Целлюлозын эфир нь байгалийн целлюлозыг химийн өөрчлөлтөөр түүхий эд болгон гаргаж авсан синтетик полимер юм. Целлюлозын эфир нь байгалийн целлюлозын дериватив бөгөөд целлюлозын эфир үйлдвэрлэхээс ялгаатай нь синтетик полимер нь хамгийн үндсэн материал нь целлюлоз бөгөөд байгалийн полимер нэгдлүүд юм. Байгалийн целлюлозын бүтцийн онцлогоос шалтгаалан целлюлоз нь өөрөө эфиржүүлэгч бодистой урвалд орох чадваргүй байдаг. Гэхдээ хавагнах бодисыг боловсруулсны дараа молекулын гинж ба гинжний хоорондох хүчтэй устөрөгчийн холбоо устаж, гидроксил бүлгийн идэвхжил нь урвалын чадвартай шүлтийн целлюлоз руу ялгарч, эфиржүүлэгч бодис болох OH бүлгийг - OR бүлэг рүү урвалд оруулснаар целлюлозын эфирийг гаргаж авдаг.
Целлюлозын эфирийн шинж чанар нь орлуулагчийн төрөл, тоо, тархалтаас хамаарна. Целлюлозын эфирийн ангилал нь орлуулагчийн төрөл, эфиржилтийн зэрэг, уусах чадвар болон холбогдох хэрэглээнд үндэслэн ангилдаг. Молекулын гинжин хэлхээний орлуулагчийн төрлөөс хамааран дан эфир ба холимог эфир гэж хувааж болно. MC-г ихэвчлэн дан эфир болгон ашигладаг бол HPmc нь холимог эфир юм. Метил целлюлозын эфир MC нь гидроксил дээр суурилсан байгалийн целлюлозын глюкозын нэгж бөгөөд метоксидыг бүтээгдэхүүний бүтцийн томъёогоор орлуулдаг [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, гидроксипропил метил целлюлозын эфир HPmc нь гидроксил дээр суурилсан нэгж бөгөөд метоксидыг орлуулдаг бүтээгдэхүүний нэг хэсэг бөгөөд гидроксипропил орлуулдаг бүтээгдэхүүний өөр нэг хэсэг юм. Бүтцийн томъёо нь [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X ба гидроксиэтил метил целлюлозын эфир HEmc бөгөөд зах зээл дээр өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд худалдаалагддаг.
Уусах чадвараас нь хамааран ионы төрөл ба ион бус төрөлд хувааж болно. Усанд уусдаг ион бус целлюлозын эфир нь голчлон алкил эфир ба гидроксил алкил эфир гэсэн хоёр цувралаас бүрдэнэ. Ионы CMC нь голчлон синтетик угаалгын нунтаг, нэхмэл, хэвлэх, хүнс, газрын тосны олборлолтод ашиглагддаг. Ион бус MC, HPmc, HEmc зэрэг нь барилгын материал, латекс бүрхүүл, анагаах ухаан, өдөр тутмын хими болон бусад салбарт голчлон ашиглагддаг. Өтгөрүүлэгч бодис, ус хадгалах бодис, тогтворжуулагч, тараагч, хальс үүсгэгч бодис болгон ашигладаг.
Целлюлозын эфирийн ус хадгалах чадвар
Барилгын материал, ялангуяа хуурай холимог зуурмаг үйлдвэрлэхэд целлюлозын эфир нь орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэдэг, ялангуяа тусгай зуурмаг (өөрчлөгдсөн зуурмаг) үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай хэсэг юм.
Усанд уусдаг целлюлозын эфирийн зуурмаг дахь чухал үүрэг нь голчлон гурван талтай бөгөөд нэг нь ус хадгалах маш сайн чадвар, хоёрдугаарт, зуурмагийн нягтрал ба тиксотропийн нөлөө, гуравдугаарт, цементтэй харилцан үйлчлэлцэх явдал юм.
Целлюлозын эфирийн ус хадгалах чадвар нь гидроскопийн суурь, зуурмагийн найрлага, зуурмагийн давхаргын зузаан, зуурмагийн усны хэрэгцээ, конденсацийн материалын конденсацийн хугацаанаас хамаарна. Целлюлозын эфирийн ус хадгалах чадвар нь целлюлозын эфирийн өөрийнх нь уусах чадвар болон шингэн алдалтаас үүсдэг. Целлюлозын молекулын гинж нь олон тооны өндөр гидратжуулсан OH бүлгийг агуулдаг боловч өндөр талст бүтэцтэй тул усанд уусдаггүй нь сайн мэдэгдэж байна. Гидроксил бүлгүүдийн гидратжих чадвар нь зөвхөн молекул хоорондын хүчтэй устөрөгчийн холбоо болон ван дер Ваалсын хүчийг нөхөхөд хангалтгүй юм. Орлуулагчдыг молекулын гинжин хэлхээнд оруулахад орлуулагчид нь устөрөгчийн гинжийг устгаад зогсохгүй зэргэлдээ гинжүүдийн хоорондох орлуулагчдын шаантаглалаас болж гинжин хэлхээ хоорондын устөрөгчийн холбоо тасардаг. Орлуулагчид том байх тусам молекулуудын хоорондох зай их байдаг. Устөрөгчийн холбооны устгалын нөлөө, целлюлозын тор тэлэлт их байх тусам целлюлозын эфир дэх уусмал нь усанд уусдаг болж, өндөр зуурамтгай чанар бүхий уусмал үүсдэг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр полимерийн гидратжуулалт буурч, гинж хоорондын ус гадагшилдаг. Усгүйжүүлэх нөлөө хангалттай байх үед молекулууд нэгдэж эхэлдэг бөгөөд гель нь гурван хэмжээст сүлжээнд нугалж эхэлдэг. Зуурмагийн ус хадгалахад нөлөөлдөг хүчин зүйлүүдэд целлюлозын эфирийн зуурамтгай чанар, тун, ширхэгийн нарийн чанар, үйлчилгээний температур орно.
Целлюлозын эфирийн зуурамтгай чанар өндөр байх тусам ус хадгалах чадвар, полимер уусмалын зуурамтгай чанар сайжирна. Полимерийн молекул жин (полимержилтийн зэрэг) нь гинжин хэлхээний молекулын бүтцийн урт ба морфологиор тодорхойлогддог бөгөөд орлуулагчдын тооны тархалт нь зуурамтгай чанарын хязгаарт шууд нөлөөлдөг. [эта] = Km alpha
Полимер уусмалын дотоод зуурамтгай чанар
М полимер молекул жин
α полимерийн шинж чанарын тогтмол
K зуурамтгай чанарын уусмалын коэффициент
Полимер уусмалын зуурамтгай чанар нь полимерийн молекул жингээс хамаарна. Целлюлозын эфирийн уусмалын зуурамтгай чанар ба концентраци нь янз бүрийн хэрэглээтэй холбоотой байдаг. Тиймээс целлюлозын эфир бүр олон төрлийн зуурамтгай чанарын үзүүлэлттэй байдаг бөгөөд зуурамтгай чанарыг зохицуулах нь голчлон шүлтлэг целлюлозын задрал, тухайлбал целлюлозын молекулын гинжин хэлхээний хугаралаар явагддаг.
Бөөмийн хэмжээний хувьд бөөмс нарийн байх тусам усыг сайн хадгалдаг. Целлюлозын эфирийн том хэсгүүд устай харьцахад гадаргуу нь шууд уусаж, гель үүсгэдэг тул усны молекулууд нэвчихээс сэргийлж, материалыг ороож, заримдаа удаан хугацаанд хутгах нь жигд тархаж чадахгүй, шаварлаг флокулент уусмал эсвэл бөөгнөрөл үүсгэдэг. Целлюлозын эфирийн уусах чадвар нь целлюлозын эфирийг сонгох хүчин зүйлсийн нэг юм.
Целлюлозын эфирийн өтгөрүүлэлт ба тиксотропи
Целлюлозын эфирийн хоёр дахь нөлөө - өтгөрүүлэлт нь: целлюлозын эфирийн полимержилтийн зэрэг, уусмалын концентраци, зүсэлтийн хурд, температур болон бусад нөхцөл байдлаас хамаарна. Уусмалын гелжих шинж чанар нь алкил целлюлоз болон түүний өөрчлөгдсөн деривативуудад өвөрмөц байдаг. Гелийн шинж чанар нь орлуулалтын зэрэг, уусмалын концентраци болон нэмэлтүүдтэй холбоотой. Гидроксил алкилийн өөрчлөгдсөн деривативын хувьд гелийн шинж чанар нь гидроксил алкилийн өөрчлөлтийн зэрэгтэй мөн холбоотой байдаг. Бага зуурамтгай чанар бүхий уусмалын концентрацид MC болон HPmc-ийн 10%-15%-ийн концентрацитай уусмал, дунд зуурамтгай чанар бүхий MC болон HPmc-ийн 5%-10%-ийн уусмал, өндөр зуурамтгай чанар бүхий MC болон HPmc-ийн зөвхөн 2%-3%-ийн уусмал бэлтгэж болох бөгөөд ихэвчлэн целлюлозын эфирийн зуурамтгай чанарыг 1%-2%-ийн уусмалаар ангилдаг. Өндөр молекул жинтэй целлюлозын эфирийн өтгөрүүлэгчийн үр ашиг, уусмалын концентраци ижил, өөр өөр молекул жинтэй полимерүүд өөр өөр зуурамтгай чанар, зуурамтгай чанар болон молекул жинтэй байдаг тул дараах байдлаар илэрхийлж болно: [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, DPn нь өндөр молекул жинтэй дундаж полимержилтийн зэрэг юм. Бага молекул жинтэй целлюлозын эфирийг зорилтот зуурамтгай чанарт хүрэхийн тулд илүү ихийг нэмэх шаардлагатай. Түүний зуурамтгай чанар нь зүсэлтийн хурдаас бага хамааралтай, зорилтот зуурамтгай чанарт хүрэхийн тулд өндөр зуурамтгай чанар, бага хэмжээгээр нэмэх шаардлагатай, зуурамтгай чанар нь өтгөрүүлэх үр ашгаас хамаарна. Тиймээс тодорхой нягтралд хүрэхийн тулд тодорхой хэмжээний целлюлозын эфир (уусмалын концентраци) болон уусмалын зуурамтгай чанарыг баталгаажуулах шаардлагатай. Уусмалын гелжилтийн температур нь уусмалын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр шугаман буурч, тодорхой концентрацид хүрсний дараа өрөөний температурт гелжилт үүсдэг. HPmc нь өрөөний температурт гелжилтийн өндөр концентрацитай байдаг.
Мөн янз бүрийн өөрчлөлтийн зэрэгтэй бөөмсийн хэмжээ болон целлюлозын эфирийг сонгосноор тууштай байдлыг тохируулж болно. Өөрчлөлт гэж нэрлэгддэг зүйл бол MC-ийн араг ясны бүтцэд тодорхой хэмжээний орлуулалтаар гидроксил алкил бүлгийг нэвтрүүлэх явдал юм. Хоёр орлуулагчийн харьцангуй орлуулалтын утгыг, өөрөөр хэлбэл метокси ба гидроксил бүлгүүдийн DS ба MS харьцангуй орлуулалтын утгыг өөрчлөх замаар. Хоёр төрлийн орлуулагчийн харьцангуй орлуулалтын утгыг өөрчлөх замаар целлюлозын эфирийн янз бүрийн шинж чанарыг шаарддаг.
тууштай байдал ба өөрчлөлтийн хоорондын хамаарал. Зураг 5-д целлюлозын эфир нэмэх нь зуурмагийн усны хэрэглээнд нөлөөлж, ус ба цементийн ус холбогчийн харьцааг өөрчилдөг бөгөөд энэ нь өтгөрүүлэх нөлөө юм. Тун өндөр байх тусам усны хэрэглээ их байна.
Нунтаг барилгын материалд ашигладаг целлюлозын эфирүүд нь хүйтэн усанд хурдан уусаж, системийг зөв нягтралтай байлгах ёстой. Хэрэв өгөгдсөн хяргах хурд нь хөвсгөр, коллоид хэвээр байвал энэ нь чанар муутай эсвэл чанар муутай бүтээгдэхүүн юм.
Цементийн зуурмагийн нягтрал ба целлюлозын эфирийн тун хоёрын хооронд сайн шугаман хамаарал байдаг бөгөөд целлюлозын эфир нь зуурмагийн зуурамтгай чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг бөгөөд тун нь их байх тусам үр нөлөө нь илүү тодорхой байдаг.
Өндөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн усан уусмал нь өндөр тиксотроп шинж чанартай бөгөөд энэ нь целлюлозын эфирийн шинж чанаруудын нэг юм. Mc төрлийн полимерүүдийн усан уусмалууд нь ихэвчлэн псевдопластик, тиксотроп бус шингэн чанар нь гельний температураас доогуур байдаг боловч бага зүсэлтийн хурдтай үед Ньютоны урсгалын шинж чанартай байдаг. Псевдопластик чанар нь целлюлозын эфирийн молекул жин эсвэл концентраци нэмэгдэхийн хэрээр нэмэгдэж, орлуулагчийн төрөл, зэргээс хамааралгүй байдаг. Тиймээс MC, HPmc эсвэл HEmc гэх мэт ижил зуурамтгай чанарын целлюлозын эфирүүд нь концентраци ба температур тогтмол хэвээр байвал үргэлж ижил реологийн шинж чанарыг харуулдаг. Температур нэмэгдэхэд бүтцийн гель үүсч, өндөр тиксотроп урсгал үүсдэг. Өндөр концентрацитай ба бага зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирүүд нь гельний температураас доогуур ч тиксотроп шинж чанартай байдаг. Энэ шинж чанар нь барилгын зуурмаг барихад урсгалыг тохируулах, урсгалыг өлгөх шинж чанарыг нэмэгдүүлэхэд маш их ашиг тустай байдаг. Целлюлозын эфирийн зуурамтгай чанар өндөр байх тусам ус хадгалах чадвар сайжирдаг боловч зуурамтгай чанар өндөр байх тусам целлюлозын эфирийн харьцангуй молекул жин өндөр байх бөгөөд энэ нь түүний уусах чадвар буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь зуурмагийн концентраци болон барилгын гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлдөг гэдгийг энд тайлбарлах шаардлагатай байна. Зуурамтгай чанар өндөр байх тусам зуурмагийн өтгөрүүлэх нөлөө илүү тодорхой боловч энэ нь бүрэн пропорциональ хамаарал биш юм. Зарим зуурамтгай чанар бага боловч өөрчлөгдсөн целлюлозын эфир нь нойтон зуурмагийн бүтцийн бат бөх чанарыг сайжруулахад илүү сайн гүйцэтгэлтэй байдаг бөгөөд зуурамтгай чанар нэмэгдэхийн хэрээр целлюлозын эфирийн ус хадгалах чадвар сайжирдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 3-р сарын 30