מהו אתר תאית?

אתר תאיתהיא תרכובת פולימר בעלת מבנה אתר עשוי מתאית. כל טבעת גלוקוזיל במקרומולקולת התאית מכילה שלוש קבוצות הידרוקסיל, קבוצת ההידרוקסיל הראשונית על אטום הפחמן השישי, קבוצת ההידרוקסיל המשנית על אטומי הפחמן השני והשלישי, והמימן בקבוצת ההידרוקסיל מוחלף בקבוצת פחמימנים כדי ליצור דברים נגזרות של אתר תאית. זהו מוצר שבו המימן של קבוצת ההידרוקסיל בפולימר התאית מוחלף בקבוצת פחמימנים. תאית היא תרכובת פוליהידרוקסית שאינה מתמוססת ואינה נמסה. לאחר האתריפיקציה, תאית מסיס במים, בתמיסת אלקלית מדוללת ובממס אורגני, ובעלת תרמופלסטיות.

תאית היא תרכובת פוליהידרוקסית שאינה מתמוססת ואינה נמסה. לאחר האתריפיקציה, תאית מסיס במים, בתמיסת אלקלית מדוללת ובממס אורגני, ובעלת תרמופלסטיות.

1. טבע:

המסיסות של תאית לאחר האתריפיקציה משתנה באופן משמעותי. זה יכול להיות מומס במים, חומצה מדוללת, אלקלי מדולל או ממס אורגני. המסיסות תלויה בעיקר בשלושה גורמים: (1) המאפיינים של הקבוצות המוכנסות בתהליך האתריפיקציה, המוכנסות ככל שהקבוצה גדולה יותר, המסיסות נמוכה יותר, וככל שהקוטביות של הקבוצה המוכנסת חזקה יותר, כך קל יותר להמיס את אתר התאית במים; (2) מידת ההחלפה וההפצה של קבוצות etherified במקרומולקולה. ניתן להמיס את רוב אתרי התאית רק במים בדרגה מסוימת של החלפה, ומידת ההחלפה היא בין 0 ל-3; (3) מידת הפילמור של אתר תאית, ככל שדרגת הפילמור גבוהה יותר, כך מסיס פחות; ככל שמידת ההחלפה שניתן להמיס במים נמוכה יותר, כך הטווח רחב יותר. ישנם סוגים רבים של אתרי תאית עם ביצועים מצוינים, והם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות בנייה, מלט, נפט, מזון, טקסטיל, חומרי ניקוי, צבע, רפואה, ייצור נייר ורכיבים אלקטרוניים ותעשיות אחרות.

2. לפתח:

סין היא היצרנית והצרכנית הגדולה בעולם של אתר תאית, עם קצב צמיחה שנתי ממוצע של יותר מ-20%. על פי סטטיסטיקה ראשונית, ישנם כ-50 מפעלי ייצור אתר תאית בסין, כושר הייצור המעוצב של תעשיית אתר תאית עלתה על 400,000 טון, ויש כ-20 מפעלים עם יותר מ-10,000 טון, המופצים בעיקר בשאנדונג, הביי, צ'ונגצ'ינג וג'יאנגסו. , Zhejiang, שנחאי ומקומות אחרים.

3. צריך:

בשנת 2011, כושר הייצור של CMC של סין היה כ-300,000 טון. עם הביקוש הגובר לאתרי תאית באיכות גבוהה בתעשיות כמו רפואה, מזון וכימיקלים יומיומיים, הביקוש המקומי למוצרי אתר תאית אחרים מלבד CMC הולך וגדל. כושר הייצור של MC/HPMC הוא כ-120,000 טון, ושל HEC הוא כ-20,000 טון. PAC עדיין בשלב הקידום והיישום בסין. עם התפתחות שדות נפט גדולים מהחוף ופיתוח תעשיות חומרי בניין, מזון, כימיקלים ואחרות, הכמות והתחום של PAC גדלים ומתרחבים משנה לשנה, עם כושר ייצור של יותר מ-10,000 טון.

4. סיווג:

על פי סיווג המבנה הכימי של תחליפים, ניתן לחלק אותם לאתרים אניוניים, קטיוניים ולא-יוניים. בהתאם לחומר האתריט שבו נעשה שימוש, ישנם תאית מתיל, תאית מתיל הידרוקסיאתיל, תאית קרבוקסימתיל, תאית אתיל, תאית בנזיל, תאית הידרוקסיאתיל, תאית הידרוקסיפרופיל מתיל תאית, תאית ציאנואתיל, תאית בנזיל ציאנואתיל, תאית קרבוקסימטיל הידרוקסיאתיל ותאית פניל ​​אתיל הם תאית מעשיים ועוד.

מתילצלולוזה:

לאחר שהכותנה המעודנת מטופלת באלקלי, אתר תאית מיוצר באמצעות סדרה של תגובות עם מתאן כלוריד כחומר האתרה. בדרך כלל, מידת ההחלפה היא 1.6~2.0, והמסיסות שונה גם עם דרגות החלפה שונות. הוא שייך לאתר תאית לא-יוני.

(1) מתילצלולוזה מסיס במים קרים, ויהיה קשה להמיס אותו במים חמים. התמיסה המימית שלו יציבה מאוד בטווח של pH=3~12. יש לו תאימות טובה עם עמילן, גואר גאם וכו' וחומרי שטח רבים. כאשר הטמפרטורה מגיעה לטמפרטורת הג'ל, מתרחשת ג'לציה.

(2) החזקת המים של מתיל תאית תלויה בכמות התוספת שלו, בצמיגות, בגודל החלקיקים ובקצב הפירוק. בדרך כלל, אם כמות התוספת גדולה, העדינות קטנה והצמיגות גדולה, קצב החזקת המים גבוה. ביניהם, לכמות התוספת יש את ההשפעה הגדולה ביותר על קצב אצירת המים, ורמת הצמיגות אינה פרופורציונלית ישירה לרמת אצירת המים. קצב הפירוק תלוי בעיקר במידת שינוי פני השטח של חלקיקי תאית ובעדינות החלקיקים. בין אתרי התאית הנ"ל, מתיל תאית ותאית הידרוקסיפרופיל מתיל יש שיעורי אחזקת מים גבוהים יותר.

(3) שינויים בטמפרטורה יכולים להשפיע ברצינות על החזקת המים של מתיל תאית. ככלל, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, החזקת המים גרועה יותר. אם טמפרטורת המרגמה עולה על 40 מעלות צלזיוס, אחזקת המים של תאית מתיל תפחת משמעותית, דבר שישפיע באופן רציני על בניית המרגמה.

(4)מתיל תאיתיש השפעה משמעותית על יכולת העבודה והלכידות של טיט. ה"הדבקות" מתייחסת כאן לכוח ההדבקה המורגש בין כלי המוליך של העובד לבין מצע הקיר, כלומר התנגדות הגזירה של המרגמה. כושר ההדבקה גבוה, התנגדות הגזירה של המרגמה גדולה וגם החוזק הנדרש לעובדים בתהליך השימוש גדול וביצועי הבנייה של המרגמה גרועים. הלכידות של מתיל תאית היא ברמה בינונית במוצרי אתר תאית.

Hydroxypropylmethylcellulose:

Hydroxypropyl methylcellulose הוא זן תאית שתפוקתו וצריכתו גדלים במהירות. זהו אתר מעורב תאית לא-יוני העשוי מכותנה מזוקקת לאחר אלקליזציה, תוך שימוש בפרופילן אוקסיד ומתיל כלוריד כחומר מאתריפיקציה, באמצעות סדרה של תגובות. דרגת ההחלפה היא בדרך כלל 1.2~2.0. תכונותיו משתנות בהתאם ליחס בין תכולת המתוקסיל לתכולת הידרוקסיפרופיל.

(1) מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיל מסיס בקלות במים קרים, והוא יתקל בקשיים בהמסה במים חמים. אבל טמפרטורת הג'ל שלו במים חמים גבוהה משמעותית מזו של מתיל תאית. גם המסיסות במים קרים משתפרת מאוד בהשוואה לתאית מתיל.

(2) הצמיגות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה קשורה למשקל המולקולרי שלה, וככל שהמשקל המולקולרי גדול יותר, כך הצמיגות גבוהה יותר. הטמפרטורה משפיעה גם על הצמיגות שלו, ככל שהטמפרטורה עולה, הצמיגות יורדת. עם זאת, השפעת הצמיגות והטמפרטורה הגבוהה שלו נמוכה מזו של מתיל תאית. התמיסה שלו יציבה כאשר היא מאוחסנת בטמפרטורת החדר.

(3) החזקת המים של הידרוקסיפרופיל מתיל-צלולוזה תלויה בכמות ההוספה שלו, בצמיגותו וכו', וקצב החזקת המים שלו באותה כמות הוספה גבוהה מזה של מתיל-צלולוזה.

(4)מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיליציב לחומצה ולאלקלי, והתמיסה המימית שלו יציבה מאוד בטווח של pH=2~12. סודה קאוסטית ומי ליים משפיעים מעט על הביצועים שלו, אבל אלקלי יכול להאיץ את פירוקו ולהגביר מעט את צמיגותו. הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה יציב למלחים נפוצים, אך כאשר ריכוז תמיסת המלח גבוה, הצמיגות של תמיסת מתילצלולוזה הידרוקסיפרופיל נוטה לעלות.

(5) ניתן לערבב Hydroxypropyl methylcellulose עם תרכובות פולימר מסיסות במים ליצירת תמיסה אחידה וצמיגות גבוהה יותר. כגון אלכוהול פוליוויניל, אתר עמילן, מסטיק צמחי וכו '.

(6) להידרוקסיפרופיל מתיל-צלולוזה יש עמידות לאנזימים טובה יותר מאשר מתיל-צלולוזה, ותמיסתה נוטה להתפרק על ידי אנזימים מאשר מתיל-צלולוזה.

(7) ההידבקות של מתילצלולוזה הידרוקסיפרופיל למבנה טיט גבוהה מזו של מתילצלולוזה.

תאית הידרוקסיאתיל:

הוא עשוי מכותנה מעודנת שטופלה באלקלי, והגיבה עם תחמוצת אתילן כחומר מאתר בנוכחות איזופרופנול. מידת ההחלפה שלו היא בדרך כלל 1.5~2.0. יש לו הידרופיליות חזקה וקל לספוג לחות.

(1) תאית הידרוקסיאתיל מסיסה במים קרים, אך קשה להמיס אותה במים חמים. התמיסה שלו יציבה בטמפרטורה גבוהה ללא ג'ל. ניתן להשתמש בו במשך זמן רב בטמפרטורה גבוהה בטיט, אך החזקת המים שלו נמוכה מזו של מתיל תאית.

(2) תאית הידרוקסיאתיל יציבה לחומצה ולאלקלי כללית, ואלקלי יכול להאיץ את פירוקו ולהגביר מעט את צמיגותו. הפיזור שלו במים גרוע במעט מזו של מתיל תאית ו-hydroxypropyl מתיל תאית.

(3) לתאית הידרוקסיאתיל יש ביצועים טובים נגד שקיעה עבור טיט, אך יש לה זמן עיכוב ארוך יותר עבור מלט.

(4) הביצועים של תאית הידרוקסיאתיל המיוצרים על ידי כמה מפעלים מקומיים נמוכים כמובן מאלו של מתיל תאית בשל תכולת המים הגבוהה ותכולת האפר הגבוהה שלו.

(5) הטחב של התמיסה המימית של תאית הידרוקסיאתיל חמור יחסית. בטמפרטורה של כ-40 מעלות צלזיוס עלול להיווצר טחב תוך 3 עד 5 ימים, מה שישפיע על ביצועיו.

תאית קרבוקסימיל:

אתר תאית לוני מיוצר מסיבים טבעיים (כותנה וכו') לאחר טיפול אלקלי, תוך שימוש בנתרן מונוכלורואצטט כחומר מאתר, ועובר סדרה של טיפולי תגובה. מידת ההחלפה היא בדרך כלל 0.4~1.4, והביצועים שלה מושפעים מאוד ממידת ההחלפה.

(1) תאית קרבוקסימטיל היא יותר היגרוסקופית, והיא תכיל יותר מים כאשר היא מאוחסנת בתנאים כלליים.

(2) תמיסה מימית של תאית קרבוקסימטיל אינה מייצרת ג'ל, והצמיגות יורדת עם עליית הטמפרטורה. כאשר הטמפרטורה עולה על 50 מעלות צלזיוס, הצמיגות היא בלתי הפיכה.

(3) היציבות שלו מושפעת מאוד מה-pH. בדרך כלל, ניתן להשתמש בו בטיט על בסיס גבס, אך לא בטיט על בסיס צמנט. כאשר הוא מאוד בסיסי, הוא יאבד צמיגות.

(4) החזקת המים שלו נמוכה בהרבה מתאית תאית. יש לו השפעה מעכבת על טיט מבוסס גבס ומפחית את חוזקו. עם זאת, המחיר של תאית קרבוקסימתיל נמוך משמעותית מזה של מתיל תאית.

תאית אלקיל אתר:

המייצגים הם מתיל תאית ותאית אתיל. בייצור תעשייתי, מתיל כלוריד או אתיל כלוריד משמשים בדרך כלל כחומר מאתריפיקציה, והתגובה היא כדלקמן:

בנוסחה, R מייצג CH3 או C2H5. ריכוז האלקלי לא רק משפיע על מידת האתיפורציה, אלא גם משפיע על צריכת האלידים אלקיל. ככל שריכוז האלקלי נמוך יותר, כך ההידרוליזה של האלקיל הליד חזקה יותר. על מנת להפחית את הצריכה של חומר מאתר, יש להעלות את ריכוז האלקלי. עם זאת, כאשר ריכוז האלקלי גבוה מדי, השפעת ההתפחה של תאית מופחתת, מה שאינה תורמת לתגובת האetherification, ולכן מידת האetherification מופחתת. לצורך כך, ניתן להוסיף לוביה מרוכזת או בור מוצק במהלך התגובה. לכור צריך להיות מתקן ערבוב וקריעה טוב כך שניתן יהיה לפזר את האלקלי בצורה שווה. מתיל תאית נמצא בשימוש נרחב כחומר מעבה, דבק וקולואיד מגן וכו'. זה יכול לשמש גם כחומר מפזר לפולימור אמולסיה, חומר מקשר לזרעים, חומר מרחף טקסטיל, תוסף למזון וקוסמטיקה, דבק רפואי, חומר ציפוי תרופתי, ולשימוש בצבעי לטקס, דיו הדפסה והגבלת זמן הייצור והתערובות הקרמיקה. חוזק וכו'. למוצרי תאית אתיל יש חוזק מכני גבוה, גמישות, עמידות בחום ועמידות בפני קור. תאית אתיל בעלת חילוף נמוך מסיס במים ובתמיסות אלקליות מדוללות, ומוצרים בעלי תחליפים גבוהים מסיסים ברוב הממיסים האורגניים. יש לו תאימות טובה עם שרפים ופלסטיקאים שונים. ניתן להשתמש בו לייצור פלסטיק, סרטים, לכות, דבקים, לטקס וחומרי ציפוי לתרופות וכו'. הכנסת קבוצות הידרוקסיאלקיל לאתרים אלקיל תאית יכולה לשפר את מסיסותו, להפחית את רגישותו להמלחה, להגביר את טמפרטורת הג'ל ולשפר את תכונות ההמסה החמה וכו'. מידת השינוי בתכונות הנ"ל משתנה בהתאם לאופי היחס בין קבוצות ההידרוקסי לאלקיל.

אתר תאית הידרוקסיאלקיל:

המייצגים הם תאית הידרוקסיאתיל ותאית הידרוקסיפרופיל. חומרי האתרה הם אפוקסידים כגון תחמוצת אתילן ופרופילן אוקסיד. השתמש בחומצה או בבסיס כזרז. ייצור תעשייתי הוא להגיב תאית אלקלית עם חומר האטריפיקציה:תאית הידרוקסיאתילעם ערך תחליף גבוה מסיס הן במים קרים והן במים חמים. תאית הידרוקסיפרופיל בעלת ערך תחליף גבוה מסיס רק במים קרים אך לא במים חמים. ניתן להשתמש בתאית הידרוקסיאתיל כחומר מעבה עבור ציפויי לטקס, משחות הדפסה וצביעה של טקסטיל, חומרים לעיבוד נייר, דבקים וקולואידים מגנים. השימוש בתאית הידרוקסיפרופיל דומה לזה של תאית הידרוקסיאתיל. תאית הידרוקסיפרופיל בעלת ערך החלפה נמוך יכולה לשמש כחומר עזר תרופתי, שיכול להיות בעל תכונות מחייבות ומפרקות.

Carboxymethyl cellulose, הקיצור האנגלי CMC, קיים בדרך כלל בצורה של מלח נתרן. הגורם המאפר הוא חומצה מונוכלורואצטית, והתגובה היא כדלקמן:

תאית קרבוקסימטיל היא האתר התאית המסיס במים בשימוש הנפוץ ביותר. בעבר הוא שימש בעיקר כבוץ קידוח, אך כעת הוא הורחב לשימוש כתוסף של חומרי ניקוי, חומרי ניקוי, צבעי לטקס, ציפוי קרטון ונייר וכו'. ניתן להשתמש בתאית קרבוקסימטיל טהורה במזון, תרופות, קוסמטיקה, וגם כדבק לקרמיקה ותבניות.

תאית פוליאניונית (PAC) היא אתר תאית יונית והיא מוצר תחליף מתקדם לתאית קרבוקסימטיל (CMC). זוהי אבקה או גרגיר לבנה, אוף-וויט או מעט צהובה, לא רעילה, חסרת טעם, קלה להמסה במים ליצירת תמיסה שקופה עם צמיגות מסוימת, בעלת יציבות טובה יותר בחום ועמידות למלח, ותכונות אנטיבקטריאליות חזקות. אין טחב והידרדרות. יש לו מאפיינים של טוהר גבוה, דרגת החלפה גבוהה ופיזור אחיד של תחליפים. זה יכול לשמש כחומר מקשר, מעבה, משנה ריאולוגיה, מפחית אובדן נוזלים, מייצב תרחיף וכו'. תאית פוליאניונית (PAC) נמצאת בשימוש נרחב בכל התעשיות בהן ניתן ליישם CMC, מה שיכול להפחית מאוד את המינון, להקל על השימוש, לספק יציבות טובה יותר ולעמוד בדרישות תהליך גבוהות יותר.

תאית ציאנואתיל היא תוצר התגובה של תאית ואקרילוניטריל תחת קטליזה של אלקלי.

לצלולוז ציאנואתיל יש קבוע דיאלקטרי גבוה ומקדם אובדן נמוך והוא יכול לשמש כמטריצת שרף עבור מנורות זרחניות ואלקטרולומינסצנטיות. תאית ציאנואתיל בעלת תחליפים נמוכה יכולה לשמש כנייר בידוד לשנאים.

אתרי אלכוהול שומני גבוה יותר, אתרים אלקניל ואתרים אלכוהול ארומטיים של תאית הוכנו, אך לא נעשה בהם שימוש בפועל.

ניתן לחלק את שיטות ההכנה של אתר תאית לשיטת מדיום מים, שיטת ממס, שיטת לישה, שיטת תרחיץ, שיטת גז מוצק, שיטת פאזה נוזלית ושילוב השיטות הנ"ל.

5. עקרון ההכנה:

עיסת ה-α-צלולוזה הגבוהה ספוג בתמיסה אלקלית כדי להתפיח אותה כדי להרוס יותר קשרי מימן, להקל על דיפוזיה של ריאגנטים וליצור תאית אלקלית, ולאחר מכן להגיב עם חומר מאתר כדי להשיג אתר תאית. חומרים מאתרים כוללים הלידים פחמימנים (או סולפטים), אפוקסידים ותרכובות בלתי רוויות α ו-β עם קולטני אלקטרונים.

6. ביצועים בסיסיים:

לתערובות תפקיד מרכזי בשיפור הביצועים של בניית טיט מעורב יבש, ומהווים יותר מ-40% מעלות החומר בטיט מעורב יבש. חלק ניכר מהתערובת בשוק המקומי מסופק על ידי יצרנים זרים, ומינון הייחוס של המוצר מסופק גם על ידי הספק. כתוצאה מכך, עלות מוצרי הטיט המעורבבים היבשים נותרה גבוהה, וקשה לייחד חומרי בנייה וטיח נפוצים בכמות גדולה ובמגוון רחב. מוצרי שוק יוקרתיים נשלטים על ידי חברות זרות, וליצרני טיט מעורבב יבש יש רווחים נמוכים ומחיר נמוך. היישום של תערובות חסר מחקר שיטתי וממוקד, ועוקב באופן עיוור אחר נוסחאות זרות.

חומר שומר מים הוא תערובת מרכזית לשיפור ביצועי החזקת המים של טיט מעורב יבש, והוא גם אחד התערובות העיקריות לקביעת העלות של חומרי טיט מעורבב יבש. התפקיד העיקרי של אתר תאית הוא אחזקת מים.

אתר תאית הוא כינוי כללי לסדרה של מוצרים המיוצרים על ידי תגובה של תאית אלקלית וחומר מאתר בתנאים מסוימים. תאית אלקלית מוחלפת בחומרים מאתרים שונים כדי להשיג אתרים תאית שונים. על פי תכונות היינון של תחליפים, ניתן לחלק את אתרי תאית לשתי קטגוריות: יונית (כגון תאית קרבוקסימטיל) ולא יונית (כגון מתיל תאית). על פי סוג התחליף, ניתן לחלק את אתר תאית למונו-אתר (כגון מתיל תאית) ולאתר מעורב (כגון הידרוקסיפרופיל מתיל תאית). על פי מסיסות שונה, ניתן לחלק אותו למסיסות מים (כגון תאית הידרוקסיאתיל) ומסיסות ממס אורגנית (כגון אתיל תאית). טיט מעורב יבש הוא בעיקר תאית מסיסה במים, ותאית מסיסה במים מחולקת לסוג מיידי ולסוג פירוק מושהה שטופל על פני השטח.

מנגנון הפעולה של אתר תאית במרגמה הוא כדלקמן:

(1) לאחר האתר תאיתבטיט מומס במים, מובטחת פיזור יעיל ואחיד של החומר הצמנטי במערכת בגלל פעילות פני השטח, ואתר התאית, כקולואיד מגן, "עוטף" את החלקיקים המוצקים ונוצרת שכבת סרט סיכה על פני השטח החיצוניים שלו, מה שהופך את מערכת הטיט ליציבה יותר, וגם משפר את תהליך הבנייה של הטיט ומשפר את יציבות הבנייה של הטיט.

(2) בשל המבנה המולקולרי שלה, תמיסת האתר של תאית הופכת את הלחות בטיט לא קלה לאיבוד, ומשחררת אותה בהדרגה לאורך תקופה ארוכה, מה שמקנה למרגמה אחזקת מים ויכולת עבודה טובה.