Cellulose-ether (cellulose-ether) wordt gemaakt van cellulose door de veretheringsreactie van een of meerdere veretheringsmiddelen en droogmalen. Afhankelijk van de verschillende chemische structuren van ethersubstituenten kunnen cellulose-ethers worden onderverdeeld in anionische, kationische en niet-ionische ethers. Ionische cellulose-ethers omvatten voornamelijk carboxymethylcellulose-ether (CMC); niet-ionische cellulose-ethers omvatten voornamelijk methylcellulose-ether (MC), hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) en hydroxyethylcellulose-ether. Chloorether (HC), enzovoort. Niet-ionische ethers worden onderverdeeld in in water oplosbare ethers en in olie oplosbare ethers, en niet-ionische in water oplosbare ethers worden voornamelijk gebruikt in mortelproducten. In aanwezigheid van calciumionen is ionische cellulose-ether instabiel, waardoor het zelden wordt gebruikt in droog gemengde mortelproducten die cement, gebluste kalk, enz. als cementeermiddel gebruiken. Niet-ionische, in water oplosbare cellulose-ethers worden veelvuldig gebruikt in de bouwmaterialenindustrie vanwege hun suspensiestabiliteit en waterretentie.
1. Chemische eigenschappen van cellulose-ether
Elke cellulose-ether heeft de basisstructuur van cellulose: een anhydroglucosestructuur. Bij de productie van cellulose-ether wordt de cellulosevezel eerst verhit in een alkalische oplossing en vervolgens behandeld met een veretheringsmiddel. Het vezelachtige reactieproduct wordt gezuiverd en verpulverd tot een uniform poeder met een bepaalde fijnheid.
In het productieproces van MC wordt alleen methylchloride gebruikt als veretheringsmiddel; naast methylchloride wordt ook propyleenoxide gebruikt om hydroxypropylgroepen te verkrijgen bij de productie van HPMC. Verschillende cellulose-ethers hebben verschillende methyl- en hydroxypropylsubstitutieverhoudingen, die de organische compatibiliteit en de thermische geleringstemperatuur van cellulose-etheroplossingen beïnvloeden.
2. Toepassingsscenario's van cellulose-ether
Cellulose-ether is een niet-ionisch semi-synthetisch polymeer dat oplosbaar is in water en oplosmiddelen. Het heeft verschillende effecten in verschillende industrieën. In chemische bouwmaterialen heeft het bijvoorbeeld de volgende samengestelde effecten:
①Waterretentiemiddel ②Verdikkingsmiddel ③Egalisatie-eigenschap ④Filmvormende eigenschap ⑤Bindmiddel
In de polyvinylchloride-industrie is het een emulgator en dispergeermiddel; in de farmaceutische industrie is het een bindmiddel en een materiaal voor een langzaam en gecontroleerd vrijkomend raamwerk, enz. Omdat cellulose een breed scala aan composieteffecten heeft, is het toepassingsveld ook het meest uitgebreid. Hieronder wordt ingegaan op het gebruik en de functie van cellulose-ether in diverse bouwmaterialen.
(1) In latexverf:
In de latexverfindustrie is de algemene specificatie voor gelijke viscositeit RT30000-50000 cps, wat overeenkomt met de specificatie van HBR250, en de referentiedosering is over het algemeen ongeveer 1,5‰-2‰. De belangrijkste functie van hydroxyethylcellulose in latexverf is het verdikken, het voorkomen van gelering van het pigment, het bevorderen van de dispersie van het pigment, de stabiliteit van de latex en het verhogen van de viscositeit van de componenten, wat bijdraagt aan de egalisatieprestaties van de constructie: Hydroxyethylcellulose is handiger in gebruik. Het kan worden opgelost in koud en warm water en wordt niet beïnvloed door de pH-waarde. Het kan met een gerust hart worden gebruikt wanneer de PI-waarde tussen 2 en 12 ligt. De gebruiksmethoden zijn als volgt: I. Directe toevoeging in de productie: Voor deze methode moet een vertraagd type hydroxyethylcellulose worden gekozen en wordt hydroxyethylcellulose met een oplostijd van meer dan 30 minuten gebruikt. De stappen zijn als volgt: ① Doe het in een container uitgerust met een high-shear roerder. Kwantitatief zuiver water ② Begin continu te roeren op lage snelheid en voeg tegelijkertijd langzaam en gelijkmatig hydroxyethyl toe aan de oplossing ③ Blijf roeren totdat alle korrelige materialen zijn geweekt ④ Voeg andere additieven en alkalische additieven, enz. toe. ⑤ Roer tot alle hydroxyethyl De base is volledig opgelost, voeg vervolgens andere componenten in de formule toe en maal tot het eindproduct. Ⅱ. Uitgerust met moederloog voor later gebruik: Deze methode kan instantcellulose kiezen, die een antischimmeleffect heeft. Het voordeel van deze methode is dat het flexibeler is en direct aan latexverf kan worden toegevoegd. De bereidingsmethode is hetzelfde als de stappen ①-④. Ⅲ. Bereid pap voor later gebruik: Omdat organische oplosmiddelen slechte oplosmiddelen (onoplosbaar) zijn voor hydroxyethyl, kunnen deze oplosmiddelen worden gebruikt om pap te bereiden. De meest gebruikte organische oplosmiddelen zijn organische vloeistoffen in latexverfformuleringen, zoals ethyleenglycol, propyleenglycol en filmvormende middelen (zoals diethyleenglycolbutylacetaat). De hydroxyethylcellulose uit de pap kan direct aan de verf worden toegevoegd. Blijf roeren tot het volledig is opgelost.
(2) In muurkrassende stopverf:
Momenteel wordt in de meeste steden in mijn land de waterbestendige en schrobvaste milieuvriendelijke plamuur over het algemeen gewaardeerd. Het wordt geproduceerd door een acetaalreactie van vinylalcohol en formaldehyde. Daarom verdwijnt dit materiaal geleidelijk uit de samenleving en worden producten uit de cellulose-etherserie gebruikt ter vervanging. Dat wil zeggen dat cellulose momenteel het enige materiaal is voor de ontwikkeling van milieuvriendelijke bouwmaterialen. Waterbestendige plamuur wordt onderverdeeld in twee soorten: droogpoederplamuur en plamuurpasta. Van deze twee soorten plamuur moet gemodificeerde methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose worden gekozen. De viscositeit ligt over het algemeen tussen 30.000 en 60.000 cps. De belangrijkste functies van cellulose in plamuur zijn waterretentie, hechting en smering. Omdat de formules van stopverf van verschillende fabrikanten verschillen, sommige zijn grijs calcium, licht calcium, wit cement, enz., en sommige zijn gipspoeder, grijs calcium, licht calcium, enz., dus de specificaties, viscositeit en penetratie van cellulose in de twee formules zijn ook verschillend. De toegevoegde hoeveelheid is ongeveer 2‰-3‰. Bij de constructie van muurkrabbende stopverf, aangezien het basisoppervlak van de muur een zekere mate van waterabsorptie heeft (de waterabsorptiegraad van de bakstenen muur is 13% en de waterabsorptiegraad van het beton is 3-5%), in combinatie met de verdamping van de buitenwereld, zal een te snelle waterafgifte van de stopverf leiden tot scheuren of poedervorming, wat de sterkte van de stopverf zal verzwakken. Daarom zal het toevoegen van cellulose-ether dit probleem oplossen. Maar de kwaliteit van de vulstof, met name de kwaliteit van de ascalcium, is ook uiterst belangrijk. Dankzij de hoge viscositeit van cellulose wordt het drijfvermogen van de plamuur verbeterd en wordt doorzakken tijdens de bouw voorkomen. Bovendien is het comfortabeler en arbeidsbesparender na het schrapen. Het is handiger om cellulose-ether aan de poederplamuur toe te voegen. De productie en het gebruik ervan zijn eenvoudiger. De vulstof en additieven kunnen gelijkmatig in het droge poeder worden gemengd.
(3) Betonmortel:
Om de ultieme sterkte te bereiken, moet het cement in betonmortel volledig gehydrateerd zijn. Vooral tijdens de zomerse bouw verliest betonmortel te snel water, en worden volledige hydratatiemaatregelen gebruikt om water vast te houden en te besproeien. Dit is verspilling van grondstoffen en omslachtig, omdat het water zich alleen aan het oppervlak bevindt en de interne hydratatie nog steeds onvolledig is. De oplossing voor dit probleem is het toevoegen van acht waterretentiemiddelen aan de betonmortel. Kies hiervoor over het algemeen hydroxypropylmethylcellulose of methylcellulose. De viscositeit ligt tussen 20.000 en 60.000 cps en de toegevoegde hoeveelheid is 2% tot 3%. De waterretentie kan worden verhoogd tot meer dan 85%. De methode voor het gebruik in betonmortel is het gelijkmatig mengen van het droge poeder en het in het water gieten.
(4) Bij het pleisteren van gips, gebonden gips, afdichtingsgips:
Met de snelle ontwikkeling van de bouwsector neemt ook de vraag naar nieuwe bouwmaterialen met de dag toe. Door het toenemende bewustzijn van mensen op het gebied van milieubescherming en de voortdurende verbetering van de bouwefficiëntie, hebben cementgebonden gipsproducten zich snel ontwikkeld. De meest voorkomende gipsproducten zijn momenteel pleistergips, gebonden gips, ingelegd gips en tegellijm. Pleistergips is een hoogwaardig pleistermateriaal voor binnenmuren en plafonds. Het met gips bepleisterde oppervlak is fijn en glad. De nieuwe bouwlijm voor lichte platen is een klevend materiaal gemaakt van gips als basismateriaal en diverse additieven. Het is geschikt voor het verlijmen van verschillende anorganische bouwmaterialen. Het is niet-giftig, geurloos, snel hechtend en snel uithardend, heeft een sterke hechting en andere eigenschappen. Het is een dragend materiaal voor bouwplaten en blokken; gipskit is een voegvuller tussen gipsplaten en een reparatievuller voor muren en scheuren. Deze gipsproducten hebben een reeks verschillende functies. Naast de rol van gips en aanverwante vulstoffen, is de belangrijkste factor de toegevoegde cellulose-etheradditieven die een hoofdrol spelen. Omdat gips wordt onderverdeeld in watervrij gips en hemihydraatgips, hebben verschillende soorten gips verschillende effecten op de prestaties van het product. Verdikking, waterretentie en vertraging bepalen dus de kwaliteit van gipsbouwmaterialen. Het veelvoorkomende probleem met deze materialen is uitholling en scheurvorming, waardoor de initiële sterkte niet kan worden bereikt. Om dit probleem op te lossen, is het belangrijk om het type cellulose en de methode voor het gebruik van de vertrager te kiezen. In dit opzicht wordt over het algemeen gekozen voor methyl- of hydroxypropylmethyl 30000. Bij een concentratie van -60000 cps bedraagt de toegevoegde hoeveelheid 1,5%–2%. Cellulose richt zich hierbij op waterretentie en het vertragen van de smering. Cellulose-ether kan echter niet als vertrager worden gebruikt; het is noodzakelijk om citroenzuur toe te voegen aan de mix en het gebruik zonder de initiële sterkte te beïnvloeden. Waterretentie verwijst over het algemeen naar de hoeveelheid water die op natuurlijke wijze verloren gaat zonder externe waterabsorptie. Als de muur te droog is, zorgen waterabsorptie en natuurlijke verdamping op het basisoppervlak ervoor dat het materiaal te snel water verliest, waardoor er ook uitholling en scheuren kunnen ontstaan. Deze gebruiksmethode wordt gemengd met droog poeder. Raadpleeg bij het bereiden van een oplossing de bereidingswijze van de oplossing.
(5) Thermische isolatiemortel
Isolatiemortel is een nieuw type isolatiemateriaal voor binnenmuren in de noordelijke regio. Het is een materiaal dat bestaat uit isolatiemateriaal, mortel en bindmiddel. In dit materiaal speelt cellulose een belangrijke rol bij de hechting en het verhogen van de sterkte. Kies over het algemeen methylcellulose met een hoge viscositeit (ongeveer 10.000 eps), de dosering ligt doorgaans tussen 2‰ en 3‰ en de toepassingsmethode is het mengen van droog poeder.
(6) interface-agent
Kies HPNC 20.000 cps als interface-agent, kies 60.000 cps of meer voor de tegellijm en focus op de verdikking in de interface-agent, die de treksterkte en de weerstand tegen pijlen kan verbeteren. Gebruikt als waterretentiemiddel bij het verlijmen van tegels om te voorkomen dat tegels te snel uitdrogen en loslaten.
3. Situatie in de industriële keten
(1) Upstream-industrie
De belangrijkste grondstoffen voor de productie van cellulose-ether zijn geraffineerd katoen (of houtpulp) en enkele gangbare chemische oplosmiddelen, zoals propyleenoxide, methylchloride, vloeibare natronloog, natronloog, ethyleenoxide, tolueen en andere hulpstoffen. Tot de toeleverende bedrijven in deze sector behoren geraffineerd katoen, houtpulpproducenten en enkele chemische bedrijven. De prijsschommelingen van de bovengenoemde belangrijkste grondstoffen hebben een wisselende invloed op de productiekosten en de verkoopprijs van cellulose-ether.
De kosten van geraffineerd katoen zijn relatief hoog. Neem bijvoorbeeld cellulose-ether van bouwmateriaalkwaliteit: in de verslagperiode bedroegen de kosten van geraffineerd katoen respectievelijk 31,74%, 28,50%, 26,59% en 26,90% van de verkoopprijs van cellulose-ether van bouwmateriaalkwaliteit. De prijsschommelingen van geraffineerd katoen beïnvloeden de productiekosten van cellulose-ether. De belangrijkste grondstof voor de productie van geraffineerd katoen zijn katoenlinters. Katoenlinters zijn een van de bijproducten in het katoenproductieproces en worden voornamelijk gebruikt voor de productie van katoenpulp, geraffineerd katoen, nitrocellulose en andere producten. De gebruikswaarde en het gebruik van katoenlinters en katoen verschillen aanzienlijk, en de prijs ervan is duidelijk lager dan die van katoen, maar er is een zekere correlatie met de prijsschommelingen van katoen. Schommelingen in de prijs van katoenlinters beïnvloeden de prijs van geraffineerd katoen.
De sterke schommelingen in de prijs van geraffineerd katoen zullen in verschillende mate van invloed zijn op de beheersing van de productiekosten, de productprijzen en de winstgevendheid van bedrijven in deze sector. Wanneer de prijs van geraffineerd katoen hoog is en de prijs van houtpulp relatief laag, kan houtpulp, om kosten te verlagen, worden gebruikt als vervanging en aanvulling voor geraffineerd katoen, voornamelijk voor de productie van cellulose-ethers met een lage viscositeit, zoals farmaceutische en voedingskwaliteit cellulose-ethers. Volgens gegevens van de website van het Nationaal Bureau voor de Statistiek bedroeg het katoenareaal in mijn land in 2013 4,35 miljoen hectare en de nationale katoenproductie 6,31 miljoen ton. Volgens statistieken van de China Cellulose Industry Association bedroeg de totale productie van geraffineerd katoen, geproduceerd door grote binnenlandse producenten van geraffineerd katoen, in 2014 332.000 ton en is de aanvoer van grondstoffen overvloedig.
De belangrijkste grondstoffen voor de productie van grafietchemische apparatuur zijn staal en grafietkoolstof. De prijs van staal en grafietkoolstof vertegenwoordigt een relatief groot deel van de productiekosten van grafietchemische apparatuur. Prijsschommelingen van deze grondstoffen hebben een zekere impact op de productiekosten en verkoopprijs van grafietchemische apparatuur.
(2) Downstream-industrie van cellulose-ether
Als "industrieel mononatriumglutamaat" heeft cellulose-ether een laag cellulose-ethergehalte en kent het een breed scala aan toepassingen. De verwerkende industrieën zijn verspreid over alle lagen van de bevolking binnen de nationale economie.
Normaal gesproken hebben de downstream bouw- en vastgoedsector een zekere impact op de groei van de vraag naar cellulose-ether voor bouwmaterialen. Wanneer de binnenlandse bouw- en vastgoedsector snel groeien, groeit ook de binnenlandse vraag naar cellulose-ether voor bouwmaterialen snel. Wanneer de groei van de binnenlandse bouw- en vastgoedsector afneemt, zal de vraag naar cellulose-ether voor bouwmaterialen op de binnenlandse markt afnemen. Dit zal de concurrentie in deze sector intensiveren en het proces van 'survival of the fittest' onder bedrijven in deze sector versnellen.
Sinds 2012 is de vraag naar cellulose-ether van bouwmateriaalkwaliteit op de binnenlandse markt niet significant geschommeld in de context van de vertraging in de binnenlandse bouw- en vastgoedsector. De belangrijkste redenen hiervoor zijn: 1. De totale omvang van de binnenlandse bouw- en vastgoedsector is groot en de totale marktvraag is relatief groot; de belangrijkste consumentenmarkt van cellulose-ether van bouwmateriaalkwaliteit breidt zich geleidelijk uit van economisch ontwikkelde gebieden en steden van de eerste en tweede rang naar de centrale en westelijke regio's en steden van de derde rang, met potentieel voor binnenlandse vraaggroei en ruimtelijke uitbreiding; 2. Het aandeel cellulose-ether dat wordt toegevoegd aan de kosten van bouwmaterialen is laag en de hoeveelheid die door een enkele klant wordt gebruikt, is klein en klanten zijn verspreid, wat vatbaar is voor een rigide vraag, en de totale vraag op de downstreammarkt is relatief stabiel; 3. De verandering van de marktprijs is een belangrijke factor die de verandering van de vraagstructuur van cellulose-ether van bouwmateriaalkwaliteit beïnvloedt. Sinds 2012 is de verkoopprijs van cellulose-ether voor bouwmaterialen sterk gedaald. Hierdoor is de prijs van producten uit het midden- en hogere segment flink gedaald. Hierdoor zijn meer klanten overgehaald om te kopen en te kiezen. Hierdoor is de vraag naar producten uit het midden- en hogere segment toegenomen en is de vraag op de markt en de prijsruimte voor gewone modellen kleiner geworden.
De mate van ontwikkeling en de groei van de farmaceutische industrie zullen de vraag naar cellulose-ether van farmaceutische kwaliteit beïnvloeden. De verbetering van de levensstandaard en de ontwikkeling van de voedingsmiddelenindustrie dragen bij aan de groei van de marktvraag naar cellulose-ether van voedingskwaliteit.
4. Ontwikkelingstrend van cellulose-ether
Door de structurele verschillen in de marktvraag naar cellulose-ether kunnen bedrijven met verschillende sterke en zwakke punten naast elkaar bestaan. Gezien de duidelijke structurele differentiatie van de marktvraag hebben binnenlandse producenten van cellulose-ether gedifferentieerde concurrentiestrategieën gehanteerd op basis van hun eigen sterke punten. Tegelijkertijd moeten ze de ontwikkelingstrend en -richting van de markt goed begrijpen.
(1) Het garanderen van de stabiliteit van de productkwaliteit zal nog steeds het belangrijkste concurrentiepunt van de cellulose-etherbedrijven zijn.
Cellulose-ether vertegenwoordigt slechts een klein deel van de productiekosten van de meeste downstream-bedrijven in deze sector, maar heeft een grote impact op de productkwaliteit. Klanten in het midden- en hogere segment moeten formule-experimenten ondergaan voordat ze een bepaald merk cellulose-ether kunnen gebruiken. Nadat een stabiele formule is ontwikkeld, is het meestal niet eenvoudig om andere productmerken te vervangen en tegelijkertijd worden er hogere eisen gesteld aan de kwaliteitsstabiliteit van cellulose-ether. Dit fenomeen is prominenter aanwezig in high-end sectoren, zoals grootschalige producenten van bouwmaterialen in binnen- en buitenland, farmaceutische hulpstoffen, levensmiddelenadditieven en PVC. Om de concurrentiepositie van producten te verbeteren, moeten fabrikanten ervoor zorgen dat de kwaliteit en stabiliteit van de verschillende partijen cellulose-ether die ze leveren, langdurig behouden blijven, om zo een betere reputatie op de markt te verwerven.
(2) Het verbeteren van het niveau van de technologie voor producttoepassingen is de ontwikkelingsrichting van binnenlandse cellulose-etherbedrijven.
Met de steeds geavanceerdere productietechnologie van cellulose-ether bevordert een hoger niveau van toepassingstechnologie de verbetering van het algehele concurrentievermogen van bedrijven en de vorming van stabiele klantrelaties. Bekende cellulose-etherbedrijven in ontwikkelde landen hanteren voornamelijk de concurrentiestrategie van "het tegemoet treden van grote high-end klanten + het ontwikkelen van downstream toepassingen en gebruiksmogelijkheden". Dit om toepassings- en gebruiksformules voor cellulose-ether te ontwikkelen en een reeks producten te configureren op basis van verschillende onderverdeelde toepassingsgebieden om het gebruik door klanten te vergemakkelijken en de downstream marktvraag te stimuleren. De concurrentie tussen cellulose-etherbedrijven in ontwikkelde landen is geëvolueerd van productintroductie naar concurrentie op het gebied van toepassingstechnologie.
Geplaatst op: 27-02-2023