Mis on tsellulooseeter?

Tselluloosi eeteron tselluloosist valmistatud eeterstruktuuriga polümeerühend. Iga glükosüültsükkel tselluloosi makromolekulis sisaldab kolme hüdroksüülrühma, primaarset hüdroksüülrühma kuuendal süsinikuaatomil, sekundaarset hüdroksüülrühma teisel ja kolmandal süsinikuaatomil ning hüdroksüülrühmas olev vesinik asendatakse süsivesinikrühmaga, et tekitada tsellulooseetri derivaate. See on toode, milles tselluloosi polümeeri hüdroksüülrühma vesinik on asendatud süsivesinikrühmaga. Tselluloos on polühüdroksüpolümeerühend, mis ei lahustu ega sula. Pärast eeterdamist lahustub tselluloos vees, lahjendatud leeliselahuses ja orgaanilises lahustis ning on termoplastsusega.

Tselluloos on polühüdroksüpolümeerühend, mis ei lahustu ega sula. Pärast eeterdamist lahustub tselluloos vees, lahjendatud leeliselahuses ja orgaanilises lahustis ning on termoplastsusega.

1. Loodus:

Tselluloosi lahustuvus pärast eeterdamist muutub oluliselt. Seda saab lahustada vees, lahjendatud happes, lahjendatud leelises või orgaanilises lahustis. Lahustuvus sõltub peamiselt kolmest tegurist: (1) eeterdamisprotsessis sisestatud rühmade omadused, mida sisestatakse Mida suurem on rühm, seda madalam on lahustuvus ja mida tugevam on sisestatud rühma polaarsus, seda kergemini lahustub tsellulooseeter vees; (2) Asendusaste ja eeterdatud rühmade jaotus makromolekulis. Enamikku tselluloosi eetreid saab vees lahustada ainult teatud asendusastmega ja asendusaste on vahemikus 0 kuni 3; (3) Tsellulooseetri polümerisatsiooniaste, mida kõrgem on polümerisatsiooniaste, seda vähem lahustub; Mida madalam on vees lahustuv asendusaste, seda suurem on vahemik. Suurepärase jõudlusega tsellulooseetreid on palju ja neid kasutatakse laialdaselt ehituses, tsemendis, nafta-, toidu-, tekstiili-, pesuainete-, värvi-, meditsiini-, paberi- ja elektroonikakomponentide ning muudes tööstusharudes.

2. Arendage:

Hiina on maailma suurim tsellulooseetri tootja ja tarbija, kelle keskmine aastane kasvumäär on üle 20%. Esialgse statistika kohaselt on Hiinas umbes 50 tsellulooseetri tootmisettevõtet, tsellulooseetri tööstuse kavandatud tootmisvõimsus on ületanud 400 000 tonni ja umbes 20 ettevõtet on üle 10 000 tonni, peamiselt jaotatud Shandongis, Hebeis, Chongqingis ja Jiangsus. , Zhejiang, Shanghai ja teised kohad.

3. Vajadus:

2011. aastal oli Hiina CMC tootmisvõimsus umbes 300 000 tonni. Seoses kasvava nõudlusega kvaliteetsete tsellulooseetrite järele sellistes tööstusharudes nagu meditsiin, toiduained ja igapäevased kemikaalid, suureneb kodumaine nõudlus muude tsellulooseetritoodete järele peale CMC. MC/HPMC tootmisvõimsus on umbes 120 000 tonni ja HEC-i tootmisvõimsus umbes 20 000 tonni. PAC on Hiinas endiselt reklaamimise ja rakendusetapis. Seoses suurte avamere naftaväljade arenemisega ning ehitusmaterjali-, toiduaine-, keemia- ja muude tööstusharude arenguga suureneb ja laieneb PAC kogus ja valdkond aasta-aastalt, tootmisvõimsusega üle 10 000 tonni.

4. Klassifikatsioon:

Vastavalt asendajate keemilise struktuuri klassifikatsioonile võib need jagada anioonseteks, katioonseteks ja mitteioonseteks eetriteks. Olenevalt kasutatavast eeterdamisainest on metüültselluloos, hüdroksüetüülmetüültselluloos, karboksümetüültselluloos, etüültselluloos, bensüültselluloos, hüdroksüetüültselluloos, hüdroksüpropüülmetüültselluloostselluloos, tsüanoetüültselluloos, bensüültsüanoetüültselluloos, karboksümetüültselluloos, karboksüetüültselluloos jne. Metüültselluloos ja etüültselluloos on praktilisemad.

Metüültselluloos:

Pärast rafineeritud puuvilla töötlemist leelisega toodetakse tsellulooseeter reaktsioonide seeria abil, kasutades eeterdamisainena metaankloriidi. Üldiselt on asendusaste 1,6-2,0 ja lahustuvus on samuti erinev erinevate asendusastmetega. See kuulub mitteioonse tselluloosi eetri hulka.

(1) Metüültselluloos lahustub külmas vees ja seda on raske kuumas vees lahustada. Selle vesilahus on väga stabiilne vahemikus pH = 3–12. See sobib hästi tärklise, guarkummi jne ja paljude pindaktiivsete ainetega. Kui temperatuur jõuab geelistumistemperatuurini, toimub geelistumine.

(2) Metüültselluloosi veepeetus sõltub selle lisatavast kogusest, viskoossusest, osakeste suurusest ja lahustumiskiirusest. Üldiselt, kui lisatav kogus on suur, peenus on väike ja viskoossus on suur, on veepeetuse määr kõrge. Nende hulgas on veepeetuse määrale kõige suurem mõju lisandikogusel ning viskoossuse tase ei ole otseselt võrdeline veepeetuse tasemega. Lahustumiskiirus sõltub peamiselt tselluloosiosakeste pinna modifikatsiooni astmest ja osakeste peenusest. Ülaltoodud tsellulooseetrite hulgas on metüültselluloosil ja hüdroksüpropüülmetüültselluloosil kõrgem veepeetus.

(3) Temperatuurimuutused võivad tõsiselt mõjutada metüültselluloosi veepeetust. Üldiselt, mida kõrgem on temperatuur, seda halvem on veepeetus. Kui mördi temperatuur ületab 40°C, väheneb metüültselluloosi veepeetus oluliselt, mõjutades tõsiselt mördi ehitust.

(4)Metüültselluloosmõjutab oluliselt mördi töödeldavust ja sidusust. "Kleepuvus" viitab siinkohal töötaja aplikaatori tööriista ja seina aluspinna vahel tuntavale sidejõule, st mördi nihkekindlusele. Kleepuvus on kõrge, mördi nihkekindlus on suur, samuti on suur tugevus, mida töötajad vajavad kasutamise käigus, ning mördi ehitusomadused on halvad. Metüültselluloosi sidusus on tsellulooseetri toodetes keskmisel tasemel.

Hüdroksüpropüülmetüültselluloos:

Hüdroksüpropüülmetüültselluloos on tselluloosi sort, mille toodang ja tarbimine kasvavad kiiresti. See on mitteioonne tselluloosisegu eeter, mis on valmistatud rafineeritud puuvillast pärast leelistamist, kasutades eeterdamisainena propüleenoksiidi ja metüülkloriidi, kasutades mitmeid reaktsioone. Asendusaste on üldiselt 1,2-2,0. Selle omadused varieeruvad sõltuvalt metoksüülisisalduse ja hüdroksüpropüüli sisalduse suhtest.

(1) Hüdroksüpropüülmetüültselluloos lahustub kergesti külmas vees ja sellel on raskusi kuumas vees lahustumisel. Kuid selle geelistumistemperatuur kuumas vees on oluliselt kõrgem kui metüültselluloosil. Lahustuvus külmas vees on samuti oluliselt parem võrreldes metüültselluloosiga.

(2) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi viskoossus on seotud selle molekulmassiga ja mida suurem on molekulmass, seda suurem on viskoossus. Temperatuur mõjutab ka selle viskoossust, temperatuuri tõustes viskoossus väheneb. Selle kõrge viskoossuse ja temperatuuri mõju on aga väiksem kui metüültselluloosil. Selle lahus on toatemperatuuril säilitamisel stabiilne.

(3) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi veepeetus sõltub selle lisatavast kogusest, viskoossusest jne ning selle veepeetus sama lisakoguse korral on suurem kui metüültselluloosil.

(4)Hüdroksüpropüülmetüültsellulooson happe ja leelise suhtes stabiilne ning selle vesilahus on väga stabiilne vahemikus pH = 2–12. Seebikivi ja lubjavesi mõjutavad selle toimivust vähe, kuid leelised võivad kiirendada selle lahustumist ja veidi suurendada viskoossust. Hüdroksüpropüülmetüültselluloos on tavaliste soolade suhtes stabiilne, kuid kui soolalahuse kontsentratsioon on kõrge, kipub hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahuse viskoossus suurenema.

(5) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi võib segada vees lahustuvate polümeersete ühenditega, et moodustada ühtlane ja suurema viskoossusega lahus. Nagu polüvinüülalkohol, tärkliseeeter, taimne kummi jne.

(6) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosil on parem ensüümresistentsus kui metüültselluloosil ja selle lahus laguneb ensüümide toimel vähem kui metüültselluloos.

(7) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi nakkuvus mördikonstruktsiooniga on suurem kui metüültselluloosil.

Hüdroksüetüültselluloos:

See on valmistatud rafineeritud puuvillast, mida on töödeldud leelisega ja mis on isopropanooli juuresolekul reageerinud etüleenoksiidiga kui eeterdamisega. Selle asendusaste on üldiselt 1,5–2,0. Sellel on tugev hüdrofiilsus ja see imab kergesti niiskust.

(1) Hüdroksüetüültselluloos on külmas vees lahustuv, kuid kuumas vees raskesti lahustuv. Selle lahus on kõrgel temperatuuril stabiilne ilma geelistumata. Seda saab kasutada pikka aega kõrgel temperatuuril mördis, kuid selle veepidavus on madalam kui metüültselluloosil.

(2) Hüdroksüetüültselluloos on stabiilne üldise happe ja leelise suhtes ning leelised võivad kiirendada selle lahustumist ja veidi suurendada viskoossust. Selle dispergeeritavus vees on veidi halvem kui metüültselluloosil ja hüdroksüpropüülmetüültselluloosil.

(3) Hüdroksüetüültselluloosil on mördi puhul hea läbivajumise vastane toime, kuid tsemendi puhul on sellel pikem aeglustamisaeg.

(4) Mõnede kodumaiste ettevõtete toodetud hüdroksüetüültselluloosi jõudlus on selle kõrge vee- ja suure tuhasisalduse tõttu ilmselt madalam kui metüültselluloosil.

(5) Hüdroksüetüültselluloosi vesilahuse hallitus on suhteliselt tõsine. Umbes 40°C temperatuuril võib 3–5 päeva jooksul tekkida hallitus, mis mõjutab selle toimivust.

Karboksümetüültselluloos:

Lonic tselluloosi eeter valmistatakse looduslikest kiududest (puuvill jne) pärast leeliselist töötlemist, kasutades eeterdamisainena naatriummonokloroatsetaati ja läbib mitmeid reaktsioonitöötlusi. Asendusaste on üldiselt 0,4–1,4 ja selle toimivust mõjutab suuresti asendusaste.

(1) Karboksümetüültselluloos on hügroskoopsem ja üldistes tingimustes säilitamisel sisaldab see rohkem vett.

(2) Karboksümetüültselluloosi vesilahus ei tekita geeli ja viskoossus väheneb temperatuuri tõustes. Kui temperatuur ületab 50°C, on viskoossus pöördumatu.

(3) Selle stabiilsust mõjutab suuresti pH. Üldiselt saab seda kasutada kipsipõhises mördis, kuid mitte tsemendipõhises mördis. Kui see on väga leeliseline, kaotab see viskoossuse.

(4) Selle veepidavus on palju madalam kui metüültselluloosil. Sellel on kipsipõhise mördi suhtes aeglustav toime ja see vähendab selle tugevust. Karboksümetüültselluloosi hind on aga oluliselt madalam kui metüültselluloosil.

Tselluloosi alküüleeter:

Tüüpilised on metüültselluloos ja etüültselluloos. Tööstuslikus tootmises kasutatakse eeterdamisainena tavaliselt metüülkloriidi või etüülkloriidi ja reaktsioon on järgmine:

Valemis on R CH3 või C2H5. Leelise kontsentratsioon ei mõjuta mitte ainult eeterdamise astet, vaid mõjutab ka alküülhalogeniidide tarbimist. Mida madalam on leelise kontsentratsioon, seda tugevam on alküülhalogeniidi hüdrolüüs. Et vähendada eeterdava aine tarbimist, tuleb leelise kontsentratsiooni suurendada. Kui aga leelise kontsentratsioon on liiga kõrge, väheneb tselluloosi punduv toime, mis ei soodusta eeterdamisreaktsiooni ja seetõttu väheneb eeterdamise aste. Sel eesmärgil võib reaktsiooni käigus lisada kontsentreeritud leelist või tahket leelist. Reaktoril peaks olema hea segamis- ja rebimisseade, et leelist saaks ühtlaselt jaotada. Metüültselluloosi kasutatakse laialdaselt paksendajana, liimina ja kaitsekolloidina jne. Seda saab kasutada ka emulsioonpolümerisatsiooni dispergeeriva vahendina, seemnete sidumisdispersioonina, tekstiilipulberina, toidu- ja kosmeetikatoodete lisandina, meditsiinilise liimina, ravimite kattematerjalina ning kasutada lateksvärvides, trükivärvides, esialgses tootmises, keraamilises tootmises ja kontrollides. tugevus jne Etüültselluloosi toodetel on kõrge mehaaniline tugevus, paindlikkus, kuumakindlus ja külmakindlus. Väheasendatud etüültselluloos lahustub vees ja lahjendatud leeliselistes lahustes ning kõrge asendusastmega tooted lahustuvad enamikus orgaanilistes lahustites. Sellel on hea ühilduvus erinevate vaikude ja plastifikaatoritega. Seda saab kasutada plastide, kilede, lakkide, liimide, lateksi ja ravimite kattematerjalide jms valmistamiseks. Hüdroksüalküülrühmade lisamine tselluloosi alküüleetritesse võib parandada selle lahustuvust, vähendada selle tundlikkust väljasoolamise suhtes, tõsta geelistumistemperatuuri ja parandada kuumsulatusomadusi jne. Ülaltoodud omaduste muutumise määr sõltub alküülasendajate ja hüdraalrühmade suhte olemusest.

Tselluloosi hüdroksüalküüleeter:

Tüüpilised on hüdroksüetüültselluloos ja hüdroksüpropüültselluloos. Eeterdavad ained on epoksiidid, nagu etüleenoksiid ja propüleenoksiid. Kasutage katalüsaatorina hapet või alust. Tööstusliku tootmise eesmärk on leelistselluloosi reageerimine eeterdamisainega:hüdroksüetüültsellulooskõrge asendusväärtusega lahustub nii külmas kui kuumas vees. Kõrge asendusväärtusega hüdroksüpropüültselluloos lahustub ainult külmas vees, kuid mitte kuumas vees. Hüdroksüetüültselluloosi saab kasutada latekskatete, tekstiilide trüki- ja värvimispastade, paberi liimimismaterjalide, liimide ja kaitsekolloidide paksendajana. Hüdroksüpropüültselluloosi kasutamine on sarnane hüdroksüetüültselluloosi kasutusega. Farmatseutilise abiainena võib kasutada madala asendusväärtusega hüdroksüpropüültselluloosi, millel võivad olla nii siduvad kui ka lagunevad omadused.

Karboksümetüültselluloos, ingliskeelne lühend CMC, eksisteerib üldiselt naatriumsoola kujul. Eeterdavaks aineks on monokloroäädikhape ja reaktsioon on järgmine:

Karboksümetüültselluloos on kõige laialdasemalt kasutatav vees lahustuv tsellulooseeter. Varem kasutati seda peamiselt puurimismudana, kuid nüüd on seda laiendatud, et seda saaks kasutada ka pesuaine lisandina, riiete läga, lateksvärvi, papi ja paberi katmiseks jne. Puhast karboksümetüültselluloosi saab kasutada toidus, meditsiinis, kosmeetikas, aga ka keraamika ja vormide liimina.

Polüanioonne tselluloos (PAC) on ioonne tsellulooseeter ja karboksümetüültselluloosi (CMC) kõrgekvaliteediline asendustoode. See on valge, valkjas või kergelt kollakas pulber või graanul, mittetoksiline, maitsetu, kergesti lahustuv vees, et moodustada teatud viskoossusega läbipaistev lahus, millel on parem kuumakindluse stabiilsus ja soolakindlus ning tugevad antibakteriaalsed omadused. Pole hallitust ja riknemist. Sellel on kõrge puhtusaste, kõrge asendusaste ja asendajate ühtlane jaotus. Seda saab kasutada sideainena, paksendajana, reoloogia modifikaatorina, vedelikukadu vähendajana, suspensiooni stabilisaatorina jne. Polüanioonset tselluloosi (PAC) kasutatakse laialdaselt kõigis tööstusharudes, kus saab kasutada CMC-d, mis võib oluliselt vähendada annust, hõlbustada kasutamist, tagada parema stabiilsuse ja vastata kõrgematele protsessinõuetele.

Tsüanoetüültselluloos on tselluloosi ja akrüülnitriili reaktsioonisaadus leelise katalüüsil.

Tsüanoetüültselluloosil on kõrge dielektriline konstant ja madal kadudegur ning seda saab kasutada luminofoor- ja elektroluminestsentslampide vaigumaatriksina. Väheasendatud tsüanoetüültselluloosi saab kasutada trafode isoleerpaberina.

Tselluloosi kõrgemaid rasvalkoholeetreid, alkenüüleetreid ja aromaatseid alkoholieetreid on valmistatud, kuid praktikas pole neid kasutatud.

Tsellulooseetri valmistamismeetodid võib jagada veekeskkonna meetodiks, lahustimeetodiks, sõtkumismeetodiks, lobrimeetodiks, tahke gaasimeetodiks, vedelfaasi meetodiks ja ülaltoodud meetodite kombinatsiooniks.

5. Valmistamise põhimõte:

Kõrge α-tselluloosisisaldusega tselluloosi pulp leotatakse leeliselise lahusega, et see paisuda, hävitada rohkem vesiniksidemeid, hõlbustada reagentide difusiooni ja tekitada leelistselluloosi ning seejärel reageerida eeterdava ainega, et saada tsellulooseeter. Eeterdavate ainete hulka kuuluvad süsivesinike halogeniidid (või sulfaadid), epoksiidid ning α- ja β-küllastumata ühendid elektronaktseptoritega.

6. Põhijõudlus:

Lisandid mängivad võtmerolli ehituse kuivsegatud mördi jõudluse parandamisel ja moodustavad enam kui 40% kuivsegatud mördi materjali maksumusest. Märkimisväärse osa siseturul olevast lisandist tarnivad välismaised tootjad ning toote võrdlusannuse annab ka tarnija. Sellest tulenevalt püsib kuivsegumördi toodete maksumus kõrge ning levinud müüri- ja krohvimörte on raske populariseerida suure koguse ja laia valikuga. Kõrgekvaliteedilisi turutooteid kontrollivad välismaised ettevõtted ning kuivsegumördi tootjatel on madal kasum ja madal hind; lisandite rakendamisel puudub süsteemne ja sihipärane uurimistöö ning see järgib pimesi võõraid valemeid.

Vett kinnipidav aine on kuivsegatud mördi veepidavuse parandamiseks oluline lisaaine ning see on ka üks peamisi lisandeid kuivsegatud mördi materjalide maksumuse määramisel. Tsellulooseetri põhiülesanne on vee kinnipidamine.

Tsellulooseeter on üldnimetus toodetele, mis on toodetud leeliselise tselluloosi ja eeterdava aine reaktsioonil teatud tingimustel. Leelistselluloos asendatakse erinevate eeterdavate ainetega, et saada erinevaid tsellulooseetreid. Vastavalt asendajate ionisatsiooniomadustele võib tsellulooseetrid jagada kahte kategooriasse: ioonsed (näiteks karboksümetüültselluloos) ja mitteioonsed (näiteks metüültselluloos). Vastavalt asendaja tüübile võib tsellulooseetri jagada monoeetriks (näiteks metüültselluloos) ja segaeetriks (näiteks hüdroksüpropüülmetüültselluloos). Erineva lahustuvuse järgi võib selle jagada vees lahustuvuseks (nagu hüdroksüetüültselluloos) ja lahustuvuseks orgaanilistes lahustis (näiteks etüültselluloos). Kuivsegatud mört on peamiselt vees lahustuv tselluloos ja vees lahustuv tselluloos jaotatakse kiir- ja pinnatöötlusega viivitatud lahustuvusega tselluloosiks.

Mördis oleva tsellulooseetri toimemehhanism on järgmine:

(1) Pärasttselluloosi eetermördis on vees lahustunud, tänu pinnaaktiivsusele on tagatud tsemendimaterjali efektiivne ja ühtlane jaotumine süsteemis ning tsellulooseeter kaitsekolloidina “mähib” tahked osakesed ning selle välispinnale moodustub määrdekile kiht, mis muudab mördisüsteemi stabiilsemaks ning parandab ka ehitusprotsessi sujuvat segunemist ja mördi segunemist.

(2) Tänu oma molekulaarstruktuurile ei kao tsellulooseetri lahus mördis oleva niiskuse kadu kergesti ja vabastab selle järk-järgult pika aja jooksul, andes mördile hea veepidavuse ja töödeldavuse.