L-etere taċ-ċelluloża huwa polimeru sintetiku magħmul minn ċelluloża naturali bħala materja prima permezz ta' modifika kimika. L-etere taċ-ċelluloża huwa derivattiv taċ-ċelluloża naturali, il-produzzjoni tal-etere taċ-ċelluloża hija differenti mill-polimeru sintetiku, l-aktar materjal bażiku tiegħu huwa ċ-ċelluloża, kompost ta' polimeri naturali. Minħabba l-partikolarità tal-istruttura taċ-ċelluloża naturali, iċ-ċelluloża nnifisha m'għandhiex il-ħila li tirreaġixxi mal-aġent eterifikanti. Iżda wara t-trattament tal-aġent li jintefaħ, ir-rabtiet qawwija tal-idroġenu bejn il-ktajjen molekulari u l-ktajjen inqerdu, u l-attività tal-grupp idrossiliku ġiet rilaxxata fiċ-ċelluloża alkali b'kapaċità ta' reazzjoni, u l-etere taċ-ċelluloża nkiseb permezz tar-reazzjoni tal-aġent eterifikanti — grupp OH fil-grupp OR.
Il-proprjetajiet tal-eteri taċ-ċelluloża jiddependu mit-tip, in-numru u d-distribuzzjoni tas-sostituenti. Il-klassifikazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża hija wkoll ibbażata fuq it-tip ta' sostituenti, il-grad ta' eterifikazzjoni, is-solubilità u l-applikazzjoni relatata li jistgħu jiġu kklassifikati. Skont it-tip ta' sostituenti fuq il-katina molekulari, jista' jinqasam f'etere wieħed u etere mħallat. MC ġeneralment jintuża bħala etere wieħed, filwaqt li HPmc huwa etere mħallat. L-etere tal-metil ċelluloża MC huwa unità naturali tal-glukożju taċ-ċelluloża fuq l-idrossil li hija mibdula bil-metossidu bil-formula tal-istruttura tal-prodott [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, l-etere tal-idrossipropil metil ċelluloża HPmc hija unità fuq l-idrossil li hija parti mill-metossidu mibdul, parti oħra mill-prodott tal-idrossipropil mibdul. Il-formula strutturali hija [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X u l-etere tal-idrossietil metil ċelluloża HEmc, li huwa użat ħafna u mibjugħ fis-suq.
Mill-solubilità jista' jinqasam f'tip joniku u tip mhux joniku. L-etere taċ-ċelluloża mhux joniku li jinħall fl-ilma huwa magħmul prinċipalment minn alkyl ether u hydroxyl alkyl ether f'żewġ serje ta' varjetajiet. Is-Cmc joniku jintuża prinċipalment f'deterġenti sintetiċi, tessuti, stampar, ikel u sfruttament tal-pitrolju. MC, HPmc, HEmc u oħrajn mhux joniċi jintużaw prinċipalment f'materjali tal-bini, kisi tal-latex, mediċina, kimika ta' kuljum u aspetti oħra. Bħala aġent li jħaxxen, aġent li jżomm l-ilma, stabilizzatur, dispersant, aġent li jifforma film.
Żamma tal-ilma tal-etere taċ-ċelluloża
Fil-produzzjoni ta' materjali tal-bini, speċjalment mehries imħallat niexef, l-etere taċ-ċelluloża għandu rwol insostitwibbli, speċjalment fil-produzzjoni ta' mehries speċjali (mehries modifikat), huwa parti indispensabbli.
Ir-rwol importanti tal-etere taċ-ċelluloża li jinħall fl-ilma fil-mehries għandu prinċipalment tliet aspetti, wieħed huwa kapaċità eċċellenti ta' żamma tal-ilma, it-tieni hija l-influwenza tal-konsistenza tal-mehries u t-tixotropija, u t-tielet hija l-interazzjoni mas-siment.
Iż-żamma tal-ilma tal-etere taċ-ċelluloża tiddependi fuq il-bażi tal-idroskopiċità, il-kompożizzjoni tat-tikħil, il-ħxuna tas-saff tat-tikħil, id-domanda għall-ilma tat-tikħil, u l-ħin tal-kondensazzjoni tal-materjal tal-kondensazzjoni. Iż-żamma tal-ilma tal-etere taċ-ċelluloża ġejja mis-solubbiltà u d-deidrazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża nnifsu. Huwa magħruf sew li l-ktajjen molekulari taċ-ċelluloża, għalkemm fihom numru kbir ta' gruppi OH idratati ħafna, ma jinħallux fl-ilma minħabba l-istruttura kristallina ħafna tagħhom. Il-kapaċità ta' idratazzjoni tal-gruppi idrossiliċi waħedha mhix biżżejjed biex tħallas għall-bonds tal-idroġenu intermolekulari qawwija u l-forzi ta' van der Waals. Meta s-sostituwenti jiġu introdotti fil-katina molekulari, mhux biss is-sostituwenti jeqirdu l-katina tal-idroġenu, iżda wkoll il-bonds tal-idroġenu interkatina jinkisru minħabba l-qbid tas-sostituwenti bejn ktajjen biswit xulxin. Iktar ma jkunu kbar is-sostituwenti, iktar tkun kbira d-distanza bejn il-molekuli. Iktar ma tkun kbira l-effett tal-qerda tal-bond tal-idroġenu, l-espansjoni tal-kannizzata taċ-ċelluloża, is-soluzzjoni fl-etere taċ-ċelluloża ssir solubbli fl-ilma, u b'hekk tifforma soluzzjoni ta' viskożità għolja. Hekk kif togħla t-temperatura, l-idratazzjoni tal-polimeru tonqos u l-ilma bejn il-ktajjen jitkeċċa 'l barra. Meta l-effett ta' deidratazzjoni jkun biżżejjed, il-molekuli jibdew jinġemgħu u l-ġell jinfirex f'netwerk tridimensjonali. Il-fatturi li jaffettwaw iż-żamma tal-ilma tat-tikħil jinkludu l-viskożità tal-etere taċ-ċelluloża, id-dożaġġ, il-finezza tal-partiċelli u t-temperatura tas-servizz.
Iktar ma tkun kbira l-viskożità tal-etere taċ-ċelluloża, aħjar tkun il-prestazzjoni taż-żamma tal-ilma, u aħjar tkun il-viskożità tas-soluzzjoni tal-polimeru. Il-piż molekulari (il-grad ta' polimerizzazzjoni) tal-polimeru huwa determinat ukoll mit-tul u l-morfoloġija tal-istruttura molekulari tal-katina, u d-distribuzzjoni tan-numru ta' sostituenti taffettwa direttament il-firxa tal-viskożità. [eta] = Km alpha
Viskożità intrinsika ta' soluzzjonijiet polimeriċi
Piż molekulari tal-polimeru M
Kostanti karatteristika tal-polimeru α
Koeffiċjent tas-soluzzjoni tal-viskożità K
Il-viskożità tas-soluzzjoni tal-polimeru tiddependi fuq il-piż molekulari tal-polimeru. Il-viskożità u l-konċentrazzjoni tas-soluzzjonijiet tal-etere taċ-ċelluloża huma relatati ma' diversi applikazzjonijiet. Għalhekk, kull etere taċ-ċelluloża għandu ħafna speċifikazzjonijiet ta' viskożità differenti, u r-regolazzjoni tal-viskożità ssir prinċipalment permezz tad-degradazzjoni taċ-ċelluloża alkali, jiġifieri l-ksur tal-katina molekulari taċ-ċelluloża.
Għad-daqs tal-partiċelli, iktar ma tkun fina l-partiċella, iktar ikun tajjeb iż-żamma tal-ilma. Partiċelli kbar ta' etere taċ-ċelluloża meta jiġu f'kuntatt mal-ilma, il-wiċċ jinħall immedjatament u jifforma ġel li jgħatti l-materjal biex jipprevjeni li l-molekuli tal-ilma jkomplu jippenetraw, xi kultant jekk jitħawwad għal żmien twil ma jkunx jista' jinħall b'mod uniformi, u dan jifforma soluzzjoni flokkulenti mtajra jew agglomerat. Is-solubilità tal-etere taċ-ċelluloża hija wieħed mill-fatturi li għandek tikkonsidra meta tagħżel l-etere taċ-ċelluloża.
Tħaxxin u tixotropija tal-etere taċ-ċelluloża
It-tieni effett tal-etere taċ-ċelluloża – it-tħaxxin jiddependi fuq: il-grad ta' polimerizzazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża, il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, ir-rata ta' shear, it-temperatura u kundizzjonijiet oħra. Il-proprjetà tal-ġelazzjoni tas-soluzzjoni hija unika għaċ-ċelluloża alkil u d-derivattivi modifikati tagħha. Il-karatteristiċi tal-ġelazzjoni huma relatati mal-grad ta' sostituzzjoni, il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni u l-addittivi. Għad-derivattivi modifikati bl-idrossialkil, il-proprjetajiet tal-ġel huma wkoll relatati mal-grad ta' modifika tal-idrossialkil. Għal konċentrazzjoni ta' soluzzjoni ta' MC u HPmc b'viskożità baxxa jistgħu jiġu ppreparati soluzzjoni ta' konċentrazzjoni ta' 10%-15%, MC u HPmc b'viskożità medja jistgħu jiġu ppreparati soluzzjoni ta' 5%-10% u MC u HPmc b'viskożità għolja jistgħu jiġu ppreparati biss soluzzjoni ta' 2%-3%, u ġeneralment il-viskożità tal-etere taċ-ċelluloża hija wkoll gradata b'soluzzjoni ta' 1%-2%. L-effiċjenza tal-aġenti tat-tħaxxin tal-etere taċ-ċelluloża b'piż molekulari għoli, l-istess konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, polimeri b'piż molekulari differenti għandhom viskożità differenti, il-viskożità u l-piż molekulari jistgħu jiġu espressi kif ġej, [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, DPn huwa l-grad medju ta' polimerizzazzjoni ta' grad għoli. Etere taċ-ċelluloża b'piż molekulari baxx biex tiżdied aktar biex tinkiseb il-viskożità fil-mira. Il-viskożità tiegħu tiddependi inqas mir-rata ta' shear, viskożità għolja biex tinkiseb il-viskożità fil-mira, l-ammont meħtieġ biex jiżdied inqas, il-viskożità tiddependi fuq l-effiċjenza tat-tħaxxin. Għalhekk, biex tinkiseb ċerta konsistenza, ċertu ammont ta' etere taċ-ċelluloża (konċentrazzjoni tas-soluzzjoni) u l-viskożità tas-soluzzjoni jridu jiġu garantiti. It-temperatura tal-ġelazzjoni tas-soluzzjoni tonqos linearment biż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, u l-ġelazzjoni sseħħ f'temperatura tal-kamra wara li tintlaħaq ċerta konċentrazzjoni. L-HPMc għandha konċentrazzjoni għolja ta' ġelazzjoni f'temperatura tal-kamra.
Il-konsistenza tista' wkoll tiġi aġġustata billi jintgħażlu d-daqs tal-partiċelli u l-eteri taċ-ċelluloża bi gradi differenti ta' modifikazzjoni. L-hekk imsejħa modifikazzjoni hija l-introduzzjoni ta' ċertu grad ta' sostituzzjoni tal-grupp idrossiliku alkil fuq l-istruttura skeletru tal-MC. Billi jinbidlu l-valuri relattivi ta' sostituzzjoni taż-żewġ sostituenti, jiġifieri, il-valuri relattivi ta' sostituzzjoni DS u MS tal-gruppi metossiċi u idrossiliċi. Diversi proprjetajiet tal-etere taċ-ċelluloża huma meħtieġa billi jinbidlu l-valuri relattivi ta' sostituzzjoni taż-żewġ tipi ta' sostituenti.
Ir-relazzjoni bejn il-konsistenza u l-modifika. Fil-Figura 5, iż-żieda ta' etere taċ-ċelluloża taffettwa l-konsum tal-ilma tat-tikħil u tbiddel il-proporzjon tal-ilma u l-leganti tas-siment, li huwa l-effett ta' ħxuna. Iktar ma tkun għolja d-doża, iktar ikun hemm konsum tal-ilma.
L-eteri taċ-ċelluloża użati f'materjali tal-bini f'forma ta' trab iridu jinħallu malajr f'ilma kiesaħ u jipprovdu lis-sistema bil-konsistenza t-tajba. Jekk rata ta' shear partikolari għadha flokkulenti u kollojdali, dan ikun prodott ta' kwalità baxxa jew ta' kwalità baxxa.
Hemm ukoll relazzjoni lineari tajba bejn il-konsistenza tat-taħlita tas-siment u d-dożaġġ tal-etere taċ-ċelluloża, l-etere taċ-ċelluloża jista' jżid ħafna l-viskożità tal-mehries, iktar ma jkun kbir id-dożaġġ, iktar ikun ovvju l-effett.
Soluzzjoni akwea ta' etere taċ-ċelluloża b'viskożità għolja għandha tixotropija għolja, li hija waħda mill-karatteristiċi tal-etere taċ-ċelluloża. Soluzzjonijiet akwei ta' polimeri tat-tip Mc ġeneralment ikollhom fluwidità psewdoplastika u mhux tixotropika taħt it-temperatura tal-ġell tagħhom, iżda proprjetajiet ta' fluss Newtonjani b'rati baxxi ta' shear. Il-psewdoplastikità tiżdied biż-żieda tal-piż molekulari jew il-konċentrazzjoni tal-etere taċ-ċelluloża u hija indipendenti mit-tip u l-grad tas-sostituent. Għalhekk, eteri taċ-ċelluloża tal-istess grad ta' viskożità, kemm jekk MC, HPmc jew HEmc, dejjem juru l-istess proprjetajiet reoloġiċi sakemm il-konċentrazzjoni u t-temperatura jibqgħu kostanti. Meta t-temperatura tiżdied, jiġi ffurmat ġel strutturali u jseħħ fluss tixotropiku għoli. Eteri taċ-ċelluloża b'konċentrazzjoni għolja u viskożità baxxa juru tixotropija anke taħt it-temperatura tal-ġell. Din il-proprjetà hija ta' benefiċċju kbir għall-kostruzzjoni ta' mehrież tal-bini biex jaġġusta l-fluss u l-proprjetà ta' mdendlin tal-fluss tiegħu. Hawnhekk jeħtieġ li jiġi spjegat li iktar ma tkun għolja l-viskożità tal-etere taċ-ċelluloża, iktar ikun tajjeb iż-żamma tal-ilma, iżda iktar ma tkun għolja l-viskożità, iktar ikun għoli l-piż molekulari relattiv tal-etere taċ-ċelluloża, u b'hekk jitnaqqas is-solubilità tiegħu, u dan għandu impatt negattiv fuq il-konċentrazzjoni tal-mehries u l-prestazzjoni tal-kostruzzjoni. Iktar ma tkun għolja l-viskożità, iktar ikun ovvju l-effett ta' ħxuna tal-mehries, iżda din mhijiex relazzjoni proporzjonali sħiħa. B'xi viskożità baxxa, l-etere taċ-ċelluloża modifikat fit-titjib tas-saħħa strutturali tal-mehries imxarrab għandu prestazzjoni eċċellenti, u biż-żieda tal-viskożità, iż-żamma tal-ilma tal-etere taċ-ċelluloża titjieb.
Ħin tal-posta: 30 ta' Marzu 2022