم، يكون إيثر السليلوز الأيوني غير مستقر، لذا نادرًا ما يُستخدم في منتجات الملاط الجاف المختلط التي تستخدم الأسمنت والجير المطفأ، إلخ، كمواد تثبيت. تُستخدم إيثرات السليلوز غير الأيونية القابلة للذوبان في الماء على نطاق واسع في صناعة مواد البناء نظرًا لثباتها المعلق واحتفاظها بالماء.

1. الخصائص الكيميائية لإيثر السليلوز

لكل إيثر سليلوزي البنية الأساسية للسليلوز - بنية أنهيدروجلوكوز. في عملية إنتاج إيثر السليلوز، تُسخّن ألياف السليلوز أولًا في محلول قلوي، ثم تُعالج بمادة أيثرية. يُنقّى ناتج التفاعل الليفي ويُسحق ليُشكّل مسحوقًا متجانسًا ذي دقة معينة.

في عملية إنتاج MC، يُستخدم كلوريد الميثيل فقط كعامل إيثر؛ بالإضافة إلى كلوريد الميثيل، يُستخدم أكسيد البروبيلين أيضًا للحصول على مجموعات استبدال هيدروكسي بروبيل في إنتاج HPMC. تختلف نسب استبدال الميثيل والهيدروكسي بروبيل في إيثرات السليلوز المختلفة، مما يؤثر على التوافق العضوي ودرجة حرارة التجلط الحراري لمحاليل إيثر السليلوز.

2. سيناريوهات تطبيق إيثر السليلوز

إيثر السليلوز هو بوليمر شبه صناعي غير أيوني، قابل للذوبان في الماء والمذيبات. له تأثيرات مختلفة في مختلف الصناعات. على سبيل المثال، في مواد البناء الكيميائية، له التأثيرات المركبة التالية:

① عامل احتباس الماء ② مُكثِّف ③ خاصية التسوية ④ خاصية تشكيل الفيلم ⑤ المادة الرابطة

في صناعة كلوريد البوليفينيل، يُستخدم كمستحلب ومشتت؛ وفي صناعة الأدوية، يُستخدم كمادة رابطة ومادة إطارية بطيئة الإطلاق ومنضبطة، إلخ. ولأن السليلوز يتميز بتأثيرات مركبة متنوعة، فإن مجال تطبيقه هو الأوسع. وفيما يلي التركيز على استخدام ووظيفة إيثر السليلوز في مواد البناء المختلفة.

(1) في طلاء اللاتكس:

في صناعة طلاء اللاتكس، لاختيار هيدروكسي إيثيل السليلوز، تتراوح اللزوجة المتساوية بين RT30000 و50000cps، وهي مطابقة لمواصفات HBR250، وتتراوح الجرعة المرجعية عادةً بين 1.5‰ و2‰ تقريبًا. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهيدروكسي إيثيل في طلاء اللاتكس في زيادة الكثافة، ومنع تجلط الصبغة، وتعزيز تشتتها، وتعزيز استقرار اللاتكس، وزيادة لزوجة المكونات، مما يساهم في تحسين أداء تسوية البناء. يُعد هيدروكسي إيثيل السليلوز أكثر ملاءمة للاستخدام، إذ يمكن إذابته في الماء البارد والساخن، دون أن يتأثر بدرجة الحموضة. يمكن استخدامه براحة البال عندما تكون قيمة PI بين 2 و 12. طرق الاستخدام هي كما يلي: I. الإضافة المباشرة في الإنتاج: بالنسبة لهذه الطريقة، يجب اختيار نوع هيدروكسي إيثيل السليلوز المتأخر، ويتم استخدام هيدروكسي إيثيل السليلوز بوقت إذابة يزيد عن 30 دقيقة. الخطوات هي كما يلي: 1. ضعه في وعاء مزود بمحرك عالي القص. ماء نقي كمي 2. ابدأ في التحريك باستمرار بسرعة منخفضة، وفي نفس الوقت أضف هيدروكسي إيثيل ببطء إلى المحلول بالتساوي 3. استمر في التحريك حتى يتم نقع جميع المواد الحبيبية 4. أضف إضافات أخرى وإضافات قلوية، إلخ. 5. قلّب حتى يذوب كل هيدروكسي إيثيل القاعدة تمامًا، ثم أضف مكونات أخرى في التركيبة، واطحن حتى المنتج النهائي. 2. مُجهّز بمحلول الأم للاستخدام لاحقًا: يُمكن في هذه الطريقة اختيار السليلوز الفوري، الذي يتميز بتأثير مُضاد للعفن. ميزتها هي مرونتها العالية وإمكانية إضافتها مباشرةً إلى طلاء اللاتكس. طريقة التحضير هي نفسها الخطوات من ١ إلى ٤. ٣. تحضير العصيدة للاستخدام لاحقًا: بما أن المذيبات العضوية مُذيبات رديئة (غير قابلة للذوبان) للهيدروكسي إيثيل، يُمكن استخدامها لتحضير العصيدة. أكثر المذيبات العضوية شيوعًا هي السوائل العضوية في تركيبات طلاء اللاتكس، مثل الإيثيلين جليكول، والبروبيلين جليكول، وعوامل تشكيل الأغشية (مثل أسيتات ثنائي إيثيلين جليكول بوتيل). يُمكن إضافة هيدروكسي إيثيل السليلوز المُستخرج من العصيدة مباشرةً إلى الطلاء. استمر في التقليب حتى يذوب تمامًا.

(2) في معجون كشط الجدران:

في الوقت الحاضر، يحظى المعجون المقاوم للماء والاحتكاك والصديق للبيئة بتقدير كبير في معظم مدن بلدي. يُنتج هذا المعجون من تفاعل الأسيتال بين كحول الفينيل والفورمالديهايد. لذلك، بدأ الناس يتخلصون من هذه المادة تدريجيًا، وتُستبدل بمنتجات سلسلة إيثر السليلوز. أي أن السليلوز هو المادة الوحيدة حاليًا لتطوير مواد بناء صديقة للبيئة. ينقسم المعجون المقاوم للماء إلى نوعين: معجون مسحوق جاف ومعجون معجون. من بين هذين النوعين، يجب اختيار ميثيل السليلوز المعدل وهيدروكسي بروبيل ميثيل. تتراوح مواصفات اللزوجة عادةً بين 30000 و60000 سنتيبويز. تتمثل الوظائف الرئيسية للسليلوز في المعجون في الاحتفاظ بالماء والترابط والتزييت. نظرًا لاختلاف صيغ المعجون من مختلف الشركات المصنعة، فبعضها عبارة عن كالسيوم رمادي، كالسيوم خفيف، أسمنت أبيض، إلخ، وبعضها مسحوق جبس، كالسيوم رمادي، كالسيوم خفيف، إلخ، لذا فإن مواصفات ولزوجة ونفاذية السليلوز في الصيغتين مختلفة أيضًا. الكمية المضافة حوالي 2‰-3‰. في بناء معجون كشط الجدران، نظرًا لأن السطح الأساسي للجدار لديه درجة معينة من امتصاص الماء (معدل امتصاص الماء لجدار الطوب هو 13٪، ومعدل امتصاص الماء للخرسانة هو 3-5٪)، إلى جانب تبخر العالم الخارجي، إذا فقد المعجون الماء بسرعة كبيرة، سيؤدي ذلك إلى تشققات أو إزالة المسحوق، مما يضعف قوة المعجون. لذلك، فإن إضافة إيثر السليلوز سيحل هذه المشكلة. لكن جودة الحشو، وخاصة جودة رماد الكالسيوم، مهمة للغاية أيضًا. بفضل اللزوجة العالية للسليلوز، تُحسّن اللزوجة طفو المعجون، وتمنع ترهله أثناء البناء، كما أنها أكثر راحةً وفعاليةً بعد الكشط. كما يُسهّل إضافة إيثر السليلوز إلى المعجون المسحوق، مما يُسهّل إنتاجه واستخدامه. يمكن خلط الحشو والمواد المضافة بالتساوي في المسحوق الجاف.

(3) ملاط ​​الخرسانة:

في ملاط ​​الخرسانة، لتحقيق أقصى قوة، يجب أن يكون الأسمنت مُرطبًا بالكامل. خاصةً في أعمال البناء الصيفية، يفقد ملاط ​​الخرسانة الماء بسرعة كبيرة، وتُستخدم إجراءات الترطيب الكامل للحفاظ على الماء ورشّه. يُعدّ هذا إهدارًا للموارد وصعوبة في التشغيل، والسبب الرئيسي هو أن الماء موجود فقط على السطح، ولا يزال الترطيب الداخلي غير مكتمل، لذا فإن حل هذه المشكلة يكمن في إضافة ثمانية عوامل احتجاز للماء إلى خرسانة الملاط، وعادةً ما يتم اختيار هيدروكسي بروبيل ميثيل أو ميثيل سليلوز. تتراوح مواصفات اللزوجة بين 20000 و60000 سنتيبويز، وتتراوح نسبة الإضافة بين 2% و3%. يمكن زيادة معدل احتجاز الماء إلى أكثر من 85%. طريقة الاستخدام في خرسانة الملاط هي خلط المسحوق الجاف بالتساوي وسكبه في الماء.

(4) في الجبس التجصيصي، الجبس الملتصق، الجبس السد:

مع التطور السريع لصناعة البناء، يتزايد طلب الناس على مواد بناء جديدة يومًا بعد يوم. وبفضل تزايد وعي الناس بحماية البيئة والتحسين المستمر لكفاءة البناء، شهدت منتجات الجبس الأسمنتي تطورًا سريعًا. حاليًا، أكثر منتجات الجبس شيوعًا هي جبس التجصيص، والجبس الملتصق، والجبس المطعم، ولصق البلاط. يُعد جبس التجصيص مادة تجصيص عالية الجودة للجدران والأسقف الداخلية، وتتميز أسطح الجدران المطلية به بملمس ناعم وناعم. لاصق ألواح البناء الخفيفة الجديد هو مادة لاصقة مصنوعة من الجبس كمادة أساسية مع إضافات متنوعة. وهو مناسب للربط بين مختلف مواد جدران البناء غير العضوية. يتميز بأنه غير سام، وعديم الرائحة، وسريع التصلب، وذو قوة التصاق عالية، بالإضافة إلى خصائص أخرى، وهو مادة داعمة لألواح البناء والبناء بالكتل؛ كما يُستخدم عامل سد الجبس لسد الفجوات بين ألواح الجبس، وحشو لإصلاح الجدران والشقوق. تتميز منتجات الجبس هذه بوظائف متعددة. فبالإضافة إلى دور الجبس والحشوات ذات الصلة، فإن إضافة إضافات إيثر السليلوز تلعب دورًا رئيسيًا. ونظرًا لأن الجبس ينقسم إلى جبس لا مائي وجبس نصف هيدرات، فإن أنواع الجبس المختلفة لها تأثيرات مختلفة على أداء المنتج، لذا فإن التكثيف واحتباس الماء والتثبيط يحدد جودة مواد بناء الجبس. والمشكلة الشائعة لهذه المواد هي التجويف والتشقق، وعدم القدرة على الوصول إلى القوة الأولية. ولحل هذه المشكلة، يتعين اختيار نوع السليلوز وطريقة استخدام المركب المثبط. وفي هذا الصدد، يتم اختيار ميثيل أو هيدروكسي بروبيل ميثيل 30000 بشكل عام. -60000cps، وتكون كمية الإضافة 1.5٪ -2٪. ومن بينها، يركز السليلوز على احتباس الماء وتثبيط التزييت. مع ذلك، لا يُمكن الاعتماد على إيثر السليلوز كمُثبِّط، بل يجب إضافة مُثبِّط حمض الستريك للخلط والاستخدام دون التأثير على القوة الأولية. يُشير احتباس الماء عمومًا إلى كمية الماء المفقودة طبيعيًا دون امتصاص خارجي. إذا كان الجدار جافًا جدًا، فإن امتصاص الماء والتبخر الطبيعي على سطح القاعدة سيؤديان إلى فقدان المادة للماء بسرعة كبيرة، وسيحدث أيضًا تجويف وتشقق. تُخلط هذه الطريقة مع مسحوق جاف. عند تحضير محلول، يُرجى الرجوع إلى طريقة تحضيره.

(5) ملاط ​​العزل الحراري

ملاط العزل هو نوع جديد من مواد عزل الجدران الداخلية في المنطقة الشمالية. وهو مادة جدران مُصنّعة من مادة عازلة وملاط ومادة رابطة. يلعب السليلوز دورًا رئيسيًا في الترابط وزيادة القوة. عادةً ما يُختار ميثيل السليلوز ذو اللزوجة العالية (حوالي 10000 وحدة فلزي)، وتتراوح الجرعة عادةً بين 2‰ و3‰، ويتم استخدامه بخلط المسحوق الجاف.

(6) وكيل الواجهة

اختر HPNC 20000cps لعامل الربط، واختر 60000cps أو أكثر للصق البلاط، وركز على المُكثِّف في عامل الربط، مما يُحسِّن قوة الشد ومقاومة الانحناء. يُستخدم كعامل مُحافظ على الماء في لصق البلاط، لمنع جفافه السريع وتساقطه.

3. وضع سلسلة الصناعة

(1) الصناعة المنبعية

تشمل المواد الخام الرئيسية اللازمة لإنتاج إيثر السليلوز القطن المكرر (أو لب الخشب) وبعض المذيبات الكيميائية الشائعة، مثل أكسيد البروبيلين، وكلوريد الميثيل، والصودا الكاوية السائلة، والصودا الكاوية، وأكسيد الإيثيلين، والتولوين، وغيرها من المواد المساعدة. تشمل الصناعات الأولية في هذه الصناعة القطن المكرر، وشركات إنتاج لب الخشب، وبعض الشركات الكيميائية. ستؤثر تقلبات أسعار المواد الخام الرئيسية المذكورة أعلاه بدرجات متفاوتة على تكلفة إنتاج إيثر السليلوز وسعر بيعه.

تكلفة القطن المكرر مرتفعة نسبيًا. وبأخذ إيثر السليلوز المستخدم في مواد البناء كمثال، خلال فترة إعداد التقرير، شكلت تكلفة القطن المكرر 31.74% و28.50% و26.59% و26.90% من تكلفة مبيعات إيثر السليلوز المستخدم في مواد البناء على التوالي. سيؤثر تقلب سعر القطن المكرر على تكلفة إنتاج إيثر السليلوز. المادة الخام الرئيسية لإنتاج القطن المكرر هي زغب القطن. يُعد زغب القطن أحد المنتجات الثانوية في عملية إنتاج القطن، ويُستخدم بشكل أساسي لإنتاج لب القطن والقطن المكرر والنيتروسليولوز ومنتجات أخرى. تختلف قيمة استخدام زغب القطن والقطن اختلافًا كبيرًا، وسعره أقل من سعر القطن بشكل واضح، ولكن له علاقة معينة بتقلب سعر القطن. تؤثر التقلبات في سعر زغب القطن على سعر القطن المكرر.

ستؤثر التقلبات الحادة في أسعار القطن المكرر بدرجات متفاوتة على التحكم في تكاليف الإنتاج وتسعير المنتجات وربحية المؤسسات في هذه الصناعة. عندما يكون سعر القطن المكرر مرتفعًا وسعر لب الخشب رخيصًا نسبيًا، من أجل خفض التكاليف، يمكن استخدام لب الخشب كبديل ومكمل للقطن المكرر، وذلك بشكل أساسي لإنتاج إيثرات السليلوز ذات اللزوجة المنخفضة مثل إيثرات السليلوز الصيدلانية والغذائية. وفقًا لبيانات من موقع المكتب الوطني للإحصاء، في عام 2013، بلغت مساحة زراعة القطن في بلدي 4.35 مليون هكتار، وبلغ إنتاج القطن الوطني 6.31 مليون طن. وفقًا لإحصاءات رابطة صناعة السليلوز الصينية، في عام 2014، بلغ إجمالي إنتاج القطن المكرر الذي أنتجته كبرى شركات تصنيع القطن المكرر المحلية 332000 طن، وإمدادات المواد الخام وفيرة.

المواد الخام الرئيسية لإنتاج معدات الجرافيت الكيميائية هي الفولاذ وكربون الجرافيت. ويمثل سعر الفولاذ وكربون الجرافيت نسبة عالية نسبيًا من تكلفة إنتاج معدات الجرافيت الكيميائية. وستؤثر تقلبات أسعار هذه المواد الخام بشكل ما على تكلفة إنتاج وبيع معدات الجرافيت الكيميائية.

(2) الصناعة اللاحقة لإيثر السليلوز

باعتباره "غلوتامات أحادية الصوديوم الصناعية"، يحتوي إيثر السليلوز على نسبة منخفضة من إيثر السليلوز، وله تطبيقات واسعة. تنتشر الصناعات التحويلية في جميع مناحي الحياة في الاقتصاد الوطني.

عادةً ما يكون لقطاعي البناء والعقارات تأثيرٌ مُعين على معدل نمو الطلب على إيثر السليلوز عالي الجودة لمواد البناء. ومع النمو السريع لقطاعي البناء والعقارات المحليين، يزداد الطلب المحلي على إيثر السليلوز عالي الجودة لمواد البناء بسرعة. أما مع تباطؤ نمو قطاعي البناء والعقارات المحليين، فسيتباطأ نمو الطلب على إيثر السليلوز عالي الجودة في السوق المحلية، مما سيزيد من حدة المنافسة في هذه الصناعة ويُسرّع من عملية البقاء للأصلح بين الشركات في هذا القطاع.

منذ عام 2012، وفي سياق التباطؤ في صناعة البناء المحلية وصناعة العقارات، لم يتقلب الطلب على إيثر السليلوز بدرجة مواد البناء في السوق المحلية بشكل كبير. الأسباب الرئيسية هي: 1. الحجم الإجمالي لصناعة البناء المحلية وصناعة العقارات كبير، والطلب الإجمالي في السوق كبير نسبيًا؛ يتوسع سوق المستهلك الرئيسي لإيثر السليلوز بدرجة مواد البناء تدريجيًا من المناطق المتقدمة اقتصاديًا والمدن من الدرجة الأولى والثانية إلى المناطق الوسطى والغربية والمدن من الدرجة الثالثة، وإمكانات نمو الطلب المحلي وتوسع المساحة؛ 2. نسبة إيثر السليلوز المضافة في تكلفة مواد البناء منخفضة، والكمية التي يستخدمها العميل الواحد صغيرة، والعملاء متناثرون، مما يعرضهم لطلب جامد، والطلب الإجمالي في السوق النهائية مستقر نسبيًا؛ 3. يعد تغيير سعر السوق عاملاً مهمًا يؤثر على تغيير هيكل الطلب على إيثر السليلوز بدرجة مواد البناء. منذ عام 2012، انخفض سعر بيع مواد البناء من مادة السليلوز الإيثرية بشكل كبير، مما تسبب في انخفاض كبير في سعر المنتجات المتوسطة إلى الراقية، وجذب المزيد من العملاء للشراء والاختيار، مما زاد الطلب على المنتجات المتوسطة إلى الراقية، وضغط على الطلب في السوق ومساحة السعر للنماذج العادية.

سيؤثر تطور صناعة الأدوية ومعدل نموها على الطلب على إيثر السليلوز الغذائي. ويساهم تحسن مستوى معيشة الناس وتطور صناعة الأغذية في زيادة الطلب على إيثر السليلوز الغذائي في السوق.

4. اتجاه تطوير إيثر السليلوز

نظراً للاختلافات الهيكلية في طلب السوق على إيثر السليلوز، يُمكن للشركات ذات نقاط القوة والضعف المختلفة أن تتعايش. ونظرًا للاختلاف الهيكلي الواضح في طلب السوق، اعتمد مُصنّعو إيثر السليلوز المحليون استراتيجيات تنافسية مُختلفة بناءً على نقاط قوتهم الخاصة، وفي الوقت نفسه، عليهم فهم اتجاهات السوق واتجاهاته جيدًا.

(1) ضمان استقرار جودة المنتج سيظل نقطة المنافسة الأساسية لشركات الإيثر السليلوزية

يُمثل إيثر السليلوز نسبة صغيرة من تكاليف الإنتاج في معظم الشركات التابعة في هذه الصناعة، ولكن له تأثير كبير على جودة المنتج. يجب على مجموعات العملاء من الفئة المتوسطة إلى الراقية إجراء تجارب على التركيبة قبل استخدام علامة تجارية معينة من إيثر السليلوز. بعد تكوين تركيبة مستقرة، عادةً ما يكون من الصعب استبدال العلامات التجارية الأخرى للمنتجات، وفي الوقت نفسه، تُفرض متطلبات أعلى على استقرار جودة إيثر السليلوز. تظهر هذه الظاهرة بشكل أكثر وضوحًا في المجالات الراقية مثل مصنعي مواد البناء على نطاق واسع في الداخل والخارج، والسواغات الصيدلانية، والمضافات الغذائية، وبولي كلوريد الفينيل. من أجل تحسين القدرة التنافسية للمنتجات، يجب على الشركات المصنعة ضمان الحفاظ على جودة واستقرار دفعات إيثر السليلوز المختلفة التي توفرها لفترة طويلة، وذلك لبناء سمعة أفضل في السوق.

(2) تحسين مستوى تكنولوجيا تطبيق المنتج هو اتجاه تطوير شركات الإيثر السليلوزية المحلية

مع تزايد نضج تكنولوجيا إنتاج إيثر السليلوز، يُسهم تطوير تكنولوجيا التطبيق في تحسين القدرة التنافسية الشاملة للشركات وبناء علاقات متينة مع العملاء. تتبنى شركات إيثر السليلوز المعروفة في الدول المتقدمة استراتيجية تنافسية قائمة على "مواجهة عملاء كبار رفيعي المستوى + تطوير استخدامات وتطبيقات لاحقة" لتطوير استخدامات إيثر السليلوز وصيغ استخدامها، وتصميم سلسلة من المنتجات وفقًا لمجالات تطبيقية مُختلفة لتسهيل استخدام العملاء، وتنمية الطلب في السوق اللاحقة. وقد تحولت منافسة شركات إيثر السليلوز في الدول المتقدمة من مجرد دخول السوق إلى منافسة في مجال تكنولوجيا التطبيق.