Mikä on selluloosaeetteri?

Selluloosa eetterion selluloosasta valmistettu polymeeriyhdiste, jolla on eetterirakenne. Jokainen glukosyylirengas selluloosamakromolekyylissä sisältää kolme hydroksyyliryhmää, primaarisen hydroksyyliryhmän kuudennessa hiiliatomissa, sekundaarisen hydroksyyliryhmän toisessa ja kolmannessa hiiliatomissa, ja hydroksyyliryhmän vety korvataan hiilivetyryhmällä selluloosaeetterijohdannaisten tuottamiseksi. Se on tuote, jossa selluloosapolymeerin hydroksyyliryhmän vety on korvattu hiilivetyryhmällä. Selluloosa on polyhydroksipolymeeriyhdiste, joka ei liukene eikä sula. Eetteröinnin jälkeen selluloosa liukenee veteen, laimeaan alkaliliuokseen ja orgaaniseen liuottimeen, ja sillä on termoplastisuus.

Selluloosa on polyhydroksipolymeeriyhdiste, joka ei liukene eikä sula. Eetteröinnin jälkeen selluloosa liukenee veteen, laimeaan alkaliliuokseen ja orgaaniseen liuottimeen, ja sillä on termoplastisuus.

1. Luonto:

Selluloosan liukoisuus eetteröinnin jälkeen muuttuu merkittävästi. Se voidaan liuottaa veteen, laimeaan happoon, laimeaan alkaliin tai orgaaniseen liuottimeen. Liukoisuus riippuu pääasiassa kolmesta tekijästä: (1) Eetteröintiprosessissa lisättyjen ryhmien ominaisuudet, lisätty Mitä suurempi ryhmä, sitä pienempi liukoisuus ja mitä vahvempi lisätyn ryhmän polaarisuus, sitä helpompi selluloosaeetteri liukenee veteen; (2) Substituutioaste ja eetteröityjen ryhmien jakautuminen makromolekyylissä. Useimmat selluloosaeetterit voidaan liuottaa veteen vain tietyssä substituutioasteessa, ja substituutioaste on välillä 0 - 3; (3) Selluloosaeetterin polymeroitumisaste, mitä korkeampi polymerointiaste on, sitä vähemmän liukeneva; Mitä pienempi substituutioaste, joka voidaan liuottaa veteen, sitä laajempi alue. On olemassa monenlaisia ​​selluloosaeettereitä, joilla on erinomainen suorituskyky, ja niitä käytetään laajalti rakentamisessa, sementissä, öljy-, elintarvike-, tekstiili-, pesuaine-, maali-, lääke-, paperi- ja elektroniikkakomponenteissa ja muilla aloilla.

2. Kehitä:

Kiina on maailman suurin selluloosaeetterin tuottaja ja kuluttaja, jonka keskimääräinen vuosikasvu on yli 20 %. Alustavien tilastojen mukaan Kiinassa on noin 50 selluloosaeetterin tuotantoyritystä, selluloosaeetteriteollisuuden suunniteltu tuotantokapasiteetti on ylittänyt 400 000 tonnia, ja noin 20 yritystä, joilla on yli 10 000 tonnia, jaetaan pääasiassa Shandongissa, Hebeissä, Chongqingissa ja Jiangsussa. , Zhejiang, Shanghai ja muissa paikoissa.

3. Tarve:

Vuonna 2011 Kiinan CMC-tuotantokapasiteetti oli noin 300 000 tonnia. Korkealaatuisten selluloosaeettereiden kysynnän kasvaessa teollisuudessa, kuten lääketeollisuudessa, elintarvikkeissa ja päivittäisissä kemikaaleissa, muiden muiden kuin CMC:n selluloosaeetterituotteiden kotimainen kysyntä kasvaa. , MC/HPMC:n tuotantokapasiteetti on noin 120 000 tonnia ja HEC:n noin 20 000 tonnia. PAC on edelleen promootio- ja sovellusvaiheessa Kiinassa. Suurten offshore-öljykenttien ja rakennusmateriaali-, elintarvike-, kemian- ja muiden teollisuudenalojen kehittyessä jauhetun aktiivihiilen määrä ja kenttä kasvavat ja laajenevat vuosi vuodelta ja tuotantokapasiteetti on yli 10 000 tonnia.

4. Luokittelu:

Substituenttien kemiallisen rakenneluokituksen mukaan ne voidaan jakaa anionisiin, kationisiin ja ionittomiin eettereihin. Käytetystä eetteröintiaineesta riippuen on metyyliselluloosaa, hydroksietyylimetyyliselluloosaa, karboksimetyyliselluloosaa, etyyliselluloosaa, bentsyyliselluloosaa, hydroksietyyliselluloosaa, hydroksipropyylimetyyliselluloosaa, syanoetyyliselluloosaa, bentsyylisyanoetyyliselluloosaa, karboksimetyyliselluloosaa, karboksimetyyliselluloosaa jne. Metyyliselluloosa ja etyyliselluloosa ovat käytännöllisempiä.

Metyyliselluloosa:

Kun puhdistettu puuvilla on käsitelty emäksellä, selluloosaeetteriä tuotetaan sarjan reaktioilla metaanikloridin kanssa eetteröintiaineena. Yleensä substituutioaste on 1,6-2,0, ja liukoisuus on myös erilainen eri substituutioasteilla. Se kuuluu ei-ioniseen selluloosaeetteriin.

(1) Metyyliselluloosa liukenee kylmään veteen, ja sitä on vaikea liueta kuumaan veteen. Sen vesiliuos on erittäin stabiili pH-alueella 3-12. Se on hyvin yhteensopiva tärkkelyksen, guarkumin jne. ja monien pinta-aktiivisten aineiden kanssa. Kun lämpötila saavuttaa geeliytymislämpötilan, tapahtuu geeliytymistä.

(2) Metyyliselluloosan vedenpidätyskyky riippuu sen lisäysmäärästä, viskositeetista, hiukkaskoosta ja liukenemisnopeudesta. Yleensä, jos lisäysmäärä on suuri, hienous on pieni ja viskositeetti on suuri, vedenpidätysnopeus on korkea. Niistä lisäyksen määrällä on suurin vaikutus vedenpidätysnopeuteen, eikä viskositeetin taso ole suoraan verrannollinen vedenpidätysasteeseen. Liukenemisnopeus riippuu pääasiassa selluloosahiukkasten pinnan modifikaatioasteesta ja hiukkasten hienoudesta. Edellä mainituista selluloosaeettereistä metyyliselluloosalla ja hydroksipropyylimetyyliselluloosalla on korkeampi vedenpidätysnopeus.

(3) Lämpötilan muutokset voivat vaikuttaa vakavasti metyyliselluloosan vedenpidätykseen. Yleensä mitä korkeampi lämpötila, sitä huonompi vedenpidätyskyky. Jos laastin lämpötila ylittää 40°C, metyyliselluloosan vedenpidätyskyky vähenee merkittävästi, mikä vaikuttaa vakavasti laastin rakenteeseen.

(4)Metyyliselluloosasillä on merkittävä vaikutus laastin työstettävyyteen ja koheesioon. "Liittyvyys" viittaa tässä kiinnitysvoimaan, joka tuntuu työntekijän applikaattorityökalun ja seinän alustan välillä, eli laastin leikkauskestävyyttä. Tarttuvuus on korkea, laastin leikkauslujuus on suuri, ja myös työntekijöiden käyttöprosessissa vaatima lujuus on suuri, ja laastin rakennussuorituskyky on huono. Metyyliselluloosan koheesio on keskitasoa selluloosaeetterituotteissa.

Hydroksipropyylimetyyliselluloosa:

Hydroksipropyylimetyyliselluloosa on selluloosalajike, jonka tuotanto ja kulutus kasvavat nopeasti. Se on ioniton selluloosasekoitettu eetteri, joka on valmistettu puhdistetusta puuvillasta alkalisoinnin jälkeen käyttämällä propyleenioksidia ja metyylikloridia eetteröintiaineena useiden reaktioiden kautta. Substituutioaste on yleensä 1,2-2,0. Sen ominaisuudet vaihtelevat riippuen metoksyylipitoisuuden suhteesta hydroksipropyylipitoisuuteen.

(1) Hydroksipropyylimetyyliselluloosa liukenee helposti kylmään veteen, ja sen liukeneminen kuumaan veteen on vaikeaa. Mutta sen geeliytymislämpötila kuumassa vedessä on huomattavasti korkeampi kuin metyyliselluloosan. Liukoisuus kylmään veteen on myös huomattavasti parempi verrattuna metyyliselluloosaan.

(2) Hydroksipropyylimetyyliselluloosan viskositeetti on suhteessa sen molekyylipainoon, ja mitä suurempi molekyylipaino, sitä korkeampi viskositeetti. Lämpötila vaikuttaa myös sen viskositeettiin, kun lämpötila nousee, viskositeetti pienenee. Sen korkean viskositeetin ja lämpötilan vaikutus on kuitenkin pienempi kuin metyyliselluloosan. Sen liuos on stabiili huoneenlämmössä säilytettynä.

(3) Hydroksipropyylimetyyliselluloosan vedenpidätyskyky riippuu sen lisäysmäärästä, viskositeetista jne., ja sen vedenpidätysnopeus samalla lisäysmäärällä on suurempi kuin metyyliselluloosan.

(4)Hydroksipropyylimetyyliselluloosaon stabiili hapoille ja emäksille, ja sen vesiliuos on erittäin stabiili pH-alueella 2-12. Kaustisella soodalla ja kalkkivedellä on vain vähän vaikutusta sen suorituskykyyn, mutta alkali voi nopeuttaa sen liukenemista ja lisätä hieman viskositeettia. Hydroksipropyylimetyyliselluloosa on stabiili tavallisille suoloille, mutta kun suolaliuoksen pitoisuus on korkea, hydroksipropyylimetyyliselluloosaliuoksen viskositeetti pyrkii kasvamaan.

(5) Hydroksipropyylimetyyliselluloosaa voidaan sekoittaa vesiliukoisten polymeeriyhdisteiden kanssa yhtenäisen ja korkeamman viskositeetin liuoksen muodostamiseksi. Kuten polyvinyylialkoholi, tärkkelyseetteri, kasvikumi jne.

(6) Hydroksipropyylimetyyliselluloosalla on parempi entsyymiresistenssi kuin metyyliselluloosalla, ja entsyymit hajottavat sen liuosta vähemmän todennäköisesti kuin metyyliselluloosalla.

(7) Hydroksipropyylimetyyliselluloosan tarttuvuus laastirakenteeseen on suurempi kuin metyyliselluloosan.

Hydroksietyyliselluloosa:

Se on valmistettu jalostetusta puuvillasta, joka on käsitelty alkalilla ja saatettu reagoimaan etyleenioksidin kanssa eetteröintiaineena isopropanolin läsnä ollessa. Sen substituutioaste on yleensä 1,5-2,0. Sillä on vahva hydrofiilisyys ja se imee helposti kosteutta.

(1) Hydroksietyyliselluloosa liukenee kylmään veteen, mutta sitä on vaikea liueta kuumaan veteen. Sen liuos on stabiili korkeassa lämpötilassa hyytelöimättä. Sitä voidaan käyttää pitkään korkeassa lämpötilassa laastissa, mutta sen vedenpidätyskyky on alhaisempi kuin metyyliselluloosan.

(2) Hydroksietyyliselluloosa on stabiili yleisille hapoille ja emäksille, ja alkali voi nopeuttaa sen liukenemista ja lisätä hieman viskositeettia. Sen dispergoituvuus veteen on hieman huonompi kuin metyyliselluloosan ja hydroksipropyylimetyyliselluloosan.

(3) Hydroksietyyliselluloosalla on hyvä valumisenestokyky laastille, mutta sillä on pidempi hidastusaika sementille.

(4) Eräiden kotimaisten yritysten tuottaman hydroksietyyliselluloosan suorituskyky on selvästi alhaisempi kuin metyyliselluloosan korkean vesi- ja tuhkapitoisuuden vuoksi.

(5) Hydroksietyyliselluloosan vesiliuoksen homehtuminen on suhteellisen vakavaa. Noin 40 °C:n lämpötilassa hometta voi esiintyä 3–5 päivässä, mikä vaikuttaa sen suorituskykyyn.

Karboksimetyyliselluloosa:

Lonic-selluloosaeetteri valmistetaan luonnonkuiduista (puuvilla jne.) alkalikäsittelyn jälkeen käyttämällä natriummonoklooriasetaattia eetteröintiaineena ja läpikäymällä sarjan reaktiokäsittelyjä. Substituutioaste on yleensä 0,4-1,4, ja sen suorituskykyyn vaikuttaa suuresti substituutioaste.

(1) Karboksimetyyliselluloosa on hygroskooppisempaa ja sisältää enemmän vettä, kun sitä säilytetään yleisissä olosuhteissa.

(2) Karboksimetyyliselluloosan vesiliuos ei tuota geeliä ja viskositeetti laskee lämpötilan noustessa. Kun lämpötila ylittää 50 °C, viskositeetti on palautumaton.

(3) Sen stabiilisuuteen vaikuttaa suuresti pH. Yleensä sitä voidaan käyttää kipsipohjaisessa laastissa, mutta ei sementtipohjaisessa laastissa. Kun se on erittäin emäksistä, se menettää viskositeettinsa.

(4) Sen vedenpidätyskyky on paljon pienempi kuin metyyliselluloosan. Se hidastaa kipsipohjaista laastia ja vähentää sen lujuutta. Karboksimetyyliselluloosan hinta on kuitenkin huomattavasti alhaisempi kuin metyyliselluloosan.

Selluloosa alkyylieetteri:

Edustavia ovat metyyliselluloosa ja etyyliselluloosa. Teollisessa tuotannossa eetteröintiaineena käytetään yleensä metyylikloridia tai etyylikloridia, ja reaktio on seuraava:

Kaavassa R on CH3 tai C2H5. Alkalipitoisuus ei vaikuta ainoastaan ​​eetteröitymisasteeseen, vaan se vaikuttaa myös alkyylihalogenidien kulutukseen. Mitä pienempi alkalipitoisuus, sitä voimakkaampi alkyylihalogenidin hydrolyysi on. Eetteröintiaineen kulutuksen vähentämiseksi on alkalipitoisuutta nostettava. Kuitenkin, kun alkalipitoisuus on liian korkea, selluloosan turpoamisvaikutus heikkenee, mikä ei edistä eetteröintireaktiota, ja eetteröitymisaste sen vuoksi vähenee. Tätä tarkoitusta varten reaktion aikana voidaan lisätä väkevää lipeää tai kiinteää lipeää. Reaktorissa tulee olla hyvä sekoitus- ja repäisylaite, jotta alkali voi jakautua tasaisesti. Metyyliselluloosaa käytetään laajalti sakeuttamisaineena, liimana ja suojakolloidina jne. Sitä voidaan käyttää myös dispergointiaineena emulsiopolymeroinnissa, sideaineena siementen dispergointiaineena, tekstiililietteenä, lisäaineena elintarvikkeisiin ja kosmetiikkaan, lääkeliimaan, lääkepäällystysmateriaalina sekä käytettäväksi lateksimaaleissa, painoväreissä, alkutuotannon ja keraamisten kovettumien säätöön. lujuus jne. Etyyliselluloosatuotteilla on korkea mekaaninen lujuus, joustavuus, lämmönkestävyys ja kylmänkestävyys. Vähäsubstituoitu etyyliselluloosa liukenee veteen ja laimeaan alkaliliuokseen, ja korkeasti substituoidut tuotteet liukenevat useimpiin orgaanisiin liuottimiin. Sillä on hyvä yhteensopivuus erilaisten hartsien ja pehmittimien kanssa. Siitä voidaan valmistaa muoveja, kalvoja, lakkoja, liimoja, lateksi- ja päällystysmateriaaleja lääkkeille jne. Hydroksialkyyliryhmien lisääminen selluloosan alkyylieettereihin voi parantaa sen liukoisuutta, vähentää sen herkkyyttä suolaantumiselle, nostaa geeliytymislämpötilaa ja parantaa sulateominaisuuksia jne. Edellä mainittujen ominaisuuksien muutosaste vaihtelee alkyylisubstituenttien luonteen ja hydroksiryhmien suhteen mukaan.

Selluloosahydroksialkyylieetteri:

Edustavia ovat hydroksietyyliselluloosa ja hydroksipropyyliselluloosa. Eetteröiviä aineita ovat epoksidit, kuten etyleenioksidi ja propyleenioksidi. Käytä happoa tai emästä katalyyttinä. Teollisen tuotannon tarkoituksena on saattaa alkaliselluloosa reagoimaan eetteröintiaineen kanssa:hydroksietyyliselluloosakorkea substituutioarvo liukenee sekä kylmään että kuumaan veteen. Hydroksipropyyliselluloosa, jolla on korkea substituutioarvo, liukenee vain kylmään veteen, mutta ei kuumaan veteen. Hydroksietyyliselluloosaa voidaan käyttää lateksipinnoitteiden, tekstiilien paino- ja värjäystahnojen, paperiliimamateriaalien, liimojen ja suojakolloidien sakeuttajana. Hydroksipropyyliselluloosan käyttö on samanlaista kuin hydroksietyyliselluloosan käyttö. Farmaseuttisena täyteaineena voidaan käyttää hydroksipropyyliselluloosaa, jolla on alhainen substituutioarvo ja jolla voi olla sekä sitovia että hajottavia ominaisuuksia.

Karboksimetyyliselluloosa, englanninkielinen lyhenne CMC, esiintyy yleensä natriumsuolan muodossa. Eetteröintiaine on monokloorietikkahappo, ja reaktio on seuraava:

Karboksimetyyliselluloosa on yleisimmin käytetty vesiliukoinen selluloosaeetteri. Aiemmin sitä käytettiin pääasiassa porausmutana, mutta nyt sitä on laajennettu pesuaineen, vaatelietteen, lateksimaalin, kartongin ja paperin pinnoitteen jne. lisäaineeksi. Puhdasta karboksimetyyliselluloosaa voidaan käyttää elintarvikkeissa, lääketieteessä, kosmetiikassa sekä myös keramiikan ja muottien liimana.

Polyanioninen selluloosa (PAC) on ioninen selluloosaeetteri ja korkealuokkainen karboksimetyyliselluloosan (CMC) korvaava tuote. Se on valkoinen, luonnonvalkoinen tai hieman keltainen jauhe tai rake, myrkytön, mauton, helposti liukeneva veteen muodostamaan läpinäkyvä liuos, jolla on tietty viskositeetti, sillä on parempi lämmönkestävyys ja suolankestävyys sekä vahvat antibakteeriset ominaisuudet. Ei hometta ja heikkenemistä. Sillä on korkea puhtaus, korkea substituutioaste ja substituenttien tasainen jakautuminen. Sitä voidaan käyttää sideaineena, sakeuttajana, reologian modifiointiaineena, nestehäviön vähentäjänä, suspension stabilointiaineena jne. Polyanionista selluloosaa (PAC) käytetään laajalti kaikilla teollisuudenaloilla, joilla CMC:tä voidaan käyttää, mikä voi vähentää annostusta huomattavasti, helpottaa käyttöä, tarjota paremman vakauden ja täyttää korkeammat prosessivaatimukset.

Syanoetyyliselluloosa on selluloosan ja akryylinitriilin reaktiotuote alkalikatalyysin alaisena.

Syanoetyyliselluloosalla on korkea dielektrisyysvakio ja pieni häviökerroin, ja sitä voidaan käyttää hartsimatriisina loiste- ja elektroluminesenssilampuissa. Vähän substituoitua syanoetyyliselluloosaa voidaan käyttää muuntajien eristepaperina.

Korkeampia rasva-alkoholieettereitä, alkenyylieettereitä ja selluloosan aromaattisia alkoholieettereitä on valmistettu, mutta niitä ei ole käytetty käytännössä.

Selluloosaeetterin valmistusmenetelmät voidaan jakaa vesiväliainemenetelmään, liuotinmenetelmään, vaivausmenetelmään, lietemenetelmään, kaasu-kiintoainemenetelmään, nestefaasimenetelmään ja edellä mainittujen menetelmien yhdistelmään.

5. Valmistusperiaate:

Korkean α-selluloosapitoisuuden sisältävä massa liotetaan alkalisella liuoksella sen turpoamiseksi, mikä tuhoaa enemmän vetysidoksia, helpottaa reagenssien diffuusiota ja tuottaa alkalista selluloosaa ja reagoi sitten eetteröintiaineen kanssa selluloosaeetterin saamiseksi. Eetteröiviä aineita ovat hiilivetyhalogenidit (tai sulfaatit), epoksidit ja a- ja p-tyydyttymättömät yhdisteet, joissa on elektronien vastaanottajia.

6. Perussuorituskyky:

Lisäaineet ovat avainasemassa rakennusten kuivalaastin suorituskyvyn parantamisessa, ja ne muodostavat yli 40 % kuivalaastin materiaalikustannuksista. Merkittävä osa kotimaan markkinoilla olevasta sekoituksesta on ulkomaisten valmistajien toimittamia, ja myös tuotteen viiteannoksen toimittaa toimittaja. Tästä johtuen kuivalaastituotteiden hinta pysyy korkeana, ja yleisiä muuraus- ja rappauslaasteja on vaikea popularisoida suurella määrällä ja laajalla valikoimalla. Korkealaatuiset markkinatuotteet ovat ulkomaisten yritysten hallinnassa, ja kuivasekoituslaastin valmistajilla on alhaiset voitot ja huono hinta; sekoitusten soveltamisesta puuttuu systemaattinen ja kohdennettu tutkimus, ja se seuraa sokeasti vieraita kaavoja.

Vettä pidättävä aine on tärkeä lisäaine kuivasekoitetun laastin vedenpidätyskyvyn parantamiseksi, ja se on myös yksi tärkeimmistä lisäaineista kuivasekoitettujen laastimateriaalien kustannusten määrittämisessä. Selluloosaeetterin päätehtävä on vedenpidätys.

Selluloosaeetteri on yleinen termi sarjalle tuotteita, jotka on valmistettu alkalisen selluloosan ja eetteröintiaineen reaktiolla tietyissä olosuhteissa. Alkaliselluloosa korvataan erilaisilla eetteröintiaineilla erilaisten selluloosaeettereiden saamiseksi. Substituenttien ionisaatio-ominaisuuksien mukaan selluloosaeetterit voidaan jakaa kahteen luokkaan: ionisiin (kuten karboksimetyyliselluloosa) ja ei-ionisiin (kuten metyyliselluloosa). Substituentin tyypin mukaan selluloosaeetteri voidaan jakaa monoeetteriin (kuten metyyliselluloosaan) ja sekaeetteriin (kuten hydroksipropyylimetyyliselluloosaan). Eri liukoisuuden mukaan se voidaan jakaa vesiliukoisuuteen (kuten hydroksietyyliselluloosa) ja orgaaniseen liuottimeen (kuten etyyliselluloosa). Kuivasekoitettu laasti on pääosin vesiliukoista selluloosaa, ja vesiliukoinen selluloosa jaetaan pikatyyppiseen ja pintakäsiteltyyn viivästyneeseen liukenemiseen.

Selluloosaeetterin vaikutusmekanismi laastissa on seuraava:

(1) Sen jälkeenselluloosaeetterilaastissa liukenee veteen, pinta-aktiivisuuden ansiosta varmistetaan sementtimäisen materiaalin tehokas ja tasainen jakautuminen järjestelmään ja selluloosaeetteri suojaavana kolloidina "käärii" kiinteät hiukkaset ja sen ulkopinnalle muodostuu voitelukalvokerros, joka tekee laastijärjestelmästä vakaamman ja parantaa myös laastin sulavuutta ja sekoitusprosessin sulavuutta.

(2) Oman molekyylirakenteensa vuoksi selluloosaeetteriliuos tekee laastin kosteudesta vaikean hukata ja vapauttaa sen vähitellen pitkän ajan kuluessa, mikä antaa laastille hyvän vedenpidätyskyvyn ja työstettävyyden.