Soluzione completa per l'industria dell'etere di cellulosa

L'etere di cellulosa (CelluloseEther) è ottenuto dalla cellulosa tramite una reazione di eterificazione con uno o più agenti e successiva macinazione a secco. In base alle diverse strutture chimiche dei sostituenti eterei, gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in eteri anionici, cationici e non ionici. Gli eteri di cellulosa ionici includono principalmente l'etere di carbossimetilcellulosa (CMC); gli eteri di cellulosa non ionici includono principalmente l'etere di metilcellulosa (MC), l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) e l'etere di idrossietilcellulosa. Tra questi rientrano anche l'etere di cloro (HC) e altri. Gli eteri non ionici si dividono in eteri idrosolubili ed eteri liposolubili; questi ultimi sono utilizzati principalmente nei prodotti per malta. In presenza di ioni calcio, l'etere di cellulosa ionico è instabile, pertanto viene raramente utilizzato nei prodotti di malta premiscelata a secco che impiegano cemento, calce spenta, ecc. come materiali leganti. Gli eteri di cellulosa non ionici idrosolubili sono ampiamente utilizzati nell'industria dei materiali da costruzione grazie alla loro stabilità in sospensione e alla capacità di ritenzione idrica.

1. Proprietà chimiche dell'etere di cellulosa

Ogni etere di cellulosa ha la struttura di base della cellulosa: la struttura dell'anidroglucosio. Nel processo di produzione dell'etere di cellulosa, la fibra di cellulosa viene prima riscaldata in una soluzione alcalina e poi trattata con un agente eterificante. Il prodotto di reazione fibroso viene purificato e polverizzato per formare una polvere uniforme di una certa finezza.

Nel processo di produzione della MC, come agente eterificante viene utilizzato solo il cloruro di metile; oltre al cloruro di metile, nella produzione di HPMC viene utilizzato anche l'ossido di propilene per ottenere gruppi sostituenti idrossipropilici. I vari eteri di cellulosa presentano diversi rapporti di sostituzione metilica e idrossipropilica, che influenzano la compatibilità organica e la temperatura di gelificazione termica delle soluzioni di etere di cellulosa.

2. Scenari applicativi dell'etere di cellulosa

L'etere di cellulosa è un polimero semisintetico non ionico, solubile in acqua e solventi. Il suo utilizzo varia a seconda del settore industriale. Ad esempio, nei materiali da costruzione chimici, presenta i seguenti effetti combinati:

①Agente di ritenzione idrica ②Addensante ③Proprietà livellante ④Proprietà filmogena ⑤Legante

Nell'industria del cloruro di polivinile, è un emulsionante e disperdente; nell'industria farmaceutica, è un legante e un materiale strutturale a rilascio lento e controllato, ecc. Poiché la cellulosa possiede una varietà di proprietà composite, il suo campo di applicazione è anche il più esteso. Di seguito ci concentreremo sull'uso e sulla funzione dell'etere di cellulosa in vari materiali da costruzione.

(1) Nella vernice al lattice:

Nell'industria delle vernici al lattice, per la scelta dell'idrossietilcellulosa, la specifica generale a parità di viscosità è RT30000-50000 cps, che corrisponde alla specifica HBR250, e il dosaggio di riferimento è generalmente di circa 1,5‰-2‰. La funzione principale dell'idrossietilcellulosa nelle vernici al lattice è quella di addensare, prevenire la gelificazione del pigmento, favorire la dispersione del pigmento, stabilizzare il lattice e aumentare la viscosità dei componenti, contribuendo così alle prestazioni di livellamento della superficie. L'idrossietilcellulosa è più pratica da usare. Si dissolve sia in acqua fredda che calda e non risente del valore del pH. Può essere utilizzato con tranquillità quando il valore PI è compreso tra 2 e 12. I metodi di utilizzo sono i seguenti: I. Aggiunta diretta in produzione: Per questo metodo, è necessario selezionare l'idrossietilcellulosa a rilascio ritardato e utilizzare l'idrossietilcellulosa con un tempo di dissoluzione superiore a 30 minuti. I passaggi sono i seguenti: ① Mettere in un contenitore dotato di agitatore ad alta velocità. Quantità di acqua pura ② Iniziare ad agitare continuamente a bassa velocità e contemporaneamente aggiungere lentamente l'idrossietilcellulosa alla soluzione in modo uniforme ③ Continuare ad agitare fino a quando tutti i materiali granulari non sono immersi ④ Aggiungere altri additivi e additivi alcalini, ecc. ⑤ Agitare fino a quando tutta la base di idrossietilcellulosa non è completamente disciolta, quindi aggiungere gli altri componenti della formula e macinare fino al prodotto finito. II. Dotato di soluzione madre per uso successivo: Con questo metodo è possibile scegliere la cellulosa istantanea, che ha un effetto antimuffa. Il vantaggio di questo metodo è la maggiore flessibilità e la possibilità di aggiungerlo direttamente alla vernice al lattice. Il metodo di preparazione è lo stesso dei passaggi ①-④. III. Preparare la soluzione per l'uso successivo: Poiché i solventi organici sono solventi scarsi (insolubili) per l'idrossietilcellulosa, questi solventi possono essere utilizzati per preparare la soluzione. I solventi organici più comunemente usati sono i liquidi organici presenti nelle formulazioni delle vernici al lattice, come il glicole etilenico, il glicole propilenico e gli agenti filmogeni (come il butil acetato di dietilenglicole). La soluzione di idrossietilcellulosa può essere aggiunta direttamente alla vernice. Continuare a mescolare fino a completa dissoluzione.

(2) Nello stucco raschiante per pareti:

Attualmente, nella maggior parte delle città del mio paese, lo stucco ecologico resistente all'acqua e all'abrasione è quello più apprezzato. Viene prodotto tramite reazione acetalica tra alcol vinilico e formaldeide. Tuttavia, questo materiale viene gradualmente abbandonato e sostituito da prodotti a base di etere di cellulosa. In altre parole, per lo sviluppo di materiali da costruzione ecocompatibili, la cellulosa è attualmente l'unico materiale disponibile. Lo stucco resistente all'acqua si divide in due tipologie: stucco in polvere e stucco in pasta. Tra queste due tipologie, è preferibile utilizzare metilcellulosa modificata e idrossipropilmetilcellulosa. La viscosità è generalmente compresa tra 30.000 e 60.000 cps. Le principali funzioni della cellulosa nello stucco sono la ritenzione idrica, l'adesione e la lubrificazione. Poiché le formule dello stucco variano a seconda del produttore (alcune contengono calce grigia, calce chiara, cemento bianco, ecc., mentre altre contengono gesso in polvere, calce grigia, calce chiara, ecc.), anche le specifiche, la viscosità e la penetrazione della cellulosa nelle due formule sono diverse. La quantità aggiunta è di circa il 2‰-3‰. Nella costruzione di stucchi per pareti, poiché la superficie di base del muro ha un certo grado di assorbimento d'acqua (il tasso di assorbimento d'acqua di un muro di mattoni è del 13%, mentre quello del calcestruzzo è del 3-5%), unitamente all'evaporazione dall'esterno, se lo stucco perde acqua troppo rapidamente, si formeranno crepe o distacco della polvere, indebolendone la resistenza. Pertanto, l'aggiunta di etere di cellulosa risolve questo problema. Tuttavia, anche la qualità del riempitivo, in particolare la qualità della calce in polvere, è estremamente importante. Grazie all'elevata viscosità della cellulosa, la galleggiabilità dello stucco risulta migliorata, evitando il fenomeno del cedimento durante la lavorazione e rendendo la successiva raschiatura più agevole e meno faticosa. L'aggiunta di etere di cellulosa allo stucco in polvere semplifica la produzione e l'utilizzo. Il riempitivo e gli additivi possono essere miscelati uniformemente nella polvere secca.

(3) Malta di cemento:

Nella malta cementizia, per raggiungere la massima resistenza, il cemento deve essere completamente idratato. Soprattutto nelle costruzioni estive, la malta cementizia perde acqua troppo rapidamente e le misure di idratazione completa, come l'irrigazione continua, comportano uno spreco di risorse e un'operazione scomoda. Il problema principale è che l'acqua rimane solo in superficie, mentre l'idratazione interna è ancora incompleta. La soluzione a questo problema consiste nell'aggiungere alla malta cementizia degli agenti ritentori d'acqua, generalmente idrossipropilmetilcellulosa o metilcellulosa, con una viscosità compresa tra 20.000 e 60.000 cps e una quantità da aggiungere del 2-3%. In questo modo, il tasso di ritenzione idrica può essere aumentato a oltre l'85%. Il metodo di utilizzo nella malta cementizia consiste nel mescolare uniformemente la polvere secca e versarla nell'acqua.

(4) Nel gesso per intonaco, gesso legato, gesso per calafataggio:

Con il rapido sviluppo del settore edile, la domanda di nuovi materiali da costruzione è in costante aumento. Grazie alla crescente consapevolezza ambientale e al continuo miglioramento dell'efficienza costruttiva, i prodotti a base di gesso cementizio si sono sviluppati rapidamente. Attualmente, i prodotti a base di gesso più comuni sono il gesso per intonaco, il gesso legante, il gesso per intarsi e l'adesivo per piastrelle. Il gesso per intonaco è un materiale di alta qualità per l'intonacatura di pareti e soffitti interni. La superficie intonacata con questo prodotto risulta liscia e uniforme. Il nuovo adesivo per pannelli in gesso è un materiale adesivo a base di gesso con l'aggiunta di vari additivi. È adatto per l'incollaggio tra diversi materiali inorganici per pareti. È atossico, inodore, a presa rapida e ad alta resistenza, con un forte potere adesivo, ed è un materiale di supporto per pannelli e blocchi da costruzione. Il sigillante per gesso è un riempitivo per le fessure tra i pannelli di gesso e un prodotto per la riparazione di crepe e fessure nelle pareti. Questi prodotti a base di gesso svolgono una serie di funzioni diverse. Oltre al ruolo del gesso e dei relativi riempitivi, la questione chiave è che gli additivi a base di etere di cellulosa svolgono un ruolo di primo piano. Poiché il gesso si divide in gesso anidro e gesso emiidrato, i diversi tipi di gesso hanno effetti diversi sulle prestazioni del prodotto, quindi l'ispessimento, la ritenzione idrica e il ritardo di presa determinano la qualità dei materiali da costruzione in gesso. Il problema comune di questi materiali è la formazione di vuoti e crepe, e il mancato raggiungimento della resistenza iniziale. Per risolvere questo problema, è necessario scegliere il tipo di cellulosa e il metodo di utilizzo del ritardante di presa. A questo proposito, si sceglie generalmente il metil o l'idrossipropilmetil 30000-60000 cps, con una quantità di aggiunta dell'1,5%-2%. Tra questi, la cellulosa si concentra sulla ritenzione idrica e sul ritardo di presa. Tuttavia, non è possibile affidarsi esclusivamente all'etere di cellulosa come ritardante di presa; è necessario aggiungere un ritardante a base di acido citrico per miscelarlo e utilizzarlo senza compromettere la resistenza iniziale. La ritenzione idrica si riferisce generalmente alla quantità di acqua che si perde naturalmente senza assorbimento esterno. Se la parete è troppo asciutta, l'assorbimento d'acqua e l'evaporazione naturale sulla superficie di base faranno sì che il materiale perda acqua troppo rapidamente, causando anche la formazione di vuoti e crepe. Questo metodo di utilizzo prevede la miscelazione con polvere secca. Se si prepara una soluzione, fare riferimento al metodo di preparazione della soluzione stessa.

(5) Malta isolante termica

La malta isolante è un nuovo tipo di materiale isolante per pareti interne, diffuso nelle regioni settentrionali. Si tratta di un materiale per pareti composto da materiale isolante, malta e legante. In questo materiale, la cellulosa svolge un ruolo chiave nel legame e nell'aumento della resistenza. Generalmente si utilizza metilcellulosa ad alta viscosità (circa 10000 eps), con un dosaggio compreso tra il 2‰ e il 3‰, e il metodo di applicazione è la miscelazione di polveri secche.

(6) agente di interfaccia

Scegliere HPNC 20000cps come agente interfacciale, scegliere 60000cps o superiore per l'adesivo per piastrelle e concentrarsi sull'addensante nell'agente interfacciale, che può migliorare la resistenza alla trazione e la resistenza alle frecce. Utilizzato come agente di ritenzione idrica nell'incollaggio delle piastrelle per evitare che le piastrelle si disidratino troppo rapidamente e si stacchino.

3. Situazione della catena industriale

(1) Industria a monte

Le principali materie prime necessarie per la produzione di etere di cellulosa includono cotone raffinato (o pasta di legno) e alcuni solventi chimici comuni, come ossido di propilene, cloruro di metile, soda caustica liquida, soda caustica, ossido di etilene, toluene e altri materiali ausiliari. Le imprese a monte di questo settore includono aziende di raffinazione del cotone, aziende produttrici di pasta di legno e alcune imprese chimiche. Le fluttuazioni dei prezzi delle suddette materie prime principali avranno un impatto variabile sui costi di produzione e sul prezzo di vendita dell'etere di cellulosa.

Il costo del cotone raffinato è relativamente elevato. Prendendo come esempio l'etere di cellulosa per materiali da costruzione, durante il periodo di riferimento, il costo del cotone raffinato ha rappresentato rispettivamente il 31,74%, il 28,50%, il 26,59% e il 26,90% del costo di vendita dell'etere di cellulosa per materiali da costruzione. La fluttuazione del prezzo del cotone raffinato influisce sul costo di produzione dell'etere di cellulosa. La principale materia prima per la produzione di cotone raffinato è la fibra di cotone. La fibra di cotone è uno dei sottoprodotti del processo di produzione del cotone, utilizzata principalmente per produrre pasta di cotone, cotone raffinato, nitrocellulosa e altri prodotti. Il valore d'uso e l'utilizzo della fibra di cotone e del cotone sono piuttosto diversi, e il suo prezzo è ovviamente inferiore a quello del cotone, ma presenta una certa correlazione con la fluttuazione del prezzo del cotone. Le fluttuazioni del prezzo della fibra di cotone influenzano il prezzo del cotone raffinato.

Le forti fluttuazioni del prezzo del cotone raffinato avranno un impatto di diversa entità sul controllo dei costi di produzione, sulla determinazione dei prezzi dei prodotti e sulla redditività delle imprese di questo settore. Quando il prezzo del cotone raffinato è elevato e quello della pasta di legno è relativamente basso, per ridurre i costi, la pasta di legno può essere utilizzata come sostituto e integratore del cotone raffinato, principalmente per la produzione di eteri di cellulosa a bassa viscosità, come gli eteri di cellulosa per uso farmaceutico e alimentare. Secondo i dati del sito web dell'Ufficio Nazionale di Statistica, nel 2013 la superficie coltivata a cotone in Cina era di 4,35 milioni di ettari e la produzione nazionale di cotone è stata di 6,31 milioni di tonnellate. Secondo le statistiche dell'Associazione Cinese dell'Industria della Cellulosa, nel 2014 la produzione totale di cotone raffinato da parte dei principali produttori nazionali è stata di 332.000 tonnellate e l'offerta di materie prime è abbondante.

Le principali materie prime per la produzione di apparecchiature chimiche in grafite sono l'acciaio e il carbonio grafitico. Il prezzo dell'acciaio e del carbonio grafitico rappresenta una quota relativamente elevata del costo di produzione di tali apparecchiature. Le fluttuazioni di prezzo di queste materie prime avranno un certo impatto sul costo di produzione e sul prezzo di vendita delle apparecchiature chimiche in grafite.

(2) Industria a valle dell'etere di cellulosa

Il "glutammato monosodico industriale", ovvero l'etere di cellulosa, ha una bassa percentuale di etere di cellulosa e un'ampia gamma di applicazioni. Le industrie a valle sono diffuse in tutti i settori dell'economia nazionale.

Normalmente, il settore edile e quello immobiliare a valle hanno un certo impatto sul tasso di crescita della domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione. Quando il settore edile e quello immobiliare nazionali crescono rapidamente, anche la domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione sul mercato interno aumenta rapidamente. Quando il tasso di crescita del settore edile e di quello immobiliare nazionale rallenta, anche il tasso di crescita della domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione sul mercato interno rallenta, il che intensifica la concorrenza in questo settore e accelera il processo di sopravvivenza del più adatto tra le imprese del settore.

Dal 2012, nel contesto del rallentamento del settore edile e immobiliare nazionale, la domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione sul mercato interno non ha subito fluttuazioni significative. I motivi principali sono: 1. Le dimensioni complessive del settore edile e immobiliare nazionale sono considerevoli e la domanda totale del mercato è relativamente elevata; il principale mercato di consumo dell'etere di cellulosa per materiali da costruzione si sta gradualmente espandendo dalle aree economicamente sviluppate e dalle città di primo e secondo livello alle regioni centrali e occidentali e alle città di terzo livello, con conseguente potenziale di crescita della domanda interna e di espansione territoriale; 2. La percentuale di etere di cellulosa aggiunta al costo dei materiali da costruzione è bassa, la quantità utilizzata da un singolo cliente è ridotta e la clientela è dispersa, il che tende a una domanda rigida e la domanda totale nel mercato a valle è relativamente stabile; 3. La variazione del prezzo di mercato è un fattore importante che influenza la variazione della struttura della domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione. Dal 2012, il prezzo di vendita dell'etere di cellulosa per materiali edili è calato drasticamente, causando un forte calo dei prezzi dei prodotti di fascia medio-alta, attirando così un maggior numero di clienti e aumentando la domanda di tali prodotti, riducendo al contempo la domanda e lo spazio di prezzo per i modelli ordinari.

Il grado di sviluppo e il tasso di crescita dell'industria farmaceutica influenzeranno la domanda di etere di cellulosa per uso farmaceutico. Il miglioramento del tenore di vita e lo sviluppo dell'industria alimentare contribuiscono a stimolare la domanda di mercato di etere di cellulosa per uso alimentare.

4. Tendenza di sviluppo dell'etere di cellulosa

A causa delle differenze strutturali nella domanda di mercato dell'etere di cellulosa, possono coesistere aziende con punti di forza e di debolezza differenti. In considerazione dell'evidente differenziazione strutturale della domanda di mercato, i produttori nazionali di etere di cellulosa hanno adottato strategie competitive differenziate basate sui propri punti di forza, e al contempo devono comprendere a fondo le tendenze e le direzioni di sviluppo del mercato.

(1) Garantire la stabilità della qualità del prodotto rimarrà comunque il punto di competizione principale delle imprese di etere di cellulosa

L'etere di cellulosa rappresenta una piccola percentuale dei costi di produzione della maggior parte delle aziende a valle di questo settore, ma ha un grande impatto sulla qualità del prodotto. I gruppi di clienti di fascia medio-alta devono effettuare diverse prove di formulazione prima di utilizzare una determinata marca di etere di cellulosa. Una volta definita una formula stabile, di solito non è facile sostituirla con altre marche e, allo stesso tempo, vengono richiesti standard più elevati in termini di stabilità qualitativa dell'etere di cellulosa. Questo fenomeno è più evidente nei settori di fascia alta, come i grandi produttori di materiali da costruzione nazionali e internazionali, gli eccipienti farmaceutici, gli additivi alimentari e il PVC. Per migliorare la competitività dei prodotti, i produttori devono garantire che la qualità e la stabilità dei diversi lotti di etere di cellulosa forniti si mantengano a lungo, in modo da consolidare una migliore reputazione sul mercato.

(2) Il miglioramento del livello della tecnologia di applicazione del prodotto è la direzione di sviluppo delle imprese nazionali di etere di cellulosa

Con la crescente maturità della tecnologia di produzione dell'etere di cellulosa, un livello più elevato di tecnologia applicativa favorisce il miglioramento della competitività complessiva delle imprese e la creazione di solide relazioni con i clienti. Le aziende leader nel settore dell'etere di cellulosa nei paesi sviluppati adottano principalmente la strategia competitiva "rivolgersi a grandi clienti di fascia alta + sviluppare applicazioni e utilizzi a valle" per sviluppare formule di utilizzo dell'etere di cellulosa e configurare una serie di prodotti in base a diversi campi di applicazione, al fine di facilitarne l'utilizzo da parte dei clienti e coltivare la domanda del mercato a valle. La competizione tra le imprese del settore dell'etere di cellulosa nei paesi sviluppati si è spostata dall'ingresso di nuovi prodotti alla competizione nel campo della tecnologia applicativa.