Celluloseether ass e synthetesche Polymer, deen aus natierlecher Cellulose als Rohmaterial duerch chemesch Modifikatioun hiergestallt gëtt. Celluloseether ass en Derivat vun natierlecher Cellulose, an d'Produktioun vu Celluloseether anescht wéi synthetesche Polymeren. Säi Basismaterial ass Cellulose, eng natierlech Polymerverbindung. Wéinst der Besonderheet vun der natierlecher Cellulosestruktur huet d'Cellulose selwer keng Fäegkeet, mat engem Veretherungsmëttel ze reagéieren. No der Behandlung mat engem Schwellmëttel goufen awer déi staark Waasserstoffbindungen tëscht de Molekülketten an de Ketten zerstéiert, an d'Aktivitéit vun der Hydroxylgrupp gouf an d'Alkalizellulose mat Reaktiounsfäegkeet fräigesat, an duerch d'Reaktioun vum Veretherungsmëttel - OH-Grupp - an d'OR-Grupp gouf Celluloseether kritt.
D'Eegeschafte vu Celluloseether hänken vun der Aart, der Zuel an der Verdeelung vun de Substituenten of. D'Klassifikatioun vum Celluloseether baséiert och op der Aart vun de Substituenten, dem Veretherungsgrad, der Léislechkeet an der domat verbonnener Uwendung. Jee no der Aart vun de Substituenten op der molekularer Kette kann en an eenzelnen Ether an e gemëschten Ether opgedeelt ginn. MC gëtt normalerweis als eenzelen Ether benotzt, während HPmc e gemëschten Ether ass. Methylcelluloseether MC ass eng natierlech Cellulose-Glukose-Eenheet um Hydroxyl, déi duerch Methoxid mat der Produktstrukturformel [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X ersat gëtt, Hydroxypropylmethylcelluloseether HPmc ass eng Eenheet um Hydroxyl, déi duerch Methoxid ersat gëtt, an en aneren Deel vum Hydroxypropyl-Ersatzprodukt. D'Strukturformel ass [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X an Hydroxyethylmethylcelluloseether HEmc, deen wäit verbreet a um Maart verkaaft gëtt.
No der Léislechkeet kann een an ionesch an net-ionesch opgedeelt ginn. Waasserléislech net-ionesch Celluloseether besteet haaptsächlech aus Alkylether an Hydroxylalkylether, zwou Zorte vu Varietéiten. Ionesch Cmc gëtt haaptsächlech a syntheteschen Detergenten, Textilindustrie, Dréckerei, Liewensmëttelindustrie a Pëtrolsindustrie benotzt. Net-ionesch MC, HPmc, HEmc an aner gi haaptsächlech a Baumaterialien, Latexbeschichtungen, Medizin, alldeeglecher Chimie an aner Beräicher benotzt. Als Verdickungsmëttel, Waasserretentiounsmëttel, Stabilisator, Dispergéierungsmëttel, Filmbildungsmëttel.
Waasserretentioun duerch Celluloseether
Bei der Produktioun vu Baumaterialien, besonnesch dréchenem gemëschte Mörtel, spillt Celluloseether eng onverzichtbar Roll, besonnesch bei der Produktioun vu Spezialmörtel (modifizéiertem Mörtel), ass en onverzichtbaren Deel.
Déi wichteg Roll vum waasserléisleche Celluloseether am Mörtel huet haaptsächlech dräi Aspekter, eng ass eng exzellent Waasserretentiounsfäegkeet, déi zweet ass den Afloss vun der Mörtelkonsistenz an der Thixotropie, an déi drëtt ass d'Interaktioun mam Zement.
D'Waasserretentioun vum Celluloseether hänkt vun der Hydroskopizitéit, der Zesummesetzung vum Mörtel, der Déckt vum Mörtelschicht, dem Waasserbedarf vum Mörtel an der Kondensatiounszäit vum Kondensatiounsmaterial of. D'Waasserretentioun vum Celluloseether kënnt vun der Léislechkeet an der Dehydratioun vum Celluloseether selwer. Et ass bekannt, datt Cellulosemolekülketten, obwuel se eng grouss Zuel vun héich hydratiséierten OH-Gruppen enthalen, wéinst hirer héichkristalliner Struktur net am Waasser léislech sinn. D'Hydratatiounsfäegkeet vun den Hydroxylgruppen eleng ass net genuch, fir déi staark intermolekular Waasserstoffbindungen an d'Van der Waals-Kräften ze decken. Wann Substituenten an d'Molekülkette agefouert ginn, zerstéieren net nëmmen d'Substituenten d'Waasserstoffkette, mä och d'Waasserstoffbindungen tëscht de Ketten ginn duerch d'Keelung vu Substituenten tëscht Nopeschketten gebrach. Wat méi grouss d'Substituenten sinn, wat méi grouss ass den Ofstand tëscht de Molekülen. Wat méi grouss den Effekt vun der Zerstéierung vun de Waasserstoffbindungen ass, wat d'Expansioun vum Cellulosegitter ass, wat d'Léisung am Celluloseether waasserléislech gëtt, wouduerch eng héichviskos Léisung entsteet. Wann d'Temperatur eropgeet, hëlt d'Hydratatioun vum Polymer of an d'Waasser tëscht de Ketten gëtt erausgedriwwen. Wann den Dehydratiounseffekt ausräichend ass, fänken d'Moleküle un ze aggregéieren an de Gel klappt sech an engem dräidimensionalen Netzwierk aus. Zu de Faktoren, déi d'Waasserretentioun vum Mörtel beaflossen, gehéieren d'Viskositéit vun der Celluloseether, d'Doséierung, d'Partikelfeinheet an d'Benotzungstemperatur.
Wat méi grouss d'Viskositéit vum Celluloseether ass, wat besser d'Waasserretentiounsleistung ass, wat d'Viskositéit vun der Polymerléisung ass. D'Molekulargewiicht (Polymerisatiounsgrad) vum Polymer gëtt och duerch d'Längt an d'Morphologie vun der molekularer Struktur vun der Kette bestëmmt, an d'Verdeelung vun der Unzuel vun de Substituenten beaflosst direkt de Viskositéitsberäich. [eta] = Km alpha
Intrinsesch Viskositéit vu Polymerléisungen
M Polymermolekulargewiicht
α Polymer Charakteristikkonstant
Viskositéitskoeffizient vun der Léisung K
D'Viskositéit vun enger Polymerléisung hänkt vum Molekulargewiicht vum Polymer of. D'Viskositéit an d'Konzentratioun vun de Celluloseetherléisunge si mat verschiddenen Uwendungen verbonnen. Dofir huet all Celluloseether vill verschidde Viskositéitsspezifizéierungen, an d'Viskositéitsreguléierung geschitt och haaptsächlech duerch den Ofbau vun der Alkalizellulose, nämlech d'Broch vun der Cellulosemolekülkette.
Wat d'Partikelgréisst ugeet, wat méi fein d'Partikel ass, wat besser d'Waasserretentioun ass. Grouss Partikelen aus Celluloseether a Kontakt mat Waasser léisen sech direkt op der Uewerfläch op a bilden e Gel, dat d'Material ëmschléisst, fir ze verhënneren, datt d'Waassermoleküle weider andrénge kënnen. Heiansdo kann d'Léisung duerch laang Réieren net gläichméisseg verdeelt ginn, wouduerch eng dreckeg, flockend Léisung oder Agglomerat entsteet. D'Léislechkeet vum Celluloseether ass ee vun de Faktoren fir d'Wiel vu Celluloseether.
Verdickung an Thixotropie vun Celluloseether
Den zweeten Effekt vum Celluloseether – d'Verdickung – hänkt vun: dem Polymerisatiounsgrad vum Celluloseether, der Léisungskonzentratioun, der Schergeschwindegkeet, der Temperatur an aner Konditiounen of. D'Geléierungseigenschaft vun der Léisung ass eenzegaarteg fir Alkylcellulose a seng modifizéiert Derivater. D'Geléierungseigenschaften hänken mam Substitutiounsgrad, der Léisungskonzentratioun an den Zousätz zesummen. Fir Hydroxylalkylmodifizéiert Derivater hänken d'Geleigenschaften och mam Grad vun der Hydroxylalkylmodifikatioun zesummen. Fir d'Léisungskonzentratioun vu gerénger Viskositéit vu MC an HPmc kënnen eng Léisung mat 10%-15% Konzentratioun preparéiert ginn, vu mëttlerer Viskositéit vu MC an HPmc kënnen eng Léisung mat 5%-10% preparéiert ginn an vu héichviskoser MC an HPmc kënnen nëmmen eng Léisung mat 2%-3% preparéiert ginn, an normalerweis gëtt d'Viskositéit vum Celluloseether och duerch eng 1%-2% Léisung bewäert. D'Effizienz vum Verdickungsmëttel fir Celluloseether mat héijem Molekulargewiicht, déiselwecht Konzentratioun vun der Léisung, verschidde Molekulargewiichtspolymere hunn ënnerschiddlech Viskositéiten, Viskositéit a Molekulargewiicht kënnen ausgedréckt ginn wéi follegt: [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn ass den duerchschnëttleche Polymerisatiounsgrad vun héijem. Fir d'Zilviskositéit z'erreechen, muss méi Celluloseether bäigefüügt ginn. Seng Viskositéit hänkt manner vun der Schéiergeschwindegkeet of, fir d'Zilviskositéit z'erreechen, ass d'Quantitéit déi manner bäigefüügt muss ginn, an d'Viskositéit hänkt vun der Verdickungseffizienz of. Dofir muss, fir eng gewëssen Konsistenz z'erreechen, eng gewëssen Quantitéit Celluloseether (Konzentratioun vun der Léisung) an d'Viskositéit vun der Léisung garantéiert ginn. D'Geléierungstemperatur vun der Léisung ass linear mat der Erhéijung vun der Konzentratioun vun der Léisung erofgaang, an d'Geléierung ass bei Raumtemperatur no der Erreeche vun enger gewësser Konzentratioun geschitt. HPmc huet eng héich Geléierungskonzentratioun bei Raumtemperatur.
D'Konsistenz kann och ugepasst ginn andeems d'Partikelgréisst an d'Celluloseether mat verschiddene Modifikatiounsgraden ausgewielt ginn. Déi sougenannt Modifikatioun ass d'Aféierung vun enger Hydroxylalkylgrupp an engem bestëmmte Substitutiounsgrad op der Skelettstruktur vum MC. Duerch d'Ännere vun de relative Substitutiounswäerter vun den zwou Substituenten, dat heescht déi relativ Substitutiounswäerter vum DS an MS vun de Methoxy- an Hydroxylgruppen. Verschidde Eegeschafte vum Celluloseether sinn erfuerderlech andeems d'relativ Substitutiounswäerter vun zwou Zorte vu Substituenten geännert ginn.
D'Bezéiung tëscht Konsistenz a Modifikatioun. An der Figur 5 beaflosst d'Zousätz vu Celluloseether de Waasserverbrauch vum Mörtel a verännert de Waasser-Bindemittelverhältnis vu Waasser a Zement, wat den Verdickungseffekt ass. Wat méi héich d'Doséierung ass, wat méi Waasserverbrauch.
Celluloseether, déi a pulverfërmegen Baumaterialien benotzt ginn, mussen sech séier a kalem Waasser opléisen a fir de System déi richteg Konsistenz suergen. Wann eng bestëmmt Schéiergeschwindegkeet nach ëmmer flokkulent a kolloidal ass, ass et e Produkt vun ënnerduerchschnëttlecher oder schlechter Qualitéit.
Et gëtt och eng gutt linear Bezéiung tëscht der Konsistenz vum Zementschlamm an der Doséierung vum Celluloseether. Celluloseether kann d'Viskositéit vum Mörtel däitlech erhéijen, wat méi grouss d'Doséierung, wat méi offensichtlech den Effekt ass.
Eng wässerlech Léisung vu Celluloseether mat héijer Viskositéit huet eng héich Thixotropie, wat eng vun den Eegeschafte vum Celluloseether ass. Waasserlech Léisunge vu Mc-Typ Polymeren hunn normalerweis pseudoplastesch, net-thixotrop Flëssegkeet ënner hirer Geltemperatur, awer Newtonesch Flëssegkeetseigenschaften bei niddrege Schéiergeschwindegkeeten. D'Pseudoplastizitéit klëmmt mat der Erhéijung vum Molekulargewiicht oder der Konzentratioun vum Celluloseether an ass onofhängeg vum Substituenttyp a Grad. Dofir weisen Celluloseether mat der selwechter Viskositéitsgrad, egal ob MC, HPmc oder HEmc, ëmmer déiselwecht rheologesch Eegeschaften, soulaang d'Konzentratioun an d'Temperatur konstant bleiwen. Wann d'Temperatur eropgeet, gëtt e strukturellt Gel geformt an et trëtt en héije thixotrope Flëssegkeet op. Celluloseether mat héijer Konzentratioun an niddreger Viskositéit weisen Thixotropie och ënner der Geltemperatur op. Dës Eegeschaft ass vu groussem Virdeel fir de Bau vu Baumürtel fir säi Flëssegkeets- an d'Fléisshängeigenschaften unzepassen. Et muss hei erkläert ginn, datt wat méi héich d'Viskositéit vum Celluloseether ass, wat besser d'Waasserretentioun ass, awer wat méi héich d'Viskositéit ass, wat méi héich dat relativ Molekulargewiicht vum Celluloseether ass, wat eng entspriechend Reduktioun vun senger Léislechkeet ass, wat en negativen Afloss op d'Mörtelkonzentratioun an d'Konstruktiounsleistung huet. Wat méi héich d'Viskositéit ass, wat méi offensichtlech ass den Verdickungseffekt vum Mörtel, awer et ass keng komplett proportional Bezéiung. E puer modifizéiert Celluloseether mat gerénger Viskositéit hunn eng méi exzellent Leeschtung fir d'strukturell Stäerkt vum naasse Mörtel ze verbesseren, an d'Waasserretentioun vum Celluloseether gëtt mat der Erhéijung vun der Viskositéit verbessert.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 30. Mäerz 2022