Zelulosa eterra zelulosa naturala lehengai gisa erabiliz egindako polimero sintetikoa da, aldaketa kimiko bidez. Zelulosa eterra zelulosa naturalaren deribatua da, zelulosa eterraren ekoizpena polimero sintetikotik desberdina da, bere oinarrizko materiala zelulosa da, polimero natural konposatuak. Zelulosa naturalaren egituraren berezitasuna dela eta, zelulosa berak ez du eterifikatzaile agentearekin erreakzionatzeko gaitasunik. Baina puzte-agentearen tratamenduaren ondoren, kate molekularren eta kateen arteko hidrogeno lotura sendoak suntsitu ziren, eta hidroxilo taldearen jarduera erreakzio-gaitasuna duen zelulosa alkalinoan askatu zen, eta zelulosa eterra lortu zen eterifikatzaile agentearen —OH taldearen —OR taldearen erreakzioaren bidez.
Zelulosa eterraren propietateak ordezkoen motaren, kopuruaren eta banaketaren araberakoak dira. Zelulosa eterraren sailkapena ordezkoen motaren, eterifikazio mailaren, disolbagarritasunaren eta aplikazio erlazionatuen araberakoa da. Kate molekularrean ordezkoen motaren arabera, eter bakun eta eter mistoetan bana daiteke. MC normalean eter bakun gisa erabiltzen da, eta HPmc eter mistoa da. Metil zelulosa eterra MC zelulosa glukosa unitate natural bat da, hidroxiloan metoxidoa ordezkatzen dena produktuaren egitura-formularekin [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hidroxipropil metil zelulosa eterra HPmc hidroxiloan metoxidoaren parte den unitate bat da, ordezkatutako hidroxipropil produktuaren beste zati bat. Egitura-formula [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X eta hidroxietil metil zelulosa eterra HEmc da, merkatuan asko erabiltzen eta saltzen dena.
Disolbagarritasunaren arabera, mota ionikoetan eta mota ez-ionikoetan bana daitezke. Uretan disolbagarria den zelulosa eter ez-ionikoa batez ere alkil eterrez eta hidroxil alkil eterrez osatuta dago, bi barietate sortatan banatuta. Cmc ionikoa batez ere detergente sintetikoetan, ehungintzan, inprimaketan, elikagaietan eta petrolioaren ustiapenean erabiltzen da. MC, HPmc eta HEmc ez-ionikoak, berriz, eraikuntza-materialetan, latex estalduretan, medikuntzan, eguneroko kimikan eta beste arlo batzuetan erabiltzen dira batez ere. Loditzeko agente, ura atxikitzeko agente, egonkortzaile, dispertsatzaile eta film-sortzaile gisa erabiltzen da.
Zelulosa eterraren ur atxikipena
Eraikuntza-materialen ekoizpenean, batez ere mortero lehor nahasian, zelulosa-eterrak ezinbesteko zeregina du, batez ere mortero bereziak (mortero aldatuak) ekoizteko, ezinbesteko zatia baita.
Zelulosa eter uretan disolbagarriaren garrantzia morteroetan hiru alderdi nagusi ditu: bata ura atxikitzeko gaitasun bikaina da, bigarrena morteroaren koherentziaren eta tixotropiaren eragina, eta hirugarrena zementuarekin duen elkarrekintza.
Zelulosa eterraren ur atxikipena hidroskopikotasunaren, morteroaren konposizioaren, mortero geruzaren lodieraren, morteroaren ur eskariaren eta kondentsazio materialaren kondentsazio denboraren araberakoa da. Zelulosa eterraren ur atxikipena zelulosa eterraren beraren disolbagarritasun eta deshidrataziotik dator. Jakina da zelulosa molekula-kateak, OH talde oso hidratatu ugari izan arren, uretan disolbaezinak direla haien egitura oso kristalinoa dela eta. Hidroxilo taldeen hidratazio gaitasuna bakarrik ez da nahikoa molekula arteko hidrogeno lotura sendoak eta van der Waals indarren ondorioak ordaintzeko. Ordezkatzaileak molekula-katean sartzen direnean, ordezkatzaileek ez dute hidrogeno katea suntsitzen bakarrik, baita kate arteko hidrogeno loturak ere hausten dira ondoko kateen arteko ordezkatzaileak trinkotzeagatik. Zenbat eta handiagoak izan ordezkatzaileak, orduan eta handiagoa da molekulen arteko distantzia. Zenbat eta handiagoa izan hidrogeno loturen suntsipen efektua, zelulosa sarearen hedapena, zelulosa eterrera sartzen den disoluzioa uretan disolbagarri bihurtzen da, biskositate handiko disoluzioa eratuz. Tenperatura igotzen den heinean, polimeroaren hidratazioa gutxitzen da eta kateen arteko ura kanporatzen da. Deshidratazio-efektua nahikoa denean, molekulak elkartzen hasten dira eta gela hiru dimentsioko sare batean tolesten da. Morteroaren ur-atxikipena eragiten duten faktoreen artean daude zelulosa eterraren biskositatea, dosia, partikulen fintasuna eta zerbitzu-tenperatura.
Zelulosa eterraren biskositatea zenbat eta handiagoa izan, orduan eta hobea izango da ura atxikitzeko errendimendua, polimero-soluzioaren biskositatea. Polimeroaren pisu molekularra (polimerizazio-maila) katearen egitura molekularraren luzerak eta morfologiak ere zehazten dute, eta ordezkoen kopuruaren banaketak zuzenean eragiten dio biskositate-tarteari. [eta] = Km alpha
Polimero-soluzioen barne-biskositatea
M polimeroaren pisu molekularra
α polimeroaren ezaugarri-konstantea
K biskositate-disoluzio koefizientea
Polimero-disoluzioaren biskositatea polimeroaren pisu molekularraren araberakoa da. Zelulosa eter disoluzioen biskositatea eta kontzentrazioa hainbat aplikaziorekin lotuta daude. Beraz, zelulosa eter bakoitzak biskositate-espezifikazio asko ditu, eta biskositatearen erregulazioa batez ere zelulosa alkalinoaren degradazioaren bidez egiten da, hau da, zelulosa-kate molekularraren haustura lortuz.
Partikula tamainari dagokionez, zenbat eta finagoa izan partikula, orduan eta hobeto atxikitzen da ura. Zelulosa eter partikula handiak urarekin kontaktuan jartzen direnean, gainazalean berehala disolbatzen dira eta gel bat sortzen dute materiala biltzen duena, ur molekulak sartzen jarrai ez dezaten. Batzuetan, denbora luzez nahasten bada, ezin da uniformeki sakabanatu eta disolbatu, eta disoluzio lohitsu eta malutatsu bat edo aglomeratu bat sortzen da. Zelulosa eterraren disolbagarritasuna da zelulosa eterra aukeratzeko faktoreetako bat.
Zelulosa eterraren loditzea eta tixotropia
Zelulosa eterraren bigarren efektua, loditzea, honako hauek dira: zelulosa eterraren polimerizazio maila, disoluzioaren kontzentrazioa, zizailatze-abiadura, tenperatura eta beste baldintza batzuk. Disoluzioaren gelifikazio-propietatea alkil-zelulosa eta bere deribatu eraldatuena da. Gelifikazio-ezaugarriak ordezkapen-mailarekin, disoluzioaren kontzentrazioarekin eta gehigarriekin lotuta daude. Hidroxil alkil deribatu eraldatuentzat, gel-propietateak hidroxil alkil aldaketa-mailarekin ere lotuta daude. Biskositate baxuko MC eta HPmc-ko disoluzio-kontzentraziorako % 10-15eko kontzentrazioko disoluzioa prestatu daiteke, biskositate ertaineko MC eta HPmc-ko % 5-10eko disoluzioa prestatu daiteke eta biskositate handiko MC eta HPmc-ko % 2-3ko disoluzioa bakarrik prestatu daiteke, eta normalean zelulosa eterraren biskositatea % 1-2ko disoluzioaren arabera ere sailkatzen da. Pisu molekular handiko zelulosa eterraren loditzailearen eraginkortasuna, disoluzio-kontzentrazio bera, pisu molekular desberdineko polimeroek biskositate desberdina dute, biskositatea eta pisu molekularra honela adieraz daitezke: [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn polimerizazio-maila altu baten batez bestekoa da. Zelulosa eter gehiago gehitzeko pisu molekular txikia behar da helburuko biskositatea lortzeko. Bere biskositatea ez dago hain lotuta zizaila-abiadurarekin, biskositate handia bada helburuko biskositatea lortzeko, gutxiago gehitu behar da, biskositatea loditzeko eraginkortasunaren araberakoa da. Beraz, koherentzia jakin bat lortzeko, zelulosa eter kantitate jakin bat (disoluzioaren kontzentrazioa) eta disoluzioaren biskositatea bermatu behar dira. Disoluzioaren gelifikazio-tenperatura linealki jaisten da disoluzioaren kontzentrazioaren igoerarekin, eta gelifikazioa giro-tenperaturan gertatzen da kontzentrazio jakin batera iritsi ondoren. HPmc-k gelifikazio-kontzentrazio handia du giro-tenperaturan.
Koherentzia ere doi daiteke partikula-tamaina eta aldaketa-maila desberdinak dituzten zelulosa-eterrak hautatuz. Aldaketa deritzona MCren eskeleto-egituran ordezkapen-maila jakin batean hidroxil alkilo taldea sartzea da. Bi ordezkatzaileen ordezkapen-balio erlatiboak aldatuz, hau da, metoxi eta hidroxil taldeen DS eta MS ordezkapen-balio erlatiboak. Zelulosa-eterraren hainbat propietate behar dira bi ordezkatzaile motaren ordezkapen-balio erlatiboak aldatuz.
koherentziaren eta aldaketaren arteko erlazioa. 5. irudian, zelulosa eterraren gehiketak morteroaren ur-kontsumoan eragiten du eta uraren eta zementuaren ur-aglutinatzaile erlazioa aldatzen du, hau da, loditzeko efektua. Zenbat eta dosi handiagoa, orduan eta ur-kontsumo handiagoa.
Eraikuntza-material hautsetan erabiltzen diren zelulosa-eterrek ur hotzetan azkar disolbatu behar dute eta sistemari koherentzia egokia eman. Zizailadura-abiadura jakin bat oraindik malutatsua eta koloidala bada, kalitate eskaseko edo produktua da.
Zementu-lohiaren koherentziaren eta zelulosa eterraren dosiaren artean ere erlazio lineal ona dago; zelulosa eterrak morteroaren biskositatea asko handitu dezake; zenbat eta dosi handiagoa izan, orduan eta nabarmenagoa da efektua.
Zelulosa eterren biskositate handiko ur-disoluzioak tixotropia handia du, eta hori zelulosa eterraren ezaugarrietako bat da. Mc motako polimeroen ur-disoluzioek normalean pseudoplastikoa eta ez-tixotropikoa den jariakortasuna izaten dute gel-tenperatura baino gutxiagotan, baina Newtonen fluxu-propietateak dituzte zizaila-abiadura baxuetan. Pseudoplastikotasuna handitzen da zelulosa eterraren pisu molekularra edo kontzentrazioa handitzen den heinean, eta ez da ordezkatzaile motaren eta graduaren araberakoa. Beraz, biskositate-maila bereko zelulosa eterrek, MC, HPmc edo HEmc izan, beti erakusten dituzte propietate erreologiko berdinak, kontzentrazioa eta tenperatura konstante mantentzen diren bitartean. Tenperatura handitzen denean, egitura-gel bat sortzen da eta fluxu tixotropiko handia gertatzen da. Kontzentrazio handiko eta biskositate baxuko zelulosa eterrek tixotropia erakusten dute gel-tenperatura baino gutxiagotan ere. Propietate hau oso onuragarria da eraikuntza-morteroaren eraikuntzarako, bere fluxua eta fluxu-esekidura propietatea doitzeko. Hemen azaldu behar da zelulosa eterraren biskositate handiagoa, orduan eta hobeto atxikitzen dela urarena, baina zenbat eta biskositate handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango dela zelulosa eterraren pisu molekular erlatiboa, eta horrek bere disolbagarritasuna murrizten duela, eta horrek eragin negatiboa du morteroaren kontzentrazioan eta eraikuntza-errendimenduan. Zenbat eta biskositate handiagoa izan, orduan eta nabarmenagoa izango da morteroaren loditze-efektua, baina ez da proportzio-erlazio osoa. Biskositate baxua badu ere, zelulosa eterraren eraldaketak mortero hezearen egitura-erresistentzia hobetzeko errendimendu bikaina du, eta biskositatea handitzen den heinean, zelulosa eterraren uraren atxikipena hobetzen da.
Argitaratze data: 2022ko martxoaren 30a