Eter selulosaialah sebatian polimer dengan struktur eter yang diperbuat daripada selulosa. Setiap cincin glukosil dalam makromolekul selulosa mengandungi tiga kumpulan hidroksil, kumpulan hidroksil primer pada atom karbon keenam, kumpulan hidroksil sekunder pada atom karbon kedua dan ketiga, dan hidrogen dalam kumpulan hidroksil digantikan oleh kumpulan hidrokarbon untuk menghasilkan derivatif eter selulosa. Ia adalah produk di mana hidrogen kumpulan hidroksil dalam polimer selulosa digantikan oleh kumpulan hidrokarbon. Selulosa ialah sebatian polimer polihidroksi yang tidak larut mahupun cair. Selepas pengeteran, selulosa larut dalam air, larutan alkali cair dan pelarut organik, dan mempunyai termoplastikiti.
Selulosa ialah sebatian polimer polihidroksi yang tidak larut mahupun cair. Selepas pengeteran, selulosa larut dalam air, larutan alkali cair dan pelarut organik, dan mempunyai termoplastik.
1. Alam Semula Jadi：
Keterlarutan selulosa selepas pengeteran berubah dengan ketara. Ia boleh dilarutkan dalam air, asid cair, alkali cair atau pelarut organik. Keterlarutan bergantung terutamanya kepada tiga faktor: (1) Ciri-ciri kumpulan yang diperkenalkan dalam proses pengeteran, semakin besar kumpulan, semakin rendah keterlarutan, dan semakin kuat kekutuban kumpulan yang diperkenalkan, semakin mudah eter selulosa larut dalam air; (2) Tahap penggantian dan taburan kumpulan yang dieterkan dalam makromolekul. Kebanyakan eter selulosa hanya boleh dilarutkan dalam air di bawah tahap penggantian tertentu, dan tahap penggantian adalah antara 0 dan 3; (3) Tahap pempolimeran eter selulosa, semakin tinggi tahap pempolimeran, semakin kurang larut; Semakin rendah tahap penggantian yang boleh dilarutkan dalam air, semakin luas julatnya. Terdapat banyak jenis eter selulosa dengan prestasi yang sangat baik, dan ia digunakan secara meluas dalam pembinaan, simen, petroleum, makanan, tekstil, detergen, cat, perubatan, pembuatan kertas dan komponen elektronik serta industri lain.
2. Membangunkan：
China merupakan pengeluar dan pengguna selulosa eter terbesar di dunia, dengan kadar pertumbuhan tahunan purata lebih daripada 20%. Menurut statistik awal, terdapat kira-kira 50 perusahaan pengeluaran selulosa eter di China, kapasiti pengeluaran yang direka bentuk untuk industri selulosa eter telah melebihi 400,000 tan, dan terdapat kira-kira 20 perusahaan dengan lebih daripada 10,000 tan, kebanyakannya diedarkan di Shandong, Hebei, Chongqing dan Jiangsu, Zhejiang, Shanghai dan tempat-tempat lain.
3. Perlu：
Pada tahun 2011, kapasiti pengeluaran CMC China adalah kira-kira 300,000 tan. Dengan permintaan yang semakin meningkat untuk eter selulosa berkualiti tinggi dalam industri seperti perubatan, makanan, dan bahan kimia harian, permintaan domestik untuk produk eter selulosa lain selain CMC semakin meningkat. , kapasiti pengeluaran MC/HPMC adalah kira-kira 120,000 tan, dan HEC adalah kira-kira 20,000 tan. PAC masih dalam peringkat promosi dan aplikasi di China. Dengan pembangunan medan minyak luar pesisir yang besar dan pembangunan bahan binaan, makanan, kimia dan industri lain, jumlah dan medan PAC semakin meningkat dan berkembang tahun demi tahun, dengan kapasiti pengeluaran lebih daripada 10,000 tan.
4. Pengelasan：
Mengikut pengelasan struktur kimia substituen, ia boleh dibahagikan kepada eter anionik, kationik dan bukan ionik. Bergantung pada agen pengeteran yang digunakan, terdapat metil selulosa, hidroksietil metil selulosa, karboksimetil selulosa, etil selulosa, benzil selulosa, hidroksietil selulosa, hidroksipropil metil selulosa, sianoetil selulosa, benzil sianoetil selulosa, karboksimetil hidroksietil selulosa dan fenil selulosa, dan sebagainya. Metil selulosa dan etil selulosa lebih praktikal.
Metilselulosa：
Selepas kapas halus dirawat dengan alkali, eter selulosa dihasilkan melalui satu siri tindak balas dengan metana klorida sebagai agen eterifikasi. Secara amnya, tahap penggantian ialah 1.6~2.0, dan keterlarutannya juga berbeza dengan darjah penggantian yang berbeza. Ia tergolong dalam eter selulosa bukan ionik.
(1) Metilselulosa larut dalam air sejuk, dan ia akan sukar untuk larut dalam air panas. Larutan akueusnya sangat stabil dalam julat pH=3~12. Ia mempunyai keserasian yang baik dengan kanji, gam guar, dll. dan banyak surfaktan. Apabila suhu mencapai suhu gelasi, gelasi berlaku.
(2) Pengekalan air metil selulosa bergantung pada jumlah penambahan, kelikatan, saiz zarah dan kadar pembubarannya. Secara amnya, jika jumlah penambahan besar, kehalusannya kecil, dan kelikatannya besar, kadar pengekalan airnya tinggi. Antaranya, jumlah penambahan mempunyai kesan terbesar terhadap kadar pengekalan air, dan tahap kelikatan tidak berkadar terus dengan tahap kadar pengekalan air. Kadar pembubaran terutamanya bergantung pada tahap pengubahsuaian permukaan zarah selulosa dan kehalusan zarah. Antara eter selulosa di atas, metil selulosa dan hidroksipropil metil selulosa mempunyai kadar pengekalan air yang lebih tinggi.
(3) Perubahan suhu boleh menjejaskan pengekalan air metil selulosa dengan serius. Secara amnya, semakin tinggi suhu, semakin teruk pengekalan air. Jika suhu mortar melebihi 40°C, pengekalan air metil selulosa akan berkurangan dengan ketara, seterusnya menjejaskan pembinaan mortar dengan serius.
(4)Metil selulosamempunyai kesan yang ketara terhadap kebolehkerjaan dan kepaduan mortar. "Kelekatan" di sini merujuk kepada daya ikatan yang dirasai antara alat aplikator pekerja dan substrat dinding, iaitu rintangan ricih mortar. Kelekatannya tinggi, rintangan ricih mortar adalah besar, dan kekuatan yang diperlukan oleh pekerja dalam proses penggunaan juga besar, dan prestasi pembinaan mortar adalah lemah. Kepaduan metil selulosa berada pada tahap sederhana dalam produk eter selulosa.
Hydroxypropylmethylcellulose：
Hidroksipropil metilselulosa ialah sejenis selulosa yang output dan penggunaannya meningkat dengan pesat. Ia merupakan eter campuran selulosa bukan ionik yang diperbuat daripada kapas halus selepas pengalkilan, menggunakan propilena oksida dan metil klorida sebagai agen pengeterifikasi, melalui beberapa siri tindak balas. Tahap penggantian secara amnya ialah 1.2~2.0. Sifatnya berbeza-beza bergantung pada nisbah kandungan metoksil kepada kandungan hidroksipropil.
(1) Hidroksipropil metilselulosa mudah larut dalam air sejuk, dan ia akan menghadapi kesukaran untuk larut dalam air panas. Tetapi suhu gelasinya dalam air panas jauh lebih tinggi daripada metil selulosa. Keterlarutan dalam air sejuk juga jauh lebih baik berbanding metil selulosa.
(2) Kelikatan hidroksipropil metilselulosa berkaitan dengan berat molekulnya, dan semakin besar berat molekulnya, semakin tinggi kelikatannya. Suhu juga mempengaruhi kelikatannya, apabila suhu meningkat, kelikatannya berkurangan. Walau bagaimanapun, pengaruh kelikatan dan suhunya yang tinggi adalah lebih rendah daripada metil selulosa. Larutannya stabil apabila disimpan pada suhu bilik.
(3) Pengekalan air hidroksipropil metilselulosa bergantung pada jumlah penambahan, kelikatan, dan sebagainya, dan kadar pengekalan airnya di bawah jumlah penambahan yang sama adalah lebih tinggi daripada metil selulosa.
(4)Hidroksipropil metilselulosastabil terhadap asid dan alkali, dan larutan akueusnya sangat stabil dalam julat pH=2~12. Soda kaustik dan air kapur mempunyai sedikit kesan terhadap prestasinya, tetapi alkali boleh mempercepatkan pelarutannya dan sedikit meningkatkan kelikatannya. Hidroksipropil metilselulosa stabil terhadap garam biasa, tetapi apabila kepekatan larutan garam tinggi, kelikatan larutan hidroksipropil metilselulosa cenderung meningkat.
(5) Hidroksipropil metilselulosa boleh dicampurkan dengan sebatian polimer larut air untuk membentuk larutan yang seragam dan berkelikatan lebih tinggi. Seperti alkohol polivinil, eter kanji, gam sayur, dan sebagainya.
(6) Hidroksipropil metilselulosa mempunyai rintangan enzim yang lebih baik daripada metilselulosa, dan larutannya kurang berkemungkinan terdegradasi oleh enzim berbanding metilselulosa.
(7) Lekatan hidroksipropil metilselulosa pada binaan mortar adalah lebih tinggi berbanding metilselulosa.
Hidroksietil selulosa：
Ia diperbuat daripada kapas halus yang dirawat dengan alkali, dan bertindak balas dengan etilena oksida sebagai agen pengeter dengan kehadiran isopropanol. Darjah penggantiannya secara amnya 1.5~2.0. Ia mempunyai hidrofilik yang kuat dan mudah menyerap kelembapan.
(1) Hidroksietil selulosa larut dalam air sejuk, tetapi sukar untuk larut dalam air panas. Larutannya stabil pada suhu tinggi tanpa membentuk gel. Ia boleh digunakan untuk jangka masa yang lama di bawah suhu tinggi dalam mortar, tetapi pengekalan airnya lebih rendah daripada metil selulosa.
(2) Hidroksietil selulosa stabil terhadap asid dan alkali umum, dan alkali boleh mempercepatkan pembubarannya dan meningkatkan sedikit kelikatannya. Keterlarutannya dalam air sedikit lebih teruk berbanding metil selulosa dan hidroksipropil metil selulosa.
(3) Hidroksietil selulosa mempunyai prestasi anti-kendur yang baik untuk mortar, tetapi ia mempunyai masa perencat yang lebih lama untuk simen.
(4) Prestasi hidroksietil selulosa yang dihasilkan oleh sesetengah perusahaan domestik jelas lebih rendah daripada metil selulosa kerana kandungan air dan abunya yang tinggi.
(5) Kulat larutan akueus hidroksietil selulosa agak serius. Pada suhu kira-kira 40°C, kulat mungkin berlaku dalam masa 3 hingga 5 hari, yang akan menjejaskan prestasinya.
Karboksimetil selulosa：
Eter selulosa ionik diperbuat daripada gentian semula jadi (kapas, dll.) selepas rawatan alkali, menggunakan natrium monokloroasetat sebagai agen eterifikasi, dan menjalani beberapa siri rawatan tindak balas. Tahap penggantian secara amnya adalah 0.4 ~ 1.4, dan prestasinya sangat dipengaruhi oleh tahap penggantian.
(1) Karboksimetil selulosa lebih higroskopik, dan ia akan mengandungi lebih banyak air apabila disimpan dalam keadaan umum.
(2) Larutan akueus karboksimetil selulosa tidak menghasilkan gel, dan kelikatannya berkurangan dengan peningkatan suhu. Apabila suhu melebihi 50°C, kelikatannya tidak dapat dipulihkan.
(3) Kestabilannya banyak dipengaruhi oleh pH. Secara amnya, ia boleh digunakan dalam mortar berasaskan gipsum, tetapi tidak dalam mortar berasaskan simen. Apabila sangat beralkali, ia akan kehilangan kelikatan.
(4) Pengekalan airnya jauh lebih rendah daripada metil selulosa. Ia mempunyai kesan perencat pada mortar berasaskan gipsum dan mengurangkan kekuatannya. Walau bagaimanapun, harga karboksimetil selulosa jauh lebih rendah daripada metil selulosa.
Alkil Eter Selulosa：
Yang mewakilinya ialah metil selulosa dan etil selulosa. Dalam pengeluaran perindustrian, metil klorida atau etil klorida biasanya digunakan sebagai agen pengeteran, dan tindak balasnya adalah seperti berikut:
Dalam formula, R mewakili CH3 atau C2H5. Kepekatan alkali bukan sahaja mempengaruhi tahap eterifikasi, tetapi juga mempengaruhi penggunaan alkil halida. Semakin rendah kepekatan alkali, semakin kuat hidrolisis alkil halida. Untuk mengurangkan penggunaan agen eterifikasi, kepekatan alkali mesti ditingkatkan. Walau bagaimanapun, apabila kepekatan alkali terlalu tinggi, kesan pembengkakan selulosa berkurangan, yang tidak kondusif untuk tindak balas eterifikasi, dan oleh itu tahap eterifikasi berkurangan. Untuk tujuan ini, alkali pekat atau alkali pepejal boleh ditambah semasa tindak balas. Reaktor harus mempunyai peranti pengacau dan pengoyakan yang baik supaya alkali dapat diagihkan secara sekata. Metil selulosa digunakan secara meluas sebagai pemekat, pelekat dan koloid pelindung dan sebagainya. Ia juga boleh digunakan sebagai dispersan untuk pempolimeran emulsi, dispersan pengikat untuk biji benih, buburan tekstil, bahan tambahan untuk makanan dan kosmetik, pelekat perubatan, bahan salutan ubat, dan digunakan dalam cat lateks, dakwat percetakan, pengeluaran seramik, dan dicampurkan ke dalam simen. Digunakan untuk mengawal masa penetapan dan meningkatkan kekuatan awal, dan sebagainya. Produk etil selulosa mempunyai kekuatan mekanikal, fleksibiliti, rintangan haba dan rintangan sejuk yang tinggi. Etil selulosa bergantian rendah larut dalam air dan larutan alkali cair, dan produk bergantian tinggi larut dalam kebanyakan pelarut organik. Ia mempunyai keserasian yang baik dengan pelbagai resin dan pemplastik. Ia boleh digunakan untuk membuat plastik, filem, varnis, pelekat, lateks dan bahan salutan untuk ubat-ubatan, dan sebagainya. Pengenalan kumpulan hidroksialkil ke dalam eter alkil selulosa boleh meningkatkan keterlarutannya, mengurangkan kepekaannya terhadap pengasinan, meningkatkan suhu gelasi dan meningkatkan sifat leburan panas, dan sebagainya. Tahap perubahan dalam sifat-sifat di atas berbeza-beza mengikut sifat substituen dan nisbah kumpulan alkil kepada kumpulan hidroksialkil.
Eter Hidroksialkil Selulosa：
Agen pengeter yang mewakilinya ialah hidroksietil selulosa dan hidroksipropil selulosa. Agen pengeter adalah epoksida seperti etilena oksida dan propilena oksida. Gunakan asid atau bes sebagai mangkin. Pengeluaran perindustrian adalah untuk bertindak balas selulosa alkali dengan agen pengeter:hidroksietil selulosadengan nilai penggantian yang tinggi larut dalam air sejuk dan air panas. Hidroksipropil selulosa dengan nilai penggantian yang tinggi hanya larut dalam air sejuk tetapi tidak dalam air panas. Hidroksietil selulosa boleh digunakan sebagai pemekat untuk salutan lateks, pes percetakan dan pencelupan tekstil, bahan pensaizan kertas, pelekat dan koloid pelindung. Penggunaan hidroksipropil selulosa adalah serupa dengan hidroksietil selulosa. Hidroksipropil selulosa dengan nilai penggantian yang rendah boleh digunakan sebagai eksipien farmaseutikal, yang boleh mempunyai sifat pengikat dan pembusukan.
Karboksimetil selulosa, singkatan bahasa Inggeris CMC, secara amnya wujud dalam bentuk garam natrium. Agen pengeter ialah asid monokloroasetik, dan tindak balasnya adalah seperti berikut:
Karboksimetil selulosa ialah eter selulosa larut air yang paling banyak digunakan. Pada masa lalu, ia digunakan terutamanya sebagai lumpur penggerudian, tetapi kini ia telah diperluaskan untuk digunakan sebagai bahan tambahan detergen, buburan pakaian, cat lateks, salutan kadbod dan kertas, dan sebagainya. Karboksimetil selulosa tulen boleh digunakan dalam makanan, ubat-ubatan, kosmetik, dan juga sebagai pelekat untuk seramik dan acuan.
Selulosa polianionik (PAC) ialah eter selulosa ionik dan merupakan produk pengganti mewah untuk karboksimetil selulosa (CMC). Ia adalah serbuk atau granul putih, putih pudar atau sedikit kuning, tidak toksik, tawar, mudah larut dalam air untuk membentuk larutan lutsinar dengan kelikatan tertentu, mempunyai kestabilan rintangan haba dan garam yang lebih baik, dan sifat antibakteria yang kuat. Tiada cendawan dan kerosakan. Ia mempunyai ciri-ciri ketulenan tinggi, tahap penggantian yang tinggi, dan taburan substituen yang seragam. Ia boleh digunakan sebagai pengikat, pemekat, pengubah reologi, pengurang kehilangan bendalir, penstabil suspensi, dan sebagainya. Selulosa polianionik (PAC) digunakan secara meluas dalam semua industri di mana CMC boleh digunakan, yang boleh mengurangkan dos dengan ketara, memudahkan penggunaan, memberikan kestabilan yang lebih baik dan memenuhi keperluan proses yang lebih tinggi.
Sianoetil selulosa ialah hasil tindak balas selulosa dan akrilonitril di bawah pemangkinan alkali.
Selulosa sianoetil mempunyai pemalar dielektrik yang tinggi dan pekali kehilangan yang rendah dan boleh digunakan sebagai matriks resin untuk lampu fosfor dan elektroluminesen. Selulosa sianoetil bergantian rendah boleh digunakan sebagai kertas penebat untuk transformer.
Eter alkohol berlemak tinggi, eter alkenil, dan eter alkohol aromatik selulosa telah disediakan, tetapi belum digunakan dalam praktik.
Kaedah penyediaan eter selulosa boleh dibahagikan kepada kaedah medium air, kaedah pelarut, kaedah menguli, kaedah buburan, kaedah gas-pepejal, kaedah fasa cecair dan gabungan kaedah di atas.
5. Prinsip penyediaan:
Pulpa α-selulosa yang tinggi direndam dengan larutan alkali untuk membengkakkannya bagi memusnahkan lebih banyak ikatan hidrogen, memudahkan penyebaran reagen dan menghasilkan selulosa alkali, dan kemudian bertindak balas dengan agen pengeteran untuk mendapatkan eter selulosa. Agen pengeteran termasuk hidrokarbon halida (atau sulfat), epoksida, dan sebatian tak tepu α dan β dengan penerima elektron.
6. Prestasi asas:
Bahan tambah memainkan peranan penting dalam meningkatkan prestasi pembinaan mortar campuran kering, dan menyumbang lebih daripada 40% daripada kos bahan dalam mortar campuran kering. Sebahagian besar bahan tambah di pasaran domestik dibekalkan oleh pengeluar asing, dan dos rujukan produk juga disediakan oleh pembekal. Akibatnya, kos produk mortar campuran kering kekal tinggi, dan sukar untuk mempopularkan mortar batu dan plaster biasa dengan jumlah yang besar dan pelbagai. Produk pasaran mewah dikawal oleh syarikat asing, dan pengeluar mortar campuran kering mempunyai keuntungan yang rendah dan kemampuan harga yang rendah; penggunaan bahan tambah kekurangan penyelidikan yang sistematik dan disasarkan, dan secara membuta tuli mengikuti formula asing.
Agen penahan air merupakan bahan tambahan utama untuk meningkatkan prestasi penahan air mortar campuran kering, dan ia juga merupakan salah satu bahan tambahan utama untuk menentukan kos bahan mortar campuran kering. Fungsi utama eter selulosa ialah penahan air.
Eter selulosa ialah istilah umum untuk satu siri produk yang dihasilkan melalui tindak balas selulosa alkali dan agen pengeter di bawah keadaan tertentu. Selulosa alkali digantikan dengan agen pengeter yang berbeza untuk mendapatkan eter selulosa yang berbeza. Mengikut sifat pengionan substituen, eter selulosa boleh dibahagikan kepada dua kategori: ionik (seperti karboksimetil selulosa) dan nonionik (seperti metil selulosa). Mengikut jenis substituen, eter selulosa boleh dibahagikan kepada monoeter (seperti metil selulosa) dan eter campuran (seperti hidroksipropil metil selulosa). Mengikut keterlarutan yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada keterlarutan air (seperti hidroksietil selulosa) dan keterlarutan pelarut organik (seperti etil selulosa). Mortar campuran kering terutamanya selulosa larut air, dan selulosa larut air dibahagikan kepada jenis segera dan jenis pelarutan tertunda yang dirawat permukaan.
Mekanisme tindakan selulosa eter dalam mortar adalah seperti berikut:
(1) Selepaseter selulosaApabila mortar dilarutkan dalam air, pengagihan bahan simen yang berkesan dan seragam dalam sistem dipastikan disebabkan oleh aktiviti permukaan, dan eter selulosa, sebagai koloid pelindung, "membalut" zarah pepejal dan lapisan filem pelincir terbentuk pada permukaan luarnya, yang menjadikan sistem mortar lebih stabil, dan juga meningkatkan kecairan mortar semasa proses pencampuran dan kelancaran pembinaan.
(2) Disebabkan oleh struktur molekulnya sendiri, larutan selulosa eter menjadikan kelembapan dalam mortar tidak mudah hilang, dan secara beransur-ansur melepaskannya dalam tempoh masa yang lama, memberikan mortar pengekalan air dan kebolehkerjaan yang baik.
Masa siaran: 28-Apr-2024