Celluloseetherer en polymerforbindelse med en æterstruktur lavet af cellulose. Hver glucosylring i cellulosemakromolekylet indeholder tre hydroxylgrupper, den primære hydroxylgruppe på det sjette carbonatom, den sekundære hydroxylgruppe på det andet og tredje carbonatom, og brinten i hydroxylgruppen erstattes af en carbonhydridgruppe for at generere celluloseetherderivater. Det er et produkt, hvor hydrogenet i hydroxylgruppen i cellulosepolymeren er erstattet af en carbonhydridgruppe. Cellulose er en polyhydroxypolymerforbindelse, der hverken opløses eller smelter. Efter etherificering er cellulose opløseligt i vand, fortyndet alkaliopløsning og organisk opløsningsmiddel og har termoplasticitet.
Cellulose er en polyhydroxypolymerforbindelse, der hverken opløses eller smelter. Efter etherificering er cellulose opløseligt i vand, fortyndet alkaliopløsning og organisk opløsningsmiddel og har termoplasticitet.
1. Natur:
Opløseligheden af cellulose efter etherificering ændres væsentligt. Det kan opløses i vand, fortyndet syre, fortyndet alkali eller organisk opløsningsmiddel. Opløseligheden afhænger hovedsageligt af tre faktorer: (1) Karakteristikaene for de grupper, der indføres i etherificeringsprocessen, de indførte Jo større gruppe, jo lavere er opløseligheden, og jo stærkere polariteten af den indførte gruppe, jo lettere er celluloseetheren at opløse i vand; (2) Substitutionsgraden og fordelingen af etherificerede grupper i makromolekylet. De fleste celluloseethere kan kun opløses i vand under en vis grad af substitution, og substitutionsgraden er mellem 0 og 3; (3) Graden af polymerisation af celluloseether, jo højere grad af polymerisation, jo mindre opløselig; Jo lavere grad af substitution, der kan opløses i vand, jo bredere er området. Der er mange slags celluloseethere med fremragende ydeevne, og de er meget udbredt i byggeri, cement, petroleum, fødevarer, tekstil, rengøringsmidler, maling, medicin, papirfremstilling og elektroniske komponenter og andre industrier.
2. Udvikle:
Kina er verdens største producent og forbruger af celluloseether med en gennemsnitlig årlig vækstrate på mere end 20 %. Ifølge foreløbige statistikker er der omkring 50 celluloseetherproduktionsvirksomheder i Kina, den designede produktionskapacitet for celluloseetherindustrien har oversteget 400.000 tons, og der er omkring 20 virksomheder med mere end 10.000 tons, hovedsageligt fordelt i Shandong, Hebei, Chongqing og Jiangsu. , Zhejiang, Shanghai og andre steder.
3. Behov:
I 2011 var Kinas CMC-produktionskapacitet omkring 300.000 tons. Med den stigende efterspørgsel efter celluloseethere af høj kvalitet i industrier som medicin, fødevarer og daglige kemikalier, stiger den indenlandske efterspørgsel efter andre celluloseetherprodukter end CMC. , produktionskapaciteten for MC/HPMC er omkring 120.000 tons, og den for HEC er omkring 20.000 tons. PAC er stadig i promoverings- og ansøgningsfasen i Kina. Med udviklingen af store offshore oliefelter og udviklingen af byggematerialer, fødevarer, kemiske og andre industrier, er mængden og feltet af PAC stigende og udvides år for år med en produktionskapacitet på mere end 10.000 tons.
4. Klassifikation:
Ifølge den kemiske strukturklassificering af substituenter kan de opdeles i anioniske, kationiske og ikke-ioniske ethere. Afhængigt af det anvendte etherificeringsmiddel er der methylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, ethylcellulose, benzylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulosecellulose, cyanoethylcellulose, benzylcyanoethylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose og praktisk ethylcellulose og mere praktisk ethylcellulose.
Methylcellulose:
Efter at den raffinerede bomuld er behandlet med alkali, produceres celluloseether gennem en række reaktioner med methanchlorid som etherificeringsmiddel. Generelt er substitutionsgraden 1,6~2,0, og opløseligheden er også forskellig med forskellige substitutionsgrader. Det tilhører ikke-ionisk celluloseether.
(1) Methylcellulose er opløseligt i koldt vand, og det vil være svært at opløse i varmt vand. Dens vandige opløsning er meget stabil i området pH=3~12. Det har god kompatibilitet med stivelse, guargummi osv. og mange overfladeaktive stoffer. Når temperaturen når geleringstemperaturen, sker gelering.
(2) Vandretentionen af methylcellulose afhænger af dens tilsætningsmængde, viskositet, partikelstørrelse og opløsningshastighed. Generelt, hvis tilsætningsmængden er stor, finheden er lille, og viskositeten er stor, er vandretentionshastigheden høj. Blandt dem har mængden af tilsætning den største indvirkning på vandretentionshastigheden, og viskositetsniveauet er ikke direkte proportionalt med niveauet af vandretentionshastighed. Opløsningshastigheden afhænger hovedsageligt af graden af overflademodifikation af cellulosepartikler og partikelfinhed. Blandt de ovennævnte celluloseethere har methylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose højere vandretentionshastigheder.
(3) Ændringer i temperatur kan alvorligt påvirke vandretentionen af methylcellulose. Generelt gælder det, at jo højere temperaturen er, desto dårligere bliver vandretentionen. Hvis mørteltemperaturen overstiger 40°C, vil vandtilbageholdelsen af methylcellulose blive væsentligt reduceret, hvilket alvorligt påvirker mørtlens konstruktion.
(4)Methylcellulosehar en væsentlig effekt på mørtlens bearbejdelighed og sammenhængskraft. "Klæbeevnen" refererer her til den vedhæftede kraft, der mærkes mellem arbejderens applikatorværktøj og vægunderlaget, det vil sige mørtlens forskydningsmodstand. Klæbeevnen er høj, mørtlens forskydningsmodstand er stor, og den styrke, der kræves af arbejderne i brugsprocessen, er også stor, og mørtlens konstruktionsevne er dårlig. Sammenhængen af methylcellulose er på et medium niveau i celluloseetherprodukter.
Hydroxypropylmethylcellulose:
Hydroxypropylmethylcellulose er en cellulosesort, hvis produktion og forbrug stiger hurtigt. Det er en ikke-ionisk celluloseblandet ether fremstillet af raffineret bomuld efter alkalisering, ved hjælp af propylenoxid og methylchlorid som etherificeringsmiddel, gennem en række reaktioner. Substitutionsgraden er generelt 1,2~2,0. Dens egenskaber varierer afhængigt af forholdet mellem methoxylindhold og hydroxypropylindhold.
(1) Hydroxypropylmethylcellulose er letopløseligt i koldt vand, og det vil støde på vanskeligheder ved opløsning i varmt vand. Men dens geleringstemperatur i varmt vand er betydeligt højere end for methylcellulose. Opløseligheden i koldt vand er også væsentligt forbedret sammenlignet med methylcellulose.
(2) Viskositeten af hydroxypropylmethylcellulose er relateret til dens molekylvægt, og jo større molekylvægt, jo højere viskositet. Temperaturen påvirker også dens viskositet, da temperaturen stiger, falder viskositeten. Påvirkningen af dens høje viskositet og temperatur er imidlertid lavere end methylcelluloses. Dens opløsning er stabil, når den opbevares ved stuetemperatur.
(3) Vandretentionen af hydroxypropylmethylcellulose afhænger af dens tilsætningsmængde, viskositet osv., og dens vandretentionshastighed under den samme tilsætningsmængde er højere end methylcelluloses.
(4)Hydroxypropylmethylcelluloseer stabil over for syre og alkali, og dens vandige opløsning er meget stabil i området pH=2~12. Kaustisk sodavand og kalkvand har ringe effekt på dets ydeevne, men alkali kan fremskynde opløsningen og øge viskositeten en smule. Hydroxypropylmethylcellulose er stabil over for almindelige salte, men når koncentrationen af saltopløsning er høj, har viskositeten af hydroxypropylmethylcelluloseopløsning en tendens til at stige.
(5) Hydroxypropylmethylcellulose kan blandes med vandopløselige polymerforbindelser for at danne en ensartet opløsning med højere viskositet. Såsom polyvinylalkohol, stivelsesether, vegetabilsk tyggegummi osv.
(6) Hydroxypropylmethylcellulose har bedre enzymresistens end methylcellulose, og dets opløsning er mindre tilbøjelig til at blive nedbrudt af enzymer end methylcellulose.
(7) Adhæsionen af hydroxypropylmethylcellulose til mørtelkonstruktion er højere end methylcelluloses.
Hydroxyethylcellulose:
Den er fremstillet af raffineret bomuld behandlet med alkali og reageret med ethylenoxid som etherificeringsmiddel i nærværelse af isopropanol. Dens substitutionsgrad er generelt 1,5~2,0. Det har stærk hydrofilicitet og er let at absorbere fugt.
(1) Hydroxyethylcellulose er opløseligt i koldt vand, men det er svært at opløse i varmt vand. Dens opløsning er stabil ved høj temperatur uden geldannelse. Det kan bruges i lang tid under høj temperatur i mørtel, men dets vandretention er lavere end methylcellulose.
(2) Hydroxyethylcellulose er stabil over for almindelig syre og alkali, og alkali kan fremskynde opløsningen og øge viskositeten en smule. Dets dispergerbarhed i vand er lidt dårligere end for methylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose.
(3) Hydroxyethylcellulose har en god anti-sag ydeevne til mørtel, men den har en længere retarderingstid for cement.
(4) Ydeevnen for hydroxyethylcellulose fremstillet af nogle indenlandske virksomheder er naturligvis lavere end methylcelluloses ydeevne på grund af dets høje vandindhold og høje askeindhold.
(5) Meldugen i den vandige opløsning af hydroxyethylcellulose er relativt alvorlig. Ved en temperatur på omkring 40°C kan meldug forekomme inden for 3 til 5 dage, hvilket vil påvirke dens ydeevne.
Carboxymethylcellulose:
Lonic celluloseether fremstilles af naturlige fibre (bomuld osv.) efter alkalibehandling, ved at anvende natriummonochloracetat som foretringsmiddel, og undergår en række reaktionsbehandlinger. Substitutionsgraden er generelt 0,4~1,4, og dens ydeevne er stærkt påvirket af substitutionsgraden.
(1) Carboxymethylcellulose er mere hygroskopisk, og det vil indeholde mere vand, når det opbevares under generelle forhold.
(2) Carboxymethylcellulose vandig opløsning producerer ikke gel, og viskositeten falder med stigningen i temperaturen. Når temperaturen overstiger 50°C, er viskositeten irreversibel.
(3) Dens stabilitet er stærkt påvirket af pH. Generelt kan det bruges i gipsbaseret mørtel, men ikke i cementbaseret mørtel. Når den er meget alkalisk, vil den miste viskositeten.
(4) Dens vandretention er langt lavere end methylcellulose. Det virker hæmmende på gipsbaseret mørtel og reducerer dens styrke. Prisen på carboxymethylcellulose er dog væsentligt lavere end prisen på methylcellulose.
Cellulose Alkyl Ether:
Repræsentative er methylcellulose og ethylcellulose. I industriel produktion bruges methylchlorid eller ethylchlorid generelt som etherificeringsmiddel, og reaktionen er som følger:
I formlen repræsenterer R CH3 eller C2H5. Alkalikoncentration påvirker ikke kun graden af etherificering, men påvirker også forbruget af alkylhalogenider. Jo lavere alkalikoncentrationen er, jo stærkere er hydrolysen af alkylhalogenidet. For at reducere forbruget af etherificeringsmiddel skal alkalikoncentrationen øges. Men når alkalikoncentrationen er for høj, reduceres kvældningseffekten af cellulose, hvilket ikke er befordrende for etherificeringsreaktionen, og graden af etherificering reduceres derfor. Til dette formål kan koncentreret lud eller fast lud tilsættes under reaktionen. Reaktoren bør have en god omrørings- og riveanordning, så alkaliet kan fordeles jævnt. Methylcellulose er meget udbredt som fortykningsmiddel, klæbemiddel og beskyttende kolloid osv. Det kan også bruges som et dispergeringsmiddel til emulsionspolymerisering, et bindemiddel til frø, en tekstilopslæmning, et tilsætningsstof til fødevarer og kosmetik, et medicinsk klæbemiddel, et lægemiddelbelægningsmateriale og bruges i latexmaling, trykfarve og keramisk regulering af den initiale produktion og regulering af produktionen. styrke osv. Ethylcelluloseprodukter har høj mekanisk styrke, fleksibilitet, varmebestandighed og kuldebestandighed. Lavsubstitueret ethylcellulose er opløselig i vand og fortyndede alkaliske opløsninger, og højtsubstituerede produkter er opløselige i de fleste organiske opløsningsmidler. Det har god kompatibilitet med forskellige harpikser og blødgørere. Det kan bruges til at fremstille plast, film, lak, klæbemidler, latex og coatingmaterialer til lægemidler osv. Indføringen af hydroxyalkylgrupper i cellulosealkylethere kan forbedre dets opløselighed, reducere dets følsomhed over for udsaltning, øge geleringstemperaturen og forbedre hotmeltegenskaber osv. Ændringsgraden i ovennævnte egenskaber varierer med arten af hydroxygrupper og alkylsubstituenter.
Cellulose hydroxyalkylether:
Repræsentative er hydroxyethylcellulose og hydroxypropylcellulose. Etherificeringsmidler er epoxider såsom ethylenoxid og propylenoxid. Brug syre eller base som katalysator. Industriel produktion er at omsætte alkalicellulose med etherificeringsmiddel:hydroxyethylcellulosemed høj substitutionsværdi er opløselig i både koldt vand og varmt vand. Hydroxypropylcellulose med høj substitutionsværdi er kun opløselig i koldt vand, men ikke i varmt vand. Hydroxyethylcellulose kan bruges som fortykningsmiddel til latexbelægninger, tekstiltryk og farvepastaer, papirlimningsmaterialer, klæbemidler og beskyttende kolloider. Anvendelsen af hydroxypropylcellulose svarer til brugen af hydroxyethylcellulose. Hydroxypropylcellulose med lav substitutionsværdi kan anvendes som et farmaceutisk hjælpestof, som kan have både bindende og desintegrerende egenskaber.
Carboxymethylcellulose, den engelske forkortelse CMC, findes generelt i form af natriumsalt. Det etherificerende middel er monochloreddikesyre, og reaktionen er som følger:
Carboxymethylcellulose er den mest udbredte vandopløselige celluloseether. Tidligere blev det hovedsageligt brugt som boremudder, men nu er det blevet udvidet til at blive brugt som tilsætningsstof til vaskemiddel, tøjgylle, latexmaling, belægning af pap og papir osv. Ren carboxymethylcellulose kan bruges i fødevarer, medicin, kosmetik, og også som klæbemiddel til keramik og forme.
Polyanionisk cellulose (PAC) er en ionisk celluloseether og er et avanceret erstatningsprodukt for carboxymethylcellulose (CMC). Det er et hvidt, råhvidt eller let gult pulver eller granulat, ugiftigt, smagløst, let at opløse i vand for at danne en gennemsigtig opløsning med en vis viskositet, har bedre varmebestandighedsstabilitet og saltbestandighed og stærke antibakterielle egenskaber. Ingen meldug og forringelse. Det har karakteristika af høj renhed, høj grad af substitution og ensartet fordeling af substituenter. Det kan bruges som bindemiddel, fortykningsmiddel, rheologimodificerende middel, væsketabsreducerende middel, suspensionsstabilisator osv. Polyanionisk cellulose (PAC) er meget udbredt i alle industrier, hvor CMC kan anvendes, hvilket i høj grad kan reducere doseringen, lette brugen, give bedre stabilitet og opfylde højere proceskrav.
Cyanoethylcellulose er reaktionsproduktet af cellulose og acrylonitril under katalyse af alkali.
Cyanoethylcellulose har en høj dielektrisk konstant og lav tabskoefficient og kan bruges som en harpiksmatrix til fosfor- og elektroluminescerende lamper. Lavsubstitueret cyanoethylcellulose kan bruges som isoleringspapir til transformere.
Højere fedtalkoholethere, alkenylethere og aromatiske alkoholethere af cellulose er blevet fremstillet, men har ikke været anvendt i praksis.
Fremstillingsmetoderne for celluloseether kan opdeles i vandmediummetode, opløsningsmiddelmetode, æltemetode, opslæmningsmetode, gas-fast metode, væskefasemetode og kombinationen af ovenstående metoder.
5. Forberedelsesprincip:
Den høje α-cellulosemasse gennemblødes med alkalisk opløsning for at svulme den op for at ødelægge flere hydrogenbindinger, lette diffusionen af reagenser og generere alkalicellulose og derefter reagere med etherificeringsmiddel for at opnå celluloseether. Etherificerende midler omfatter carbonhydridhalogenider (eller sulfater), epoxider og α- og β-umættede forbindelser med elektronacceptorer.
6.Grundlæggende ydeevne:
Tilsætningsstoffer spiller en nøglerolle i at forbedre ydeevnen ved bygning af tørblandet mørtel og tegner sig for mere end 40 % af materialeomkostningerne i tørblandet mørtel. En betydelig del af tilsætningen på hjemmemarkedet leveres af udenlandske producenter, og referencedoseringen af produktet oplyses også af leverandøren. Som følge heraf forbliver omkostningerne ved tørblandede mørtelprodukter høje, og det er vanskeligt at popularisere almindelige mur- og pudsemørtler med en stor mængde og et bredt udvalg. High-end markedsprodukter kontrolleres af udenlandske virksomheder, og tørblandede mørtelproducenter har lav fortjeneste og dårlig prisoverkommelighed; anvendelsen af tilsætningsstoffer mangler systematisk og målrettet forskning og følger blindt udenlandske formler.
Vandtilbageholdende middel er en nøgleblanding til at forbedre vandtilbageholdelsesevnen af tørblandet mørtel, og det er også et af de vigtigste tilsætningsstoffer til at bestemme prisen på tørblandet mørtelmaterialer. Celluloseetherens hovedfunktion er vandretention.
Celluloseether er en generel betegnelse for en række produkter fremstillet ved omsætning af alkalicellulose og etherificeringsmiddel under visse betingelser. Alkalicellulose erstattes af forskellige etherificerende midler for at opnå forskellige celluloseethere. I henhold til substituenternes ioniseringsegenskaber kan celluloseethere opdeles i to kategorier: ioniske (såsom carboxymethylcellulose) og ikke-ioniske (såsom methylcellulose). Afhængigt af typen af substituent kan celluloseether opdeles i monoether (såsom methylcellulose) og blandet ether (såsom hydroxypropylmethylcellulose). Ifølge forskellig opløselighed kan den opdeles i vandopløselighed (såsom hydroxyethylcellulose) og organisk opløsningsmiddelopløselighed (såsom ethylcellulose). Tørblandet mørtel er hovedsageligt vandopløselig cellulose, og vandopløselig cellulose er opdelt i instant type og overfladebehandlet forsinket opløsning type.
Virkningsmekanismen for celluloseether i mørtel er som følger:
(1) Eftercelluloseetheri mørtlen er opløst i vand, sikres den effektive og ensartede fordeling af det cementholdige materiale i systemet på grund af overfladeaktiviteten, og celluloseetheren, som en beskyttende kolloid, "omhyller" de faste partikler, og der dannes et lag af smørefilm på dens ydre overflade, hvilket gør mørtelsystemet mere stabilt, og forbedrer også mørtlens smidighed under konstruktionen af mørtlen.
(2) På grund af sin egen molekylære struktur gør celluloseetheropløsningen fugten i mørtlen ikke let at miste, og frigiver den gradvist over en længere periode, hvilket giver mørtlen god vandretention og bearbejdelighed.
Indlægstid: 28-apr-2024