Šta je celulozni etar?

Celuloza eterje polimerno jedinjenje sa eterskom strukturom napravljeno od celuloze. Svaki glukozilni prsten u makromolekuli celuloze sadrži tri hidroksilne grupe, primarnu hidroksilnu grupu na šestom atomu ugljika, sekundarnu hidroksilnu grupu na drugom i trećem atomu ugljika, a vodik u hidroksilnoj grupi je zamijenjen ugljikovodičnom grupom kako bi se generirali derivati ​​celuloznog etera. To je proizvod u kojem je vodonik hidroksilne grupe u celuloznom polimeru zamijenjen ugljikovodičnom grupom. Celuloza je polihidroksi polimerno jedinjenje koje se ne rastvara niti topi. Nakon eterifikacije, celuloza je topiva u vodi, razrijeđenom alkalnom rastvoru i organskom rastvaraču, te ima termoplastičnost.

Celuloza je polihidroksi polimerno jedinjenje koje se ne rastvara niti topi. Nakon eterifikacije, celuloza je topiva u vodi, razrijeđenom alkalnom rastvoru i organskom rastvaraču, te ima termoplastičnost.

1. Priroda:

Topivost celuloze nakon eterifikacije značajno se mijenja. Može se otopiti u vodi, razrijeđenoj kiselini, razrijeđenoj luži ili organskom rastvaraču. Rastvorljivost uglavnom zavisi od tri faktora: (1) Karakteristike grupa koje su uvedene u procesu eterifikacije, uvedene Što je veća grupa, to je niža rastvorljivost i što je jači polaritet uvedene grupe, eter celuloze se lakše rastvara u vodi; (2) Stepen supstitucije i distribucije eterifikovanih grupa u makromolekulu. Većina etera celuloze može se rastvoriti u vodi samo pod određenim stepenom supstitucije, a stepen supstitucije je između 0 i 3; (3) Stepen polimerizacije celuloznog etra, što je veći stepen polimerizacije, to je manje rastvorljiv; Što je niži stepen supstitucije koji se može rastvoriti u vodi, to je širi opseg. Postoji mnogo vrsta celuloznih etera sa odličnim performansama i naširoko se koriste u građevinarstvu, cementu, naftnoj, prehrambenoj, tekstilnoj, deterdžentima, bojama, medicini, proizvodnji papira i elektronskim komponentama i drugim industrijama.

2. Razviti:

Kina je najveći svjetski proizvođač i potrošač celuloznog etra, sa prosječnom godišnjom stopom rasta od više od 20%. Prema preliminarnim statistikama, u Kini postoji oko 50 preduzeća za proizvodnju celuloznog etera, projektovani proizvodni kapacitet industrije celuloznog etera premašio je 400.000 tona, a postoji oko 20 preduzeća sa više od 10.000 tona, uglavnom distribuiranih u Šandong, Hebei, Chongqing i Jiangsu. , Zhejiang, Šangaj i druga mjesta.

3. Potreba:

U 2011, kineski CMC proizvodni kapacitet bio je oko 300.000 tona. Uz rastuću potražnju za visokokvalitetnim celuloznim eterima u industrijama kao što su medicina, hrana i dnevne hemikalije, domaća potražnja za drugim proizvodima celuloznog etera osim CMC raste. , proizvodni kapacitet MC/HPMC je oko 120.000 tona, a HEC oko 20.000 tona. PAC je još uvijek u fazi promocije i prijave u Kini. Sa razvojem velikih morskih naftnih polja i razvojem građevinskog materijala, prehrambene, hemijske i drugih industrija, količina i polje PAC se iz godine u godinu povećava i širi, sa proizvodnim kapacitetom većim od 10.000 tona.

4. Klasifikacija:

Prema klasifikaciji hemijske strukture supstituenata, mogu se podijeliti na anjonske, katjonske i nejonske etere. U zavisnosti od upotrebljenog sredstva za eterifikaciju, razlikuju se metil celuloza, hidroksietil metil celuloza, karboksimetil celuloza, etil celuloza, benzil celuloza, hidroksietil celuloza, hidroksipropil metil celuloza celuloza, cijanoetil celuloza, benzilceluloza i karboksimetilceluloza, benzilceluloza i karboksimetilceluloza fenil celuloza, itd. Metil celuloza i etil celuloza su praktičniji.

metilceluloza:

Nakon što se rafinirani pamuk tretira alkalijom, serijom reakcija sa metan hloridom kao sredstvom za eterifikaciju nastaje celulozni etar. Generalno, stepen supstitucije je 1,6~2,0, a rastvorljivost je takođe različita sa različitim stepenima supstitucije. Pripada nejonskom celuloznom etru.

(1) Metilceluloza je rastvorljiva u hladnoj vodi, a teško će se rastvoriti u vrućoj vodi. Njegov vodeni rastvor je veoma stabilan u opsegu pH=3~12. Ima dobru kompatibilnost sa škrobom, guar gumom itd. i mnogim surfaktantima. Kada temperatura dostigne temperaturu geliranja, dolazi do geliranja.

(2) Zadržavanje vode metil celuloze ovisi o količini dodane količine, viskoznosti, veličini čestica i brzini rastvaranja. Općenito, ako je količina dodatka velika, finoća je mala, a viskozitet veliki, stopa zadržavanja vode je visoka. Među njima, količina dodatka ima najveći uticaj na stopu zadržavanja vode, a nivo viskoznosti nije direktno proporcionalan nivou stope zadržavanja vode. Brzina rastvaranja uglavnom zavisi od stepena modifikacije površine celuloznih čestica i finoće čestica. Među gore navedenim eterima celuloze, metil celuloza i hidroksipropil metil celuloza imaju veće stope zadržavanja vode.

(3) Promjene temperature mogu ozbiljno utjecati na zadržavanje vode metil celuloze. Generalno, što je temperatura viša, to je lošije zadržavanje vode. Ako temperatura maltera pređe 40°C, zadržavanje vode metil celuloze će se značajno smanjiti, što će ozbiljno uticati na konstrukciju maltera.

(4)Metil celulozaima značajan uticaj na obradivost i koheziju maltera. „Adhezivnost“ se ovdje odnosi na silu vezivanja koja se osjeća između alata za nanošenje radnika i podloge zida, odnosno otpornost maltera na smicanje. Adhezivnost je visoka, otpornost maltera na smicanje je velika, a snaga potrebna radnicima u procesu upotrebe je takođe velika, a konstrukcijske karakteristike maltera su loše. Kohezija metil celuloze je na srednjem nivou u proizvodima celuloznog etera.

hidroksipropilmetilceluloza:

Hidroksipropil metilceluloza je vrsta celuloze čija proizvodnja i potrošnja brzo rastu. To je nejonski miješani eter celuloze napravljen od rafiniranog pamuka nakon alkalizacije, koristeći propilen oksid i metil hlorid kao sredstvo za eterifikaciju, kroz niz reakcija. Stepen zamjene je općenito 1,2~2,0. Njegova svojstva variraju ovisno o odnosu sadržaja metoksila i sadržaja hidroksipropila.

(1) Hidroksipropil metilceluloza je lako rastvorljiva u hladnoj vodi, a naići će na poteškoće pri rastvaranju u vrućoj vodi. Ali njegova temperatura geliranja u vrućoj vodi znatno je viša od temperature metil celuloze. Rastvorljivost u hladnoj vodi je takođe znatno poboljšana u poređenju sa metil celulozom.

(2) Viskoznost hidroksipropil metilceluloze povezana je s njenom molekularnom težinom, a što je veća molekulska težina, to je viskozitet veći. Temperatura također utiče na njegovu viskoznost, jer kako temperatura raste, viskoznost se smanjuje. Međutim, uticaj njene visoke viskoznosti i temperature je manji od uticaja metil celuloze. Njegov rastvor je stabilan kada se čuva na sobnoj temperaturi.

(3) Zadržavanje vode hidroksipropil metilceluloze ovisi o dodanoj količini, viskoznosti itd., a stopa zadržavanja vode pod istom količinom dodavanja je veća od one kod metil celuloze.

(4)Hidroksipropil metilcelulozaje stabilan na kiseline i alkalije, a njegov vodeni rastvor je vrlo stabilan u opsegu pH=2~12. Kaustična soda i krečna voda imaju mali utjecaj na njegove performanse, ali alkalije mogu ubrzati njegovo otapanje i malo povećati njegovu viskoznost. Hidroksipropil metilceluloza je stabilna na obične soli, ali kada je koncentracija rastvora soli visoka, viskozitet rastvora hidroksipropil metilceluloze ima tendenciju povećanja.

(5) Hidroksipropil metilceluloza se može pomiješati sa polimernim jedinjenjima topivim u vodi kako bi se formirala jednolična otopina većeg viskoziteta. Kao što su polivinil alkohol, skrobni etar, biljna guma itd.

(6) Hidroksipropil metilceluloza ima bolju otpornost na enzime od metilceluloze i manja je vjerovatnoća da će njen rastvor biti razgrađen enzimima nego metilceluloza.

(7) Adhezija hidroksipropil metilceluloze na malternu konstrukciju je veća nego kod metilceluloze.

Hidroksietil celuloza:

Izrađuje se od rafiniranog pamuka tretiranog alkalijom, te reagira s etilen oksidom kao sredstvom za eterifikaciju u prisustvu izopropanola. Njegov stepen supstitucije je generalno 1,5~2,0. Ima jaku hidrofilnost i lako upija vlagu.

(1) Hidroksietil celuloza je rastvorljiva u hladnoj vodi, ali je teško rastvorljiva u vrućoj vodi. Njegov rastvor je stabilan na visokoj temperaturi bez želiranja. Može se dugo koristiti pod visokim temperaturama u malteru, ali je manje zadržavanje vode nego kod metil celuloze.

(2) Hidroksietil celuloza je stabilna na opću kiselinu i lužinu, a lužina može ubrzati njeno otapanje i blago povećati njen viskozitet. Njegova disperzibilnost u vodi je nešto lošija od disperzibilnosti metil celuloze i hidroksipropil metil celuloze.

(3) Hidroksietil celuloza ima dobre performanse protiv saginjanja maltera, ali ima duže vreme usporavanja za cement.

(4) Performanse hidroksietil celuloze koju proizvode neka domaća preduzeća očigledno su niže od performansi metil celuloze zbog visokog sadržaja vode i visokog sadržaja pepela.

(5) Plijesan u vodenom rastvoru hidroksietil celuloze je relativno ozbiljna. Na temperaturi od oko 40°C, plijesan se može pojaviti u roku od 3 do 5 dana, što će uticati na njegove performanse.

karboksimetil celuloza:

Lonic celulozni eter se proizvodi od prirodnih vlakana (pamuk, itd.) nakon alkalne obrade, koristeći natrijum monokloroacetat kao sredstvo za eterifikaciju, i podvrgava se nizu reakcijskih tretmana. Stepen zamjene je općenito 0,4~1,4, a stepen zamjene u velikoj mjeri utiče na njegovu performansu.

(1) Karboksimetil celuloza je higroskopnija i sadržavat će više vode kada se čuva u općim uvjetima.

(2) Vodeni rastvor karboksimetil celuloze ne stvara gel, a viskozitet opada sa porastom temperature. Kada temperatura pređe 50°C, viskozitet je nepovratan.

(3) Na njegovu stabilnost u velikoj mjeri utiče pH. Generalno, može se koristiti u malteru na bazi gipsa, ali ne i u malteru na bazi cementa. Kada je visoko alkalan, izgubiće viskoznost.

(4) Zadržava vodu daleko niže od metil celuloze. Ima usporavajući učinak na maltere na bazi gipsa i smanjuje njegovu čvrstoću. Međutim, cijena karboksimetil celuloze je znatno niža od cijene metil celuloze.

Celuloza alkil eter:

Reprezentativne su metil celuloza i etil celuloza. U industrijskoj proizvodnji, metil hlorid ili etil hlorid se uglavnom koristi kao sredstvo za eterifikaciju, a reakcija je sljedeća:

U formuli, R predstavlja CH3 ili C2H5. Koncentracija alkalija ne utiče samo na stepen eterifikacije, već utiče i na potrošnju alkil halogenida. Što je niža koncentracija alkalija, to je jača hidroliza alkil halida. Da bi se smanjila potrošnja agensa za eterifikaciju, koncentracija alkalija se mora povećati. Međutim, kada je koncentracija alkalija previsoka, efekat bubrenja celuloze se smanjuje, što ne pogoduje reakciji eterifikacije, pa se stoga smanjuje stepen eterifikacije. U tu svrhu se tokom reakcije može dodati koncentrirana lužina ili čvrsta lužina. Reaktor treba da ima dobar uređaj za mešanje i cepanje, tako da se alkalija može ravnomerno rasporediti. Metil celuloza se široko koristi kao zgušnjivač, adheziv i zaštitni koloid itd. Može se koristiti i kao disperzant za emulzijsku polimerizaciju, vezivni disperzant za sjemenke, tekstilnu suspenziju, aditiv za hranu i kozmetiku, medicinsko ljepilo, materijal za premazivanje lijekova, te se koristi u proizvodnji lateksa, u proizvodnji cementa, u mješanju cementa. vrijeme vezivanja i povećanje početne čvrstoće itd. Proizvodi od etil celuloze imaju visoku mehaničku čvrstoću, fleksibilnost, otpornost na toplinu i hladnoću. Nisko supstituirana etil celuloza je topiva u vodi i razrijeđenim alkalnim otopinama, a visoko supstituirani proizvodi su topljivi u većini organskih rastvarača. Ima dobru kompatibilnost sa raznim smolama i plastifikatorima. Može se koristiti za izradu plastike, filmova, lakova, ljepila, lateksa i materijala za oblaganje lijekova, itd. Uvođenje hidroksialkilnih grupa u celulozni alkil eter može poboljšati njegovu rastvorljivost, smanjiti osjetljivost na soljenje, povećati temperaturu geliranja i poboljšati svojstva vrućeg taljenja itd. na hidroksialkil grupe.

Hidroksialkil etar celuloze:

Reprezentativne su hidroksietil celuloza i hidroksipropil celuloza. Sredstva za eterifikaciju su epoksidi kao što su etilen oksid i propilen oksid. Koristite kiselinu ili bazu kao katalizator. Industrijska proizvodnja je za reakciju alkalne celuloze sa agensom za eterifikaciju:hidroksietil celulozesa visokom supstitucionom vrednošću rastvorljiv je u hladnoj i toploj vodi. Hidroksipropil celuloza sa visokom supstitucionom vrednošću rastvorljiva je samo u hladnoj, ali ne i u toploj vodi. Hidroksietil celuloza se može koristiti kao zgušnjivač za premaze od lateksa, paste za štampanje i bojenje tekstila, materijale za dimenzionisanje papira, lepkove i zaštitne koloide. Upotreba hidroksipropil celuloze slična je upotrebi hidroksietil celuloze. Hidroksipropil celuloza sa niskom supstitucionom vrednošću može se koristiti kao farmaceutski ekscipijens, koji može imati svojstva vezivanja i raspadanja.

Karboksimetil celuloza, engleska skraćenica CMC, općenito postoji u obliku natrijeve soli. Sredstvo za eterifikaciju je monohloroctena kiselina, a reakcija je sljedeća:

Karboksimetil celuloza je najrasprostranjeniji celulozni eter rastvorljiv u vodi. U prošlosti se uglavnom koristila kao isplaka za bušenje, ali sada je proširena i kao dodatak deterdžentu, suspenziji za odjeću, lateks bojama, premazima kartona i papira itd. Čista karboksimetil celuloza se može koristiti u hrani, medicini, kozmetici, a također i kao ljepilo za keramiku i kalupe.

Polianionska celuloza (PAC) je jonski eter celuloze i vrhunski je zamjenski proizvod za karboksimetil celulozu (CMC). To je bijeli, sivobijeli ili blago žuti prah ili granule, netoksičan, bez ukusa, lako se rastvara u vodi da bi se formirala prozirna otopina određenog viskoziteta, ima bolju otpornost na toplinu i otpornost na sol, te jaka antibakterijska svojstva. Bez plijesni i propadanja. Ima karakteristike visoke čistoće, visokog stepena supstitucije i ravnomerne raspodele supstituenata. Može se koristiti kao vezivo, zgušnjivač, modifikator reologije, reduktor gubitka tečnosti, stabilizator suspenzije, itd. Polianionska celuloza (PAC) ima široku primenu u svim industrijama gde se može primeniti CMC, što može značajno smanjiti doziranje, olakšati upotrebu, obezbediti bolju stabilnost i zadovoljiti veće zahteve procesa.

Cijanoetil celuloza je produkt reakcije celuloze i akrilonitrila pod katalizom alkalija.

Cijanoetil celuloza ima visoku dielektričnu konstantu i nizak koeficijent gubitaka i može se koristiti kao smolna matrica za fosforne i elektroluminiscentne lampe. Nisko supstituirana cijanoetil celuloza može se koristiti kao izolacijski papir za transformatore.

Pripremljeni su etri viših masnih alkohola, alkenil etri i aromatični alkoholni etri celuloze, ali nisu korišćeni u praksi.

Metode pripreme celuloznog etera mogu se podijeliti na metodu vodenog medija, metodu otapala, metodu gnječenja, metodu suspenzije, metodu gas-čvrsta, metodu tekuće faze i kombinaciju gore navedenih metoda.

5. Princip pripreme:

Pulpa sa visokim sadržajem α-celuloze je natopljena alkalnim rastvorom kako bi nabubrila da uništi više vodikovih veza, olakšala difuziju reagensa i stvorila alkalnu celulozu, a zatim reaguje sa agensom za eterifikaciju da bi se dobio celulozni eter. Sredstva za eterifikaciju uključuju halogenide ugljovodonika (ili sulfate), epokside i α i β nezasićena jedinjenja sa akceptorima elektrona.

6.Osnovne performanse:

Dodaci igraju ključnu ulogu u poboljšanju performansi građevinskih suhih maltera i čine više od 40% cene materijala za suhe mešavine maltera. Značajan dio dodatka na domaćem tržištu isporučuju strani proizvođači, a referentnu dozu proizvoda obezbjeđuje i dobavljač. Kao rezultat toga, cijena suhomiješanih maltera ostaje visoka, a teško je popularizirati uobičajene maltere za zidanje i žbukanje s velikom količinom i širokim rasponom. Vrhunske tržišne proizvode kontrolišu strane kompanije, a proizvođači suvih maltera imaju nisku dobit i nisku pristupačnost cena; primjeni primjesa nedostaje sistematsko i ciljano istraživanje, te slijepo slijedi strane formule.

Sredstvo za zadržavanje vode je ključni dodatak za poboljšanje performansi zadržavanja vode u suhom miješanom malteru, a također je jedan od ključnih dodataka za određivanje cijene suhomješovitog maltera. Glavna funkcija celuloznog etera je zadržavanje vode.

Eter celuloze je opšti pojam za niz proizvoda proizvedenih reakcijom alkalne celuloze i agensa za eterifikaciju pod određenim uslovima. Alkalna celuloza se zamjenjuje različitim agensima za eterifikaciju kako bi se dobili različiti eteri celuloze. Prema ionizacijskim svojstvima supstituenata, eteri celuloze se mogu podijeliti u dvije kategorije: jonski (kao što je karboksimetil celuloza) i nejonski (kao što je metil celuloza). Prema vrsti supstituenta, celulozni etar se može podijeliti na monoeter (kao što je metil celuloza) i miješani eter (kao što je hidroksipropil metil celuloza). Prema različitoj topljivosti, može se podijeliti na topljivost u vodi (kao što je hidroksietil celuloza) i topljivost u organskom otapalu (kao što je etil celuloza). Suho mješoviti malter je uglavnom celuloza topiva u vodi, a celuloza topiva u vodi dijeli se na instant tip i površinski tretiran tip odloženog rastvaranja.

Mehanizam djelovanja celuloznog etera u malteru je sljedeći:

(1) Nakoncelulozni eteru malteru se rastvara u vodi, zbog površinske aktivnosti obezbeđuje se efikasna i ravnomerna distribucija cementnog materijala u sistemu, a celulozni etar kao zaštitni koloid „omotava“ čvrste čestice i na njegovoj spoljnoj površini se formira sloj mazivog filma, koji sistem maltera čini stabilnijim, a takođe poboljšava fluidnost procesa mešanja maltera u toku konstrukcije.

(2) Zbog sopstvene molekularne strukture, rastvor celuloznog etera čini da se vlagu u malteru ne gubi lako i postepeno je otpušta tokom dužeg vremenskog perioda, dajući malteru dobro zadržavanje vode i obradivost.