Éter celulózy (CelluloseEther) se vyrábí z celulózy éterickou reakcí jednoho nebo několika éterických činidel a suchým mletím. Podle různých chemických struktur éterových substituentů lze étery celulózy rozdělit na aniontové, kationtové a neiontové étery. Iontové étery celulózy zahrnují především karboxymethyléter celulózy (CMC); neiontové étery celulózy zahrnují především éter methylcelulózy (MC), hydroxypropylmethyléter celulózy (HPMC) a hydroxyethyléter celulózy. Mezi étery chloru (HC) patří také neiontové étery. Neiontové étery se dělí na ve vodě rozpustné étery a v oleji rozpustné étery, přičemž neiontové ve vodě rozpustné étery se používají hlavně v maltových výrobcích. V přítomnosti vápenatých iontů je iontový éter celulózy nestabilní, proto se zřídka používá v suchých maltových výrobcích, které používají cement, hašené vápno atd. jako cementové materiály. Neiontové ve vodě rozpustné étery celulózy se široce používají v průmyslu stavebních materiálů díky své stabilitě v suspenzi a zadržování vody.
1. Chemické vlastnosti éteru celulózy
Každý éter celulózy má základní strukturu celulózy – anhydroglukózovou strukturu. Při výrobě éteru celulózy se celulózové vlákno nejprve zahřeje v alkalickém roztoku a poté se ošetří éterifikačním činidlem. Vláknitý reakční produkt se čistí a rozemele na jednotný prášek s určitou jemností.
Ve výrobním procesu MC se jako etherifikační činidlo používá pouze methylchlorid; kromě methylchloridu se k získání hydroxypropylových substituentů při výrobě HPMC používá také propylenoxid. Různé ethery celulózy mají různé poměry methylové a hydroxypropylové substituce, které ovlivňují organickou kompatibilitu a teplotu tepelné gelace roztoků etherů celulózy.
2. Scénáře použití éteru celulózy
Ether celulózy je neiontový polosyntetický polymer, který je rozpustný ve vodě a rozpouštědlech. V různých průmyslových odvětvích má různé účinky. Například v chemických stavebních materiálech má následující kombinované účinky:
①Vodou zadržující činidlo ②Zahušťovadlo ③Vyrovnávací schopnost ④Filmotvorná schopnost ⑤Pojivo
V průmyslu polyvinylchloridu působí jako emulgátor a dispergátor; ve farmaceutickém průmyslu jako pojivo a materiál pro pomalé a kontrolované uvolňování látek atd. Vzhledem k tomu, že celulóza má řadu kompozitních účinků, je její použití v této oblasti také nejrozsáhlejší. Následující text se zaměřuje na použití a funkci éteru celulózy v různých stavebních materiálech.
(1) V latexové barvě:
V průmyslu latexových barev se pro hydroxyethylcelulózu obvykle používá viskozita RT30000-50000 cps, což odpovídá specifikaci HBR250, a referenční dávkování je obvykle asi 1,5‰-2‰. Hlavní funkcí hydroxyethylcelulózy v latexových barvách je zahušťování, zabránění gelování pigmentu, podpora disperze pigmentu, stabilita latexu a zvýšení viskozity složek, což přispívá k vyrovnávacímu účinku konstrukce: Hydroxyethylcelulóza se používá pohodlněji. Lze ji rozpustit ve studené i horké vodě a není ovlivněna hodnotou pH. Lze ji bez obav používat, pokud je hodnota PI mezi 2 a 12. Způsoby použití jsou následující: I. Přímé přidávání do výroby: Pro tuto metodu by se měla zvolit hydroxyethylcelulóza s prodlouženým rozpouštěním a měla by mít dobu rozpouštění delší než 30 minut. Postup je následující: ① Vložte do nádoby vybavené míchadlem s vysokým střihem. Kvantitativní množství čisté vody. ② Začněte míchat nepřetržitě při nízkých otáčkách a současně pomalu a rovnoměrně přidávejte hydroxyethyl do roztoku. ③ Pokračujte v míchání, dokud se všechny granulované materiály neprosáknou. ④ Přidejte další přísady a alkalické přísady atd. ⑤ Míchejte, dokud se veškerý hydroxyethyl zcela nerozpustí, poté přidejte další složky do receptury a melejte, dokud nevznikne hotový produkt. Ⅱ. Vybaveno matečným louhem pro pozdější použití: Tato metoda umožňuje použití instantní celulózy, která má protiplísňový účinek. Výhodou této metody je její větší flexibilita a možnost přímého přidání do latexové barvy. Způsob přípravy je stejný jako v krocích ①-④. Ⅲ. Příprava kaše pro pozdější použití: Vzhledem k tomu, že organická rozpouštědla jsou pro hydroxyethyl špatná (nerozpustná), lze tato rozpouštědla použít k přípravě kaše. Nejčastěji používanými organickými rozpouštědly jsou organické kapaliny v latexových barvách, jako je ethylenglykol, propylenglykol a filmotvorné látky (jako je diethylenglykolbutylacetát). Kaši hydroxyethylcelulózy lze přidat přímo do barvy. Míchejte, dokud se zcela nerozpustí.
(2) V tmelu na škrábání stěn:
V současné době si ve většině měst v mé zemi lidé v podstatě cení voděodolného a oděruvzdorného ekologického tmelu. Vyrábí se acetalovou reakcí vinylalkoholu a formaldehydu. Proto se tento materiál postupně vyřazuje a na jeho místo se používají produkty řady éterů celulózy. To znamená, že pro vývoj ekologických stavebních materiálů je v současné době celulóza jediným materiálem. Voděodolný tmel se dělí na dva typy: suchý práškový tmel a tmel v pastě. Mezi těmito dvěma druhy tmelu by se měla zvolit modifikovaná methylcelulóza a hydroxypropylmethylcelulóza. Specifikace viskozity se obvykle pohybuje mezi 30 000 a 60 000 cps. Hlavní funkcí celulózy v tmelu je zadržování vody, lepení a mazání. Vzhledem k tomu, že se složení tmelů různých výrobců liší, některé jsou šedý vápenatý, světlý vápenatý, bílý cement atd. a jiné jsou sádrový prášek, šedý vápenatý, světlý vápenatý atd., liší se i specifikace, viskozita a penetrace celulózy v obou složení. Přidané množství je asi 2 ‰-3 ‰. Při konstrukci tmelu na škrábání stěn, protože základní povrch stěny má určitý stupeň absorpce vody (míra absorpce vody cihlové zdi je 13 % a míra absorpce vody betonu je 3–5 %), spolu s odpařováním okolního prostředí, pokud tmel ztrácí vodu příliš rychle, vede to k prasklinám nebo uvolnění prášku, což oslabuje pevnost tmelu. Proto přidání éteru celulózy tento problém vyřeší. Kvalita plniva, zejména kvalita vápenatého popela, je však také nesmírně důležitá. Díky vysoké viskozitě celulózy se také zlepšuje vztlak tmelu a zabraňuje se prohýbání během stavby, což je po škrábání pohodlnější a pracnější. Je pohodlnější přidat éter celulózy do práškového tmelu. Jeho výroba a použití jsou pohodlnější. Plnivo a přísady lze rovnoměrně smíchat v suchém prášku.
(3) Betonová malta:
V betonové maltě musí být cement pro dosažení maximální pevnosti plně hydratován. Zejména při letní výstavbě betonová malta ztrácí vodu příliš rychle a opatření pro úplnou hydrataci se používají k udržení a rozstřikování vody. Plýtvání zdroji a nepohodlný provoz jsou klíčové, protože voda je pouze na povrchu a vnitřní hydratace je stále neúplná. Řešením tohoto problému je přidání osmi vodozadržovacích činidel do maltového betonu, obvykle hydroxypropylmethyl nebo methylcelulóza, specifikace viskozity je mezi 20 000-60 000 cps a přidané množství je 2 %-3 %. Míra zadržování vody může být zvýšena na více než 85 %. Způsob použití v maltovém betonu spočívá v rovnoměrném smíchání suchého prášku a jeho nalití do vody.
(4) Při omítání sádry, lepené sádry, tmelící sádry:
S rychlým rozvojem stavebnictví roste den ode dne i poptávka lidí po nových stavebních materiálech. Vzhledem k rostoucímu povědomí lidí o ochraně životního prostředí a neustálému zlepšování efektivity výstavby se rychle rozvíjely cementové sádrové výrobky. V současné době jsou nejběžnějšími sádrovými výrobky sádrokarton, lepený sádrokarton, intarzovaný sádrokarton a lepidlo na dlaždice. Sádrokarton je vysoce kvalitní omítací materiál pro vnitřní stěny a stropy. Povrch stěny omítnutý jím je jemný a hladký. Nové lepidlo na lehké stavební desky je lepkavý materiál vyrobený ze sádry jako základního materiálu a různých přísad. Je vhodný pro lepení různých anorganických stavebních stěnových materiálů. Je netoxický, bez zápachu, rychle tuhne a má silnou přilnavost a další vlastnosti, je nosným materiálem pro stavební desky a tvárnice; sádrový tmel je výplní mezer mezi sádrokartonovými deskami a opravnou výplní stěn a prasklin. Tyto sádrové výrobky mají řadu různých funkcí. Kromě role sádry a souvisejících plniv hraje klíčovou roli přidaná aditiva na bázi éteru celulózy. Protože se sádra dělí na bezvodou a polohydrátovou sádru, různé druhy sádry mají různý vliv na vlastnosti produktu, takže zahušťování, zadržování vody a zpomalování tuhnutí určují kvalitu sádrových stavebních materiálů. Častým problémem těchto materiálů je prohlubování a praskání, kdy nelze dosáhnout počáteční pevnosti. Pro vyřešení tohoto problému je třeba zvolit typ celulózy a způsob použití zpomalovače. V tomto ohledu se obvykle volí methyl nebo hydroxypropylmethyl 30000. –60000cps, přidané množství je 1,5 %–2 %. Celulóza se mezi nimi zaměřuje na zadržování vody a zpomalování mazání. Není však možné spoléhat se na éter celulózy jako zpomalovač a je nutné přidat retardér kyseliny citronové, aby se smíchala a použila, aniž by se ovlivnila počáteční pevnost. Zadržování vody se obecně vztahuje na to, kolik vody se přirozeně ztratí bez vnější absorpce vody. Pokud je stěna příliš suchá, absorpce vody a přirozené odpařování na základním povrchu způsobí, že materiál ztratí vodu příliš rychle a dojde také k prohlubování a praskání. Tato metoda použití se smíchá se suchým práškem. Pokud připravujete roztok, řiďte se prosím postupem jeho přípravy.
(5) Tepelněizolační malta
Izolační malta je nový typ materiálu pro vnitřní izolaci stěn v severním regionu. Jedná se o stěnový materiál syntetizovaný z izolačního materiálu, malty a pojiva. V tomto materiálu hraje celulóza klíčovou roli v lepení a zvyšování pevnosti. Obecně se volí methylcelulóza s vysokou viskozitou (přibližně 10 000 eps), dávkování je obvykle mezi 2 ‰-3 ‰) a způsob použití je míchání suchého prášku.
(6) agent rozhraní
Jako mezifázové činidlo zvolte HPNC 20000 cps, pro lepidlo na dlaždice 60000 cps nebo více a zaměřte se na zahušťovadlo v mezifázovém činidle, které může zlepšit pevnost v tahu a odolnost proti šípu. Používá se jako činidlo zadržující vodu při lepení dlaždic, aby se zabránilo příliš rychlé dehydrataci a odpadávání dlaždic.
3. Situace v průmyslovém řetězci
(1) Předchozí a pokračující průmysl
Mezi hlavní suroviny potřebné pro výrobu éteru celulózy patří rafinovaná bavlna (nebo dřevní buničina) a některá běžná chemická rozpouštědla, jako je propylenoxid, methylchlorid, kapalný hydroxid sodný, louh sodný, ethylenoxid, toluen a další pomocné materiály. Mezi podniky v tomto odvětví patří rafinovaná bavlna, podniky vyrábějící dřevní buničinu a některé chemické podniky. Cenové výkyvy výše uvedených hlavních surovin budou mít různý vliv na výrobní náklady a prodejní cenu éteru celulózy.
Cena rafinované bavlny je relativně vysoká. Vezměme si jako příklad celulózový éter stavební kvality. Během sledovaného období představovala cena rafinované bavlny 31,74 %, 28,50 %, 26,59 % a 26,90 % prodejních nákladů na celulózový éter stavební kvality. Cenové výkyvy rafinované bavlny ovlivňují výrobní náklady na celulózový éter. Hlavní surovinou pro výrobu rafinované bavlny jsou bavlněné lintery. Bavlněné lintery jsou jedním z vedlejších produktů v procesu výroby bavlny a používají se hlavně k výrobě bavlněné buničiny, rafinované bavlny, nitrocelulózy a dalších produktů. Užitná hodnota a použití bavlněných linterů a bavlny se značně liší a jejich cena je samozřejmě nižší než u bavlny, ale má určitou korelaci s cenovými výkyvy bavlny. Cenové výkyvy bavlněných linterů ovlivňují cenu rafinované bavlny.
Prudké výkyvy cen rafinované bavlny budou mít různý dopad na kontrolu výrobních nákladů, tvorbu cen produktů a ziskovost podniků v tomto odvětví. Pokud je cena rafinované bavlny vysoká a cena dřevní buničiny relativně nízká, lze dřevní buničinu použít jako náhradu a doplněk rafinované bavlny za účelem snížení nákladů, zejména k výrobě etherů celulózy s nízkou viskozitou, jako jsou ethery celulózy farmaceutické a potravinářské kvality. Podle údajů z webových stránek Národního statistického úřadu činila v roce 2013 plocha pěstování bavlny v naší zemi 4,35 milionu hektarů a národní produkce bavlny 6,31 milionu tun. Podle statistik Čínské asociace celulózového průmyslu činila v roce 2014 celková produkce rafinované bavlny od hlavních domácích výrobců rafinované bavlny 332 000 tun a nabídka surovin je hojná.
Hlavními surovinami pro výrobu grafitových chemických zařízení jsou ocel a grafitový uhlík. Cena oceli a grafitového uhlíku tvoří relativně vysoký podíl výrobních nákladů grafitových chemických zařízení. Cenové výkyvy těchto surovin budou mít určitý vliv na výrobní náklady a prodejní cenu grafitových chemických zařízení.
(2) Následný průmysl éteru celulózy
Jako „průmyslový glutaman sodný“ má ether celulózy nízký podíl etheru celulózy a širokou škálu uplatnění. Navazující průmyslová odvětví jsou rozptýlena ve všech oblastech života v národním hospodářství.
Navazující stavebnictví a realitní průmysl obvykle ovlivňují tempo růstu poptávky po éteru celulózy stavební kvality. Když domácí stavebnictví a realitní průmysl rychle rostou, rychle roste i poptávka po éteru celulózy na domácím trhu. Když se tempo růstu domácího stavebnictví a realitního průmyslu zpomalí, zpomalí se i tempo růstu poptávky po éteru celulózy stavební kvality na domácím trhu, což zintenzivní konkurenci v tomto odvětví a urychlí proces přežití nejschopnějších mezi podniky v tomto odvětví.
Od roku 2012, v souvislosti se zpomalením domácího stavebnictví a realitního průmyslu, poptávka po éteru celulózy pro stavební materiály na domácím trhu výrazně nekolísá. Hlavní důvody jsou: 1. Celkový rozsah domácího stavebnictví a realitního průmyslu je velký a celková poptávka na trhu je relativně velká; hlavní spotřebitelský trh s éterem celulózy pro stavební materiály se postupně rozšiřuje z ekonomicky rozvinutých oblastí a měst první a druhé úrovně do centrálních a západních regionů a měst třetí úrovně, což má potenciál růstu domácí poptávky a rozšíření prostoru; 2. Podíl éteru celulózy přidaného k nákladům na stavební materiály je nízký a množství spotřebované jedním zákazníkem je malé a zákazníci jsou rozptýleni, což má sklon k rigidní poptávce a celková poptávka na navazujícím trhu je relativně stabilní; 3. Změna tržní ceny je důležitým faktorem ovlivňujícím změnu struktury poptávky po éteru celulózy pro stavební materiály. Od roku 2012 výrazně klesla prodejní cena éteru celulózy stavební třídy, což způsobilo velký pokles cen produktů střední až vyšší třídy, přilákalo více zákazníků k nákupu a výběru, zvýšilo poptávku po produktech střední až vyšší třídy a stlačilo tržní poptávku a cenový prostor u běžných modelů.
Stupeň rozvoje farmaceutického průmyslu a tempo jeho růstu ovlivní poptávku po éteru celulózy farmaceutické kvality. Zlepšování životní úrovně lidí a rozvinutý potravinářský průmysl přispívají k růstu poptávky po éteru celulózy potravinářské kvality na trhu.
4. Trend vývoje celulózového éteru
Vzhledem ke strukturálním rozdílům v poptávce po éterech celulózy na trhu mohou koexistovat společnosti s různými silnými a slabými stránkami. Vzhledem ke zjevné strukturální diferenciaci poptávky na trhu přijali domácí výrobci éterů celulózy diferencované konkurenční strategie založené na vlastních silných stránkách a zároveň musí dobře pochopit trend a směr vývoje trhu.
(1) Zajištění stability kvality produktů bude i nadále klíčovým konkurenčním bodem podniků zabývajících se étery celulózy
Ether celulózy tvoří malou část výrobních nákladů většiny navazujících podniků v tomto odvětví, ale má velký vliv na kvalitu produktů. Střední až vyšší zákaznické skupiny musí před použitím určité značky éteru celulózy projít experimenty s receptury. Po vytvoření stabilní receptury obvykle není snadné nahradit jiné značky produktů a zároveň jsou kladeny vyšší požadavky na stabilitu kvality éteru celulózy. Tento jev je výraznější ve špičkových odvětvích, jako jsou velcí výrobci stavebních materiálů v tuzemsku i v zahraničí, farmaceutických pomocných látek, potravinářských přídatných látek a PVC. Aby se zlepšila konkurenceschopnost produktů, musí výrobci zajistit, aby kvalita a stabilita různých šarží éteru celulózy, které dodávají, byla udržována po dlouhou dobu, a tím si vytvořili lepší pověst na trhu.
(2) Zlepšení úrovně technologie aplikace produktů je směrem rozvoje domácích podniků zabývajících se étery celulózy
S rostoucí vyspělostí technologie výroby éteru celulózy přispívá vyšší úroveň aplikační technologie ke zlepšení komplexní konkurenceschopnosti podniků a budování stabilních vztahů se zákazníky. Známé společnosti vyrábějící éter celulózy v rozvinutých zemích se zaměřují především na konkurenční strategii „čelit velkým špičkovým zákazníkům + rozvíjet následné využití a využití“, aby vyvinuly využití a receptury pro použití éteru celulózy a konfigurovaly řadu produktů podle různých pododdělených oblastí použití, aby usnadnily využití zákazníky a podpořily poptávku na následném trhu. Konkurence mezi společnostmi vyrábějícími éter celulózy v rozvinutých zemích se posunula od vstupu na trh s produkty k konkurenci v oblasti aplikační technologie.
Čas zveřejnění: 27. února 2023