Chì ghjè l'etere di cellulosa?

Etere di cellulosahè un cumpostu polimericu cù una struttura eterea fatta di cellulosa. Ogni anellu glucosile in a macromolecula di cellulosa cuntene trè gruppi idrossilici, u gruppu idrossilico primariu nantu à u sestu atomu di carbone, u gruppu idrossilico secundariu nantu à u secondu è u terzu atomu di carbone, è l'idrogenu in u gruppu idrossilico hè rimpiazzatu da un gruppu idrocarburicu per generà derivati ​​di etere di cellulosa. Hè un pruduttu in u quale l'idrogenu di u gruppu idrossilico in u polimeru di cellulosa hè rimpiazzatu da un gruppu idrocarburicu. A cellulosa hè un cumpostu polimericu poliidrossilico chì ùn si dissolve nè si fonde. Dopu l'eterificazione, a cellulosa hè solubile in acqua, soluzione alcalina diluita è solvente organicu, è hà termoplasticità.

A cellulosa hè un cumpostu polimericu poliidrossilu chì ùn si dissolve nè si fonde. Dopu l'eterificazione, a cellulosa hè solubile in acqua, soluzione alcalina diluita è solvente organicu, è hà termoplasticità.

1.Natura:

A sulubilità di a cellulosa dopu l'eterificazione cambia significativamente. Pò esse dissolta in acqua, acidu diluitu, alcali diluitu o solvente organicu. A sulubilità dipende principalmente da trè fattori: (1) E caratteristiche di i gruppi introdutti in u prucessu di eterificazione, più grande hè u gruppu introduttu, più bassa hè a sulubilità, è più forte hè a polarità di u gruppu introduttu, più faciule hè chì l'etere di cellulosa si dissolva in acqua; (2) U gradu di sustituzione è a distribuzione di i gruppi eterificati in a macromolecula. A maiò parte di l'eteri di cellulosa ponu esse dissolti in acqua solu sottu un certu gradu di sustituzione, è u gradu di sustituzione hè trà 0 è 3; (3) U gradu di polimerizazione di l'etere di cellulosa, più altu hè u gradu di polimerizazione, menu solubile; Più bassu hè u gradu di sustituzione chì pò esse dissoltu in acqua, più larga hè a gamma. Ci sò parechji tippi d'eteri di cellulosa cù prestazioni eccellenti, è sò largamente usati in custruzzione, cimentu, petroliu, alimentariu, tessile, detergenti, pittura, medicina, fabricazione di carta è cumpunenti elettronichi è altre industrie.

2. Sviluppà:

A Cina hè u più grande pruduttore è cunsumadore mundiale di etere di cellulosa, cù un tassu di crescita mediu annuale di più di 20%. Sicondu e statistiche preliminari, ci sò circa 50 imprese di pruduzzione di etere di cellulosa in Cina, a capacità di pruduzzione cuncipita di l'industria di l'etere di cellulosa hà superatu e 400.000 tunnellate, è ci sò circa 20 imprese cù più di 10.000 tunnellate, distribuite principalmente in Shandong, Hebei, Chongqing è Jiangsu, Zhejiang, Shanghai è altri lochi.

3. Bisognu:

In u 2011, a capacità di pruduzzione di CMC di a Cina era di circa 300.000 tunnellate. Cù a crescente dumanda di eteri di cellulosa di alta qualità in industrie cum'è a medicina, l'alimentariu è i prudutti chimichi di ogni ghjornu, a dumanda interna di altri prudutti di etere di cellulosa diversi da CMC hè in crescita. , a capacità di pruduzzione di MC/HPMC hè di circa 120.000 tunnellate, è quella di HEC hè di circa 20.000 tunnellate. U PAC hè sempre in fase di prumuzione è applicazione in Cina. Cù u sviluppu di grandi campi petroliferi offshore è u sviluppu di materiali di custruzzione, alimentari, chimichi è altre industrie, a quantità è u campu di PAC sò in crescita è in espansione annu dopu annu, cù una capacità di pruduzzione di più di 10.000 tunnellate.

4. Classificazione:

Sicondu a classificazione di a struttura chimica di i sustituenti, ponu esse divisi in eteri anionici, cationici è non ionici. Sicondu l'agente di eterificazione utilizatu, ci sò metilcellulosa, idrossietilmetilcellulosa, carbossimetilcellulosa, etilcellulosa, benzilcellulosa, idrossietilcellulosa, idrossipropilmetilcellulosa, cianoetilcellulosa, benzilcianoetilcellulosa, carbossimetilidrossietilcellulosa è fenilcellulosa, ecc. A metilcellulosa è l'etilcellulosa sò più pratiche.

Metilcellulosa:

Dopu chì u cuttone raffinatu hè statu trattatu cù alcali, l'etere di cellulosa hè pruduttu per via di una seria di reazzioni cù u cloruru di metanu cum'è agente di eterificazione. In generale, u gradu di sustituzione hè 1,6 ~ 2,0, è a solubilità hè ancu diversa cù diversi gradi di sustituzione. Appartene à l'etere di cellulosa non ionicu.

(1) A metilcellulosa hè solubile in acqua fredda, è serà difficiule da dissolve in acqua calda. A so suluzione acquosa hè assai stabile in l'intervallu di pH = 3 ~ 12. Hà una bona cumpatibilità cù l'amidu, a gomma di guar, ecc. è parechji tensioattivi. Quandu a temperatura righjunghji a temperatura di gelazione, si verifica a gelazione.

(2) A ritenzione d'acqua di a metilcellulosa dipende da a so quantità aghjunta, a viscosità, a dimensione di e particelle è a velocità di dissoluzione. In generale, se a quantità aghjunta hè grande, a finezza hè chjuca, è a viscosità hè grande, a velocità di ritenzione d'acqua hè alta. Frà elle, a quantità aghjunta hà u più grande impattu nantu à a velocità di ritenzione d'acqua, è u livellu di viscosità ùn hè micca direttamente proporzionale à u livellu di a velocità di ritenzione d'acqua. A velocità di dissoluzione dipende principalmente da u gradu di mudificazione superficiale di e particelle di cellulosa è da a finezza di e particelle. Frà l'eteri di cellulosa sopra menzionati, a metilcellulosa è l'idrossipropilmetilcellulosa anu tassi di ritenzione d'acqua più elevati.

(3) I cambiamenti di temperatura ponu influenzà seriamente a ritenzione d'acqua di a metilcellulosa. In generale, più alta hè a temperatura, peghju hè a ritenzione d'acqua. Se a temperatura di a malta supera i 40 °C, a ritenzione d'acqua di a metilcellulosa serà significativamente ridutta, affettendu seriamente a custruzzione di a malta.

(4)Metilcellulosahà un effettu significativu nantu à a travagliabilità è a cuesione di a malta. L'"adesività" quì si riferisce à a forza di legame sentita trà u strumentu applicatore di u travagliadore è u sustratu di u muru, vale à dì, a resistenza à u taglio di a malta. L'adesività hè alta, a resistenza à u taglio di a malta hè grande, è a forza necessaria da i travagliadori in u prucessu d'usu hè ancu grande, è a prestazione di custruzzione di a malta hè scarsa. A cuesione di a metilcellulosa hè à un livellu mediu in i prudutti di etere di cellulosa.

Idrossipropilmetilcellulosa:

L'idrossipropilmetilcellulosa hè una varietà di cellulosa chì a so pruduzzione è u so cunsumu sò in rapida crescita. Hè un etere mistu di cellulosa non ionica fattu da cuttuni raffinatu dopu l'alcalinizazione, aduprendu ossidu di propilene è cloruru di metile cum'è agente di eterificazione, per via di una seria di reazzioni. U gradu di sustituzione hè generalmente 1,2 ~ 2,0. E so proprietà varianu secondu u rapportu trà u cuntenutu di metossilu è u cuntenutu di idrossipropile.

(1) L'idrossipropilmetilcellulosa hè facilmente solubile in acqua fredda, è incontrerà difficultà à dissolve si in acqua calda. Ma a so temperatura di gelazione in acqua calda hè significativamente più alta di quella di a metilcellulosa. A solubilità in acqua fredda hè ancu assai migliorata paragunata à a metilcellulosa.

(2) A viscosità di l'idrossipropilmetilcellulosa hè ligata à u so pesu moleculare, è più grande hè u pesu moleculare, più alta hè a viscosità. A temperatura influenza ancu a so viscosità, quandu a temperatura aumenta, a viscosità diminuisce. Tuttavia, l'influenza di a so alta viscosità è di a temperatura hè più bassa chè quella di a metilcellulosa. A so suluzione hè stabile quandu hè cunservata à temperatura ambiente.

(3) A ritenzione d'acqua di l'idrossipropilmetilcellulosa dipende da a so quantità aghjunta, da a viscosità, ecc., è u so tassu di ritenzione d'acqua sottu à a listessa quantità aghjunta hè più altu ch'è quellu di a metilcellulosa.

(4)Idrossipropilmetilcellulosahè stabile à l'acidu è à l'alcali, è a so suluzione acquosa hè assai stabile in u range di pH = 2 ~ 12. A soda caustica è l'acqua di calce anu pocu effettu nantu à e so prestazioni, ma l'alcali ponu accelerà a so dissoluzione è aumentà ligeramente a so viscosità. L'idrossipropilmetilcellulosa hè stabile à i sali cumuni, ma quandu a cuncentrazione di a suluzione salina hè alta, a viscosità di a suluzione d'idrossipropilmetilcellulosa tende à aumentà.

(5) L'idrossipropilmetilcellulosa pò esse mischiata cù cumposti polimerichi solubili in acqua per furmà una suluzione uniforme è di viscosità più alta. Cum'è l'alcol polivinilicu, l'etere di amidu, a gomma vegetale, ecc.

(6) L'idrossipropilmetilcellulosa hà una resistenza enzimatica megliu cà a metilcellulosa, è a so suluzione hè menu prubabile d'esse degradata da l'enzimi chè a metilcellulosa.

(7) L'adesione di l'idrossipropilmetilcellulosa à a custruzzione di u mortar hè più alta chè quella di a metilcellulosa.

Idrossietilcellulosa:

Hè fattu di cuttuni raffinatu trattatu cù alcali, è hà reagitu cù l'ossidu d'etilene cum'è agente d'eterificazione in presenza d'isopropanolu. U so gradu di sustituzione hè generalmente 1,5 ~ 2,0. Hà una forte idrofilia è hè faciule d'assorbe l'umidità.

(1) L'idrossietilcellulosa hè solubile in acqua fredda, ma hè difficiule da dissolve in acqua calda. A so suluzione hè stabile à alta temperatura senza gelificà. Pò esse aduprata per un bellu pezzu à alta temperatura in u mortaiu, ma a so ritenzione d'acqua hè più bassa di quella di a metilcellulosa.

(2) L'idrossietilcellulosa hè stabile à l'acidu generale è à l'alcali, è l'alcali ponu accelerà a so dissoluzione è aumentà ligeramente a so viscosità. A so dispersibilità in acqua hè ligeramente peghju chè quella di a metilcellulosa è di l'idrossipropilmetilcellulosa.

(3) L'idrossietilcellulosa hà una bona prestazione anti-sag per a malta, ma hà un tempu di ritardu più longu per u cimentu.

(4) A prestazione di l'idrossietilcellulosa prodotta da alcune imprese domestiche hè ovviamente inferiore à quella di a metilcellulosa per via di u so altu cuntenutu d'acqua è di l'altu cuntenutu di cenere.

(5) A muffa di a suluzione acquosa di idrossietilcellulosa hè relativamente seria. À una temperatura di circa 40 ° C, a muffa pò accade in 3 à 5 ghjorni, ciò chì affetterà e so prestazioni.

Carbossimetilcellulosa:

L'etere di cellulosa ionica hè fattu da fibre naturali (cotone, ecc.) dopu un trattamentu alcalinu, aduprendu u monocloroacetatu di sodiu cum'è agente di eterificazione, è sottumessu à una seria di trattamenti di reazione. U gradu di sustituzione hè generalmente 0,4 ~ 1,4, è a so prestazione hè assai influenzata da u gradu di sustituzione.

(1) A carbossimetilcellulosa hè più igroscopica, è cuntenerà più acqua quandu hè almacenata in cundizioni generali.

(2) A suluzione acquosa di carbossimetilcellulosa ùn produce micca gel, è a viscosità diminuisce cù l'aumentu di a temperatura. Quandu a temperatura supera i 50 °C, a viscosità hè irreversibile.

(3) A so stabilità hè assai influenzata da u pH. In generale, pò esse adupratu in malta à basa di gesso, ma micca in malta à basa di cimentu. Quandu hè assai alcalinu, perderà viscosità.

(4) A so ritenzione d'acqua hè assai più bassa chè a metilcellulosa. Hà un effettu ritardante nantu à a malta à basa di gesso è ne riduce a resistenza. Tuttavia, u prezzu di a carbossimetilcellulosa hè significativamente più bassu chè quellu di a metilcellulosa.

Etere alchilicu di cellulosa:

I più rapprisentativi sò a metilcellulosa è l'etilcellulosa. In a pruduzzione industriale, u cloruru di metilu o u cloruru d'etile hè generalmente adupratu cum'è agente d'eterificazione, è a reazione hè a seguente:

In a formula, R rapprisenta CH3 o C2H5. A cuncentrazione di l'alcali ùn solu affetta u gradu di eterificazione, ma affetta ancu u cunsumu di alogenuri alchilici. Più bassa hè a cuncentrazione di l'alcali, più forte hè l'idrolisi di l'alogenuro alchilico. Per riduce u cunsumu di l'agente eterificante, a cuncentrazione di l'alcali deve esse aumentata. Tuttavia, quandu a cuncentrazione di l'alcali hè troppu alta, l'effettu di gonfiore di a cellulosa hè riduttu, ciò chì ùn hè micca favurevule à a reazione di eterificazione, è dunque u gradu di eterificazione hè riduttu. Per questu scopu, si pò aghjunghje liscivia concentrata o liscivia solida durante a reazione. U reattore deve avè un bon dispositivu di miscelazione è di strappamentu in modu chì l'alcali possi esse distribuitu uniformemente. A metilcellulosa hè largamente aduprata cum'è addensante, adesivo è colloide protettivu ecc. Pò ancu esse aduprata cum'è disperdente per a polimerizazione in emulsione, disperdente di legame per e sementi, pasta tessile, additivu per alimenti è cosmetici, adesivo medicale, materiale di rivestimentu di medicinali, è aduprata in pittura di lattice, inchiostru di stampa, pruduzzione di ceramica, è mischiata in cimentu Aduprata per cuntrullà u tempu di presa è aumentà a resistenza iniziale, ecc. I prudutti di etilcellulosa anu alta resistenza meccanica, flessibilità, resistenza à u calore è resistenza à u fretu. L'etilcellulosa à bassa sustituzione hè solubile in acqua è soluzioni alcaline diluite, è i prudutti à alta sustituzione sò solubili in a maiò parte di i solventi organici. Hà una bona cumpatibilità cù diverse resine è plastificanti. Pò esse adupratu per fà plastiche, filmi, vernici, adesivi, lattice è materiali di rivestimentu per droghe, ecc. L'introduzione di gruppi idrossialchilici in eteri alchilici di cellulosa pò migliurà a so solubilità, riduce a so sensibilità à a salatura, aumentà a temperatura di gelificazione è migliurà e proprietà di fusione à caldo, ecc. U gradu di cambiamentu in e proprietà sopra menzionate varia secondu a natura di i sustituenti è u rapportu trà gruppi alchilici è idrossialchilici.

Etere Idrossialchilicu di Cellulosa:

I più rapprisentativi sò l'idrossietilcellulosa è l'idrossipropilcellulosa. L'agenti eterificanti sò epossidi cum'è l'ossidu d'etilene è l'ossidu di propilene. Adupranu l'acidu o a basa cum'è catalizatore. A pruduzzione industriale hè di fà reagisce a cellulosa alcalina cù l'agente eterificante:idrossietilcellulosaCù un altu valore di sustituzione hè solubile sia in acqua fredda sia in acqua calda. L'idrossipropilcellulosa cù un altu valore di sustituzione hè solubile solu in acqua fredda, ma micca in acqua calda. L'idrossietilcellulosa pò esse aduprata cum'è addensante per rivestimenti di lattice, paste per a stampa è a tintura di tessili, materiali per l'incollatura di a carta, adesivi è colloidi protettivi. L'usu di l'idrossipropilcellulosa hè simile à quellu di l'idrossietilcellulosa. L'idrossipropilcellulosa cù un bassu valore di sustituzione pò esse aduprata cum'è eccipiente farmaceuticu, chì pò avè sia proprietà leganti sia disintegranti.

A carbossimetilcellulosa, l'abbreviazione inglese CMC, esiste generalmente in forma di sale di sodiu. L'agente eterificante hè l'acidu monocloroaceticu, è a reazione hè a seguente:

A carbossimetilcellulosa hè l'etere di cellulosa solubile in acqua u più utilizatu. In u passatu, era principalmente utilizatu cum'è fangu di perforazione, ma avà hè statu allargatu per esse utilizatu cum'è additivu di detergenti, fanghi di vestiti, pittura di lattice, rivestimentu di cartone è carta, ecc. A carbossimetilcellulosa pura pò esse aduprata in alimenti, medicine, cusmetichi, è ancu cum'è adesivo per ceramica è stampi.

A cellulosa polianionica (PAC) hè un etere di cellulosa ionica è hè un pruduttu sustitutivu di alta gamma per a carbossimetilcellulosa (CMC). Hè una polvere o granulu biancu, biancastru o ligeramente giallu, micca tossicu, senza gustu, faciule da dissolve in acqua per furmà una suluzione trasparente cù una certa viscosità, hà una migliore stabilità di resistenza à u calore è resistenza à u sale, è forti proprietà antibatteriche. Nisuna muffa è deterioramentu. Hà e caratteristiche di alta purezza, altu gradu di sustituzione è distribuzione uniforme di sustituenti. Pò esse aduprata cum'è legante, addensante, modificatore reologicu, riduttore di perdita di fluidi, stabilizzatore di sospensione, ecc. A cellulosa polianionica (PAC) hè largamente aduprata in tutte l'industrie induve si pò applicà CMC, chì pò riduce assai u dosaggio, facilità l'usu, furnisce una migliore stabilità è risponde à esigenze di prucessu più elevate.

A cianoetilcellulosa hè u pruduttu di reazione di a cellulosa è di l'acrilonitrile sottu a catalisi di l'alcali.

A cianoetilcellulosa hà una alta costante dielettrica è un bassu coefficiente di perdita è pò esse aduprata cum'è matrice di resina per lampade à fosforu è elettroluminescenti. A cianoetilcellulosa bassa sustituita pò esse aduprata cum'è carta isolante per i trasformatori.

Eteri d'alcoli grassi superiori, eteri alchenilici è eteri d'alcoli aromatichi di cellulosa sò stati preparati, ma ùn sò micca stati aduprati in pratica.

I metudi di preparazione di l'etere di cellulosa ponu esse divisi in metudu di u mediu acquaticu, metudu di u solvente, metudu di impastamentu, metudu di a pasta, metudu di gasu-solidu, metudu di a fase liquida è a cumminazione di i metudi sopra.

5. Principiu di preparazione:

A polpa di cellulosa à alta α hè imbevuta cù una soluzione alcalina per gonfialla per distrughje più legami à l'idrogenu, facilità a diffusione di i reagenti è generà cellulosa alcalina, è poi reagisce cù l'agente di eterificazione per ottene etere di cellulosa. L'agenti eterificanti includenu alogenuri d'idrocarburi (o sulfati), epossidi è cumposti α è β insaturi cù accettori di elettroni.

6. Prestazione di basa:

L'additivi ghjocanu un rollu chjave in u miglioramentu di e prestazioni di a malta secca per a custruzzione, è rapprisentanu più di u 40% di u costu di u materiale in a malta secca. Una parte considerablee di l'additivu in u mercatu domesticu hè furnita da i pruduttori stranieri, è a dosa di riferimentu di u pruduttu hè ancu furnita da u fornitore. Di cunsiguenza, u costu di i prudutti di malta secca ferma altu, è hè difficiule di pupularizà e malte cumuni per muratura è intonacu cù una grande quantità è una larga gamma. I prudutti di u mercatu di fascia alta sò cuntrullati da cumpagnie straniere, è i pruduttori di malta secca anu bassi profitti è una scarsa accessibilità di i prezzi; l'applicazione di l'additivi manca di ricerca sistematica è mirata, è seguita ciecamente formule straniere.

L'agente di ritenzione d'acqua hè una mistura chjave per migliurà a prestazione di ritenzione d'acqua di a malta mischiata à seccu, è hè ancu una di e misture chjave per determinà u costu di i materiali di malta mischiata à seccu. A funzione principale di l'etere di cellulosa hè a ritenzione d'acqua.

L'etere di cellulosa hè un termine generale per una seria di prudutti pruduciuti da a reazione di a cellulosa alcalina è di l'agente eterificante sottu certe cundizioni. A cellulosa alcalina hè rimpiazzata da diversi agenti eterificanti per ottene diversi eteri di cellulosa. Sicondu e proprietà di ionizazione di i sustituenti, l'eteri di cellulosa ponu esse divisi in duie categurie: ioniche (cum'è a carbossimetilcellulosa) è non ioniche (cum'è a metilcellulosa). Sicondu u tipu di sustituente, l'etere di cellulosa pò esse divisu in monoetere (cum'è a metilcellulosa) è etere mischiatu (cum'è l'idrossipropilmetilcellulosa). Sicondu a diversa solubilità, pò esse divisu in solubilità in acqua (cum'è l'idrossietilcellulosa) è solubilità in solventi organici (cum'è l'etilcellulosa). A malta mischiata à seccu hè principalmente cellulosa solubile in acqua, è a cellulosa solubile in acqua hè divisa in tipu istantaneu è tipu à dissoluzione ritardata trattata in superficia.

U mecanismu d'azione di l'etere di cellulosa in u mortar hè u seguente:

(1) Dopu à uetere di cellulosaQuandu a malta hè dissolta in acqua, a distribuzione efficace è uniforme di u materiale cementiziu in u sistema hè assicurata per via di l'attività superficiale, è l'etere di cellulosa, cum'è colloide protettivu, "avvolge" e particelle solide è si forma un stratu di film lubrificante nantu à a so superficia esterna, ciò chì rende u sistema di malta più stabile, è migliora ancu a fluidità di a malta durante u prucessu di mischju è a levigatezza di a custruzzione.

(2) Per via di a so propria struttura moleculare, a suluzione d'etere di cellulosa face chì l'umidità in u mortar ùn sia faciule da perde, è a libera gradualmente per un longu periodu di tempu, dendu à u mortar una bona ritenzione d'acqua è una bona lavorabilità.