Целлюлоза эфири - бул табигый целлюлозадан химиялык модификациялоо жолу менен чийки зат катары жасалган синтетикалык полимер. Целлюлоза эфири - табигый целлюлозанын туундусу, целлюлоза эфирин өндүрүү жана синтетикалык полимер айырмаланат, анын эң негизги материалы - целлюлоза, табигый полимер кошулмалары. Табигый целлюлозанын түзүлүшүнүн өзгөчөлүгүнөн улам, целлюлозанын өзү эфирлештирүүчү агент менен реакцияга кирүү жөндөмүнө ээ эмес. Бирок шишик агенти менен иштетилгенден кийин, молекулярдык чынжырлар менен чынжырлар ортосундагы күчтүү суутек байланыштары бузулуп, гидроксил тобунун активдүүлүгү реакцияга жөндөмдүү щелочтуу целлюлозага бөлүнүп чыгып, целлюлоза эфири эфирлештирүүчү агенттин - OH тобунун - OR тобуна реакциясы аркылуу алынган.
Целлюлоза эфирлеринин касиеттери орун басарлардын түрүнө, санына жана таралышына жараша болот. Целлюлоза эфиринин классификациясы орун басарлардын түрүнө, эфирлештирүү даражасына, эригичтигине жана тиешелүү колдонулушуна негизделген. Молекулярдык чынжырдагы орун басарлардын түрүнө жараша аны бир эфир жана аралаш эфир деп бөлүүгө болот. MC адатта бир эфир катары колдонулат, ал эми HPmc аралаш эфир болуп саналат. Метилцеллюлоза эфири MC - бул гидроксил метоксидинин курамындагы табигый целлюлоза глюкоза бирдиги, анын түзүлүш формуласы [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, гидроксипропил метилцеллюлоза эфири HPmc - бул гидроксил метоксидинин курамындагы бирдик, ал гидроксипропил менен алмаштырылган продуктунун дагы бир бөлүгү. Структуралык формуласы [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X жана гидроксиэтил метилцеллюлоза эфири HEmc, ал базарда кеңири колдонулат жана сатылат.
Эригичтиги боюнча иондук жана иондук эмес түрлөргө бөлүүгө болот. Сууда эрүүчү иондук эмес целлюлоза эфири негизинен алкил эфиринен жана гидроксил алкил эфиринен турат. Иондук CMC негизинен синтетикалык жуугуч каражаттарда, текстильде, басмаканада, тамак-аш жана мунайзат өнөр жайында колдонулат. Иондук эмес MC, HPmc, HEmc жана башкалар негизинен курулуш материалдарында, латекс каптоолорунда, медицинада, күнүмдүк химияда жана башка аспектилерде колдонулат. Коюуланткыч, сууну кармап туруучу агент, стабилизатор, диспергатор, пленка пайда кылуучу агент катары колдонулат.
Целлюлоза эфиринин сууну кармоосу
Курулуш материалдарын, айрыкча кургак аралаш эритмени өндүрүүдө целлюлоза эфири алмаштыргыс ролду ойнойт, айрыкча атайын эритмени (модификацияланган эритме) өндүрүүдө анын ажырагыс бөлүгү болуп саналат.
Сууда эрүүчү целлюлоза эфиринин эритмедеги маанилүү ролу негизинен үч аспектке ээ: бири - сууну мыкты кармоо жөндөмү, экинчиси - эритменин консистенциясынын жана тиксотропиясынын таасири, ал эми үчүнчүсү - цемент менен өз ара аракеттенүүсү.
Целлюлоза эфиринин сууда кармалышы гидроскопиялык негизден, эритменин курамынан, эритме катмарынын калыңдыгынан, эритменин сууга болгон муктаждыгынан, конденсация материалынын конденсация убактысынан көз каранды. Целлюлоза эфиринин сууда кармалышы целлюлоза эфиринин өзүнүн эригичтигинен жана суусуздануусунан келип чыгат. Целлюлоза молекулярдык чынжырлары, алардын курамында көп сандаган жогорку гидратталган OH топтору болгону менен, жогорку кристаллдык түзүлүшүнөн улам сууда эрибей турганы белгилүү. Гидроксил топторунун гидратация жөндөмү күчтүү молекулалар аралык суутек байланыштарын жана ван-дер-Ваальс күчтөрүн жабууга жетишсиз. Орун басарлар молекулярдык чынжырчага киргизилгенде, орун басарлар суутек чынжырчасын гана эмес, ошондой эле коңшу чынжырлардын ортосундагы орун басарлардын шыкалып калышынан улам чынжыр аралык суутек байланыштары да үзүлөт. Орун басарлар канчалык чоң болсо, молекулалардын ортосундагы аралык ошончолук чоң болот. Суутек байланышынын бузулушу, целлюлоза торчосунун кеңейиши канчалык чоң болсо, эритме целлюлоза эфирине сууда эрип, жогорку илешкектүүлүк эритмеси пайда болот. Температура жогорулаган сайын полимердин гидратациясы азаят жана чынжырлардын ортосундагы суу сыртка чыгарылат. Кургатуу таасири жетиштүү болгондо, молекулалар агрегациялана баштайт жана гель үч өлчөмдүү тармакта бүктөлөт. Суунун кармалышына таасир этүүчү факторлорго целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү, дозасы, бөлүкчөлөрдүн майдалыгы жана тейлөө температурасы кирет.
Целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү канчалык жогору болсо, сууну кармоо көрсөткүчү, полимер эритмесинин илешкектүүлүгү ошончолук жакшы болот. Полимердин молекулярдык салмагы (полимерленүү даражасы) чынжырдын молекулярдык түзүлүшүнүн узундугу жана морфологиясы менен да аныкталат, ал эми орун басарлардын санынын бөлүштүрүлүшү илешкектүүлүк диапазонуна түздөн-түз таасир этет. [эта] = Km альфа
Полимер эритмелеринин ички илешкектиги
М полимердин молекулярдык салмагы
α полимердин мүнөздөмө константасы
К илешкектүүлүк эритмесинин коэффициенти
Полимер эритмесинин илешкектүүлүгү полимердин молекулярдык салмагына көз каранды. Целлюлоза эфиринин эритмелеринин илешкектүүлүгү жана концентрациясы ар кандай колдонмолорго байланыштуу. Ошондуктан, ар бир целлюлоза эфиринин илешкектүүлүк мүнөздөмөлөрү ар кандай, илешкектүүлүктү жөнгө салуу негизинен щелочтуу целлюлозанын деградациясы, тактап айтканда, целлюлозанын молекулярдык чынжырынын сынышы аркылуу ишке ашат.
Бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө жараша, бөлүкчө канчалык майда болсо, суу ошончолук жакшы кармалат. Целлюлоза эфиринин чоң бөлүкчөлөрү суу менен байланышканда, бети дароо эрип, гель пайда кылып, суу молекулаларынын сиңип кетишине жол бербөө үчүн материалды ороп алат, кээде узак убакыт аралаштырганда бирдей тарай албай, ылайлуу флокуленттик эритме же агломерат пайда болот. Целлюлоза эфиринин эригичтиги целлюлоза эфирин тандоодогу факторлордун бири болуп саналат.
Целлюлоза эфиринин коюуланышы жана тиксотропиясы
Целлюлоза эфиринин экинчи таасири – коюулантуу төмөнкүлөргө көз каранды: целлюлоза эфиринин полимерлешүү даражасы, эритменин концентрациясы, жылышуу ылдамдыгы, температура жана башка шарттар. Эритменин гелдөө касиети алкилцеллюлозага жана анын модификацияланган туундуларына гана тиешелүү. Гелдөө мүнөздөмөлөрү алмаштыруу даражасы, эритменин концентрациясы жана кошулмалар менен байланыштуу. Гидроксил алкилдин модификацияланган туундулары үчүн гелдин касиеттери гидроксил алкилдин модификация даражасы менен да байланыштуу. Төмөн илешкектүүлүктөгү эритме үчүн MC жана HPmc концентрациясында 10%-15% концентрациядагы эритме, орточо илешкектүүлүктөгү MC жана HPmc 5%-10% эритме, ал эми жогорку илешкектүүлүктөгү MC жана HPmc 2%-3% гана эритме даярдалышы мүмкүн жана адатта целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү да 1%-2% эритме менен бааланат. Жогорку молекулярдык салмактагы целлюлоза эфиринин коюуланткычынын эффективдүүлүгү, эритменин концентрациясы бирдей, ар кандай молекулярдык салмактагы полимерлердин илешкектиги, илешкектиги жана молекулярдык салмагы ар кандай, төмөнкүчө туюнтса болот: [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, DPn - жогорку орточо полимерлешүү даражасы. Төмөн молекулярдык салмактагы целлюлоза эфирине максаттуу илешкектикке жетүү үчүн көбүрөөк кошуу керек. Анын илешкектиги кесүү ылдамдыгына азыраак көз каранды, жогорку илешкектикке жетүү үчүн керектүү өлчөмдө азыраак кошуу керек, илешкектик коюулануунун эффективдүүлүгүнө көз каранды. Ошондуктан, белгилүү бир консистенцияга жетүү үчүн белгилүү бир өлчөмдөгү целлюлоза эфири (эритменин концентрациясы) жана эритменин илешкектиги кепилдениши керек. Эритменин гельдешүү температурасы эритменин концентрациясынын жогорулашы менен сызыктуу төмөндөйт жана белгилүү бир концентрацияга жеткенден кийин бөлмө температурасында гельдешүү пайда болот. HPmc бөлмө температурасында жогорку гельдешүү концентрациясына ээ.
Консистенцияны бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн жана ар кандай модификация даражасындагы целлюлоза эфирлерин тандоо менен да тууралоого болот. Модификация деп аталган нерсе - бул MC скелет түзүлүшүнө белгилүү бир деңгээлдеги алмаштыруу менен гидроксил алкил тобун киргизүү. Эки орун басардын салыштырмалуу алмаштыруу маанилерин, башкача айтканда, метокси жана гидроксил топторунун DS жана MS салыштырмалуу алмаштыруу маанилерин өзгөртүү аркылуу. Эки түрдөгү орун басарлардын салыштырмалуу алмаштыруу маанилерин өзгөртүү менен целлюлоза эфиринин ар кандай касиеттери талап кылынат.
консистенция менен модификациянын ортосундагы байланыш. 5-сүрөттө целлюлоза эфирин кошуу эритменин сууну керектөөсүнө таасир этет жана суунун жана цементтин суу менен байланыштыруучу затынын катышын өзгөртөт, бул коюулантуу эффектиси. Доза канчалык жогору болсо, сууну керектөө ошончолук көп болот.
Курулуш материалдарында колдонулган целлюлоза эфирлери муздак сууда тез эрип, системага керектүү консистенцияны бериши керек. Эгерде берилген кесүү ылдамдыгы дагы эле флокуленттүү жана коллоиддик болсо, анда ал сапатсыз же сапатсыз продукт болуп саналат.
Цемент аралашмасынын консистенциясы менен целлюлоза эфиринин дозасынын ортосунда жакшы сызыктуу байланыш бар, целлюлоза эфири эритменин илешкектүүлүгүн бир топ жогорулатат, дозасы канчалык көп болсо, таасири ошончолук айкын болот.
Илешкектүүлүгү жогору целлюлоза эфиринин суу эритмеси жогорку тиксотропияга ээ, бул целлюлоза эфиринин мүнөздөмөлөрүнүн бири. Mc тибиндеги полимерлердин суу эритмелери, адатта, псевдопластикалык, тиксотроптук эмес суюктукка гель температурасынан төмөн, бирок Ньютондун агым касиеттери төмөн жылышуу ылдамдыгында болот. Псевдопластиктүүлүк целлюлоза эфиринин молекулярдык салмагынын же концентрациясынын жогорулашы менен жогорулайт жана алмаштыруучу түрүнө жана даражасына көз каранды эмес. Ошондуктан, бирдей илешкектүүлүк даражасындагы целлюлоза эфирлери, MC, HPmc же HEmc болсун, концентрация жана температура туруктуу бойдон калса, ар дайым бирдей реологиялык касиеттерди көрсөтөт. Температура жогорулаганда, структуралык гель пайда болот жана жогорку тиксотроптук агым пайда болот. Жогорку концентрациядагы жана төмөнкү илешкектүүлүккө ээ целлюлоза эфирлери гель температурасынан төмөн болсо да тиксотропияны көрсөтөт. Бул касиет курулуш эритмесинин курулушуна анын агымын жана агымдын илинүүчү касиетин жөнгө салуу үчүн чоң пайда алып келет. Бул жерде целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү канчалык жогору болсо, сууну кармоо ошончолук жакшы болорун, бирок илешкектүүлүк канчалык жогору болсо, целлюлоза эфиринин салыштырмалуу молекулярдык салмагы ошончолук жогору болорун, анын эригичтигинин төмөндөшүн, бул эритменин концентрациясына жана курулуш көрсөткүчтөрүнө терс таасирин тийгизерин түшүндүрүү керек. Илешкектүүлүк канчалык жогору болсо, эритменин коюулантуу таасири ошончолук айкын болот, бирок бул толук пропорционалдуу байланыш эмес. Илешкектүүлүк бир аз төмөн, бирок нымдуу эритменин структуралык бекемдигин жакшыртууда модификацияланган целлюлоза эфири эң сонун көрсөткүчтөргө ээ, илешкектүүлүктүн жогорулашы менен целлюлоза эфиринин сууну кармоосу жакшырат.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 30-марты