Hva er celluloseeter?

Celluloseeterer en polymerforbindelse med en eterstruktur laget av cellulose. Hver glukosylring i cellulosemakromolekylet inneholder tre hydroksylgrupper, den primære hydroksylgruppen på det sjette karbonatomet, den sekundære hydroksylgruppen på det andre og tredje karbonatomet, og hydrogenet i hydroksylgruppen erstattes av en hydrokarbongruppe for å generere ting av celluloseeterderivater. Det er et produkt der hydrogenet til hydroksylgruppen i cellulosepolymeren er erstattet med en hydrokarbongruppe. Cellulose er en polyhydroksypolymerforbindelse som verken løses opp eller smelter. Etter foretring er cellulose løselig i vann, fortynnet alkaliløsning og organisk løsningsmiddel, og har termoplastisitet.

Cellulose er en polyhydroksypolymerforbindelse som verken løses opp eller smelter. Etter foretring er cellulose løselig i vann, fortynnet alkaliløsning og organisk løsningsmiddel, og har termoplastisitet.

1. Natur:

Løseligheten til cellulose etter foretring endres betydelig. Det kan løses i vann, fortynnet syre, fortynnet alkali eller organisk løsningsmiddel. Løseligheten avhenger i hovedsak av tre faktorer: (1) Egenskapene til gruppene som innføres i foretringsprosessen, de introduserte Jo større gruppe, jo lavere er løseligheten, og jo sterkere polariteten til den introduserte gruppen, jo lettere er celluloseeteren å løse opp i vann; (2) Substitusjonsgraden og fordelingen av foretrede grupper i makromolekylet. De fleste celluloseetere kan bare løses i vann under en viss grad av substitusjon, og substitusjonsgraden er mellom 0 og 3; (3) Graden av polymerisasjon av celluloseeter, jo høyere grad av polymerisasjon, jo mindre løselig; Jo lavere grad av substitusjon som kan løses i vann, desto bredere er området. Det finnes mange typer celluloseetere med utmerket ytelse, og de er mye brukt i konstruksjon, sement, petroleum, mat, tekstil, vaskemiddel, maling, medisin, papirproduksjon og elektroniske komponenter og andre industrier.

2. Utvikle:

Kina er verdens største produsent og forbruker av celluloseeter, med en gjennomsnittlig årlig vekstrate på mer enn 20 %. I følge foreløpig statistikk er det rundt 50 produksjonsbedrifter for celluloseeter i Kina, den utformede produksjonskapasiteten til celluloseeterindustrien har oversteget 400 000 tonn, og det er rundt 20 bedrifter med mer enn 10 000 tonn, hovedsakelig distribuert i Shandong, Hebei, Chongqing og Jiangsu. , Zhejiang, Shanghai og andre steder.

3. Behov:

I 2011 var Kinas CMC-produksjonskapasitet rundt 300 000 tonn. Med den økende etterspørselen etter celluloseetere av høy kvalitet i bransjer som medisin, mat og daglige kjemikalier, øker den innenlandske etterspørselen etter andre celluloseeterprodukter enn CMC. , produksjonskapasiteten til MC/HPMC er omtrent 120 000 tonn, og til HEC er omtrent 20 000 tonn. PAC er fortsatt i markedsførings- og søknadsstadiet i Kina. Med utviklingen av store offshore-oljefelt og utviklingen av byggematerialer, mat, kjemisk og annen industri, øker og utvider mengden og feltet av PAC år for år, med en produksjonskapasitet på mer enn 10 000 tonn.

4. Klassifisering:

I henhold til den kjemiske strukturklassifiseringen av substituenter, kan de deles inn i anioniske, kationiske og ikke-ioniske etere. Avhengig av foretringsmiddelet som brukes, er det metylcellulose, hydroksyetylmetylcellulose, karboksymetylcellulose, etylcellulose, benzylcellulose, hydroksyetylcellulose, hydroksypropylmetylcellulosecellulose, cyanoetylcellulose, benzylcyanoetylcellulose, karboksymetylhydroksyetylcellulose og praktisk metylcellulose er cellulose, etc.

Metylcellulose:

Etter at den raffinerte bomullen er behandlet med alkali, produseres celluloseeter gjennom en rekke reaksjoner med metanklorid som foretringsmiddel. Vanligvis er substitusjonsgraden 1,6~2,0, og løseligheten er også forskjellig med forskjellige substitusjonsgrader. Den tilhører ikke-ionisk celluloseeter.

(1) Metylcellulose er løselig i kaldt vann, og det vil være vanskelig å løse opp i varmt vann. Dens vandige løsning er meget stabil i området pH=3~12. Den har god kompatibilitet med stivelse, guargummi, etc. og mange overflateaktive stoffer. Når temperaturen når geleringstemperaturen, skjer geldannelse.

(2) Vannretensjonen til metylcellulose avhenger av tilsetningsmengde, viskositet, partikkelstørrelse og oppløsningshastighet. Generelt, hvis tilsetningsmengden er stor, finheten er liten, og viskositeten er stor, er vannretensjonshastigheten høy. Blant dem har mengden tilsetning størst innvirkning på vannretensjonshastigheten, og viskositetsnivået er ikke direkte proporsjonalt med nivået av vannretensjonshastigheten. Oppløsningshastigheten avhenger hovedsakelig av graden av overflatemodifisering av cellulosepartikler og partikkelfinhet. Blant de ovennevnte celluloseeterne har metylcellulose og hydroksypropylmetylcellulose høyere vannretensjonshastigheter.

(3) Endringer i temperaturen kan alvorlig påvirke vannretensjonen av metylcellulose. Generelt, jo høyere temperatur, desto dårligere blir vannretensjonen. Hvis mørteltemperaturen overstiger 40°C, vil vannretensjonen av metylcellulose reduseres betydelig, noe som alvorlig påvirker konstruksjonen av mørtelen.

(4)Metylcellulosehar en betydelig effekt på mørtelens bearbeidbarhet og kohesjon. "Klebevnen" refererer her til bindekraften som føles mellom arbeiderens applikatorverktøy og veggunderlaget, det vil si mørtelens skjærmotstand. Klebeevnen er høy, skjærmotstanden til mørtelen er stor, og styrken som kreves av arbeiderne i bruksprosessen er også stor, og konstruksjonsytelsen til mørtelen er dårlig. Sammenhengen av metylcellulose er på et middels nivå i celluloseeterprodukter.

Hydroksypropylmetylcellulose:

Hydroksypropylmetylcellulose er en cellulosevariant hvis produksjon og forbruk øker raskt. Det er en ikke-ionisk celluloseblandet eter laget av raffinert bomull etter alkalisering, ved bruk av propylenoksid og metylklorid som foretringsmiddel, gjennom en rekke reaksjoner. Substitusjonsgraden er generelt 1,2~2,0. Egenskapene varierer avhengig av forholdet mellom metoksylinnhold og hydroksypropylinnhold.

(1) Hydroksypropylmetylcellulose er lett løselig i kaldt vann, og det vil støte på vanskeligheter med å oppløses i varmt vann. Men geleringstemperaturen i varmt vann er betydelig høyere enn for metylcellulose. Løseligheten i kaldt vann er også sterkt forbedret sammenlignet med metylcellulose.

(2) Viskositeten til hydroksypropylmetylcellulose er relatert til dens molekylvekt, og jo større molekylvekt, desto høyere viskositet. Temperaturen påvirker også dens viskositet, når temperaturen øker, synker viskositeten. Påvirkningen av dens høye viskositet og temperatur er imidlertid lavere enn for metylcellulose. Løsningen er stabil når den oppbevares ved romtemperatur.

(3) Vannretensjonen til hydroksypropylmetylcellulose avhenger av dens tilsetningsmengde, viskositet, etc., og vannretensjonshastigheten under samme tilsetningsmengde er høyere enn for metylcellulose.

(4)Hydroksypropylmetylcelluloseer stabil overfor syre og alkali, og dens vandige løsning er meget stabil i området pH=2~12. Kaustisk soda og kalkvann har liten effekt på ytelsen, men alkali kan fremskynde oppløsningen og øke viskositeten litt. Hydroksypropylmetylcellulose er stabil overfor vanlige salter, men når konsentrasjonen av saltløsning er høy, har viskositeten til hydroksypropylmetylcellulose-løsningen en tendens til å øke.

(5) Hydroksypropylmetylcellulose kan blandes med vannløselige polymerforbindelser for å danne en jevn og høyere viskositetsløsning. Slik som polyvinylalkohol, stivelseseter, vegetabilsk gummi, etc.

(6) Hydroksypropylmetylcellulose har bedre enzymresistens enn metylcellulose, og løsningen er mindre sannsynlig å bli nedbrutt av enzymer enn metylcellulose.

(7) Adhesjonen av hydroksypropylmetylcellulose til mørtelkonstruksjon er høyere enn for metylcellulose.

Hydroksyetylcellulose:

Den er laget av raffinert bomull behandlet med alkali, og reagert med etylenoksid som foretringsmiddel i nærvær av isopropanol. Substitusjonsgraden er vanligvis 1,5~2,0. Den har sterk hydrofilitet og er lett å absorbere fuktighet.

(1) Hydroksyetylcellulose er løselig i kaldt vann, men det er vanskelig å løse opp i varmt vann. Løsningen er stabil ved høy temperatur uten geldannelse. Den kan brukes i lang tid under høy temperatur i mørtel, men vannretensjonen er lavere enn for metylcellulose.

(2) Hydroksyetylcellulose er stabil overfor generell syre og alkali, og alkali kan akselerere oppløsningen og øke viskositeten litt. Dispergerbarheten i vann er litt dårligere enn for metylcellulose og hydroksypropylmetylcellulose.

(3) Hydroksyetylcellulose har god anti-sag ytelse for mørtel, men den har en lengre retarderingstid for sement.

(4) Ytelsen til hydroksyetylcellulose produsert av enkelte innenlandske bedrifter er åpenbart lavere enn for metylcellulose på grunn av dets høye vanninnhold og høye askeinnhold.

(5) Muggen i den vandige løsningen av hydroksyetylcellulose er relativt alvorlig. Ved en temperatur på ca. 40°C kan det oppstå mugg i løpet av 3 til 5 dager, noe som vil påvirke ytelsen.

Karboksymetylcellulose:

Lonic celluloseeter er laget av naturlige fibre (bomull, etc.) etter alkalibehandling, ved bruk av natriummonokloracetat som foretringsmiddel, og gjennomgår en rekke reaksjonsbehandlinger. Substitusjonsgraden er generelt 0,4~1,4, og ytelsen påvirkes sterkt av substitusjonsgraden.

(1) Karboksymetylcellulose er mer hygroskopisk, og den vil inneholde mer vann når den lagres under generelle forhold.

(2) Karboksymetylcellulose vandig løsning produserer ikke gel, og viskositeten avtar med økningen i temperaturen. Når temperaturen overstiger 50°C, er viskositeten irreversibel.

(3) Dens stabilitet påvirkes sterkt av pH. Generelt kan den brukes i gipsbasert mørtel, men ikke i sementbasert mørtel. Når den er svært alkalisk, vil den miste viskositet.

(4) Dens vannretensjon er langt lavere enn metylcellulose. Det virker retarderende på gipsbasert mørtel og reduserer styrken. Imidlertid er prisen på karboksymetylcellulose betydelig lavere enn prisen på metylcellulose.

Cellulose Alkyl Ether:

Representative er metylcellulose og etylcellulose. I industriell produksjon brukes metylklorid eller etylklorid generelt som foretringsmiddel, og reaksjonen er som følger:

I formelen representerer R CH3 eller C2H5. Alkalikonsentrasjon påvirker ikke bare graden av foretring, men påvirker også forbruket av alkylhalogenider. Jo lavere alkalikonsentrasjon, desto sterkere er hydrolysen av alkylhalogenidet. For å redusere forbruket av foretringsmiddel må alkalikonsentrasjonen økes. Men når alkalikonsentrasjonen er for høy, reduseres svellingseffekten av cellulose, noe som ikke bidrar til foretringsreaksjonen, og graden av foretring reduseres derfor. For dette formål kan konsentrert lut eller fast lut tilsettes under reaksjonen. Reaktoren bør ha en god røre- og riveanordning slik at alkaliet kan fordeles jevnt. Metylcellulose er mye brukt som fortykningsmiddel, klebemiddel og beskyttende kolloid etc. Det kan også brukes som et dispergeringsmiddel for emulsjonspolymerisering, et bindedispergeringsmiddel for frø, en tekstilslurry, et tilsetningsstoff for mat og kosmetikk, et medisinsk lim, et medikamentbeleggmateriale, og brukes i lateksmaling, trykkfarge, trykkfarge, keramisk bruk og økt produksjonstid styrke, etc. Etylcelluloseprodukter har høy mekanisk styrke, fleksibilitet, varmebestandighet og kuldebestandighet. Lavsubstituert etylcellulose er løselig i vann og fortynnede alkaliske løsninger, og høysubstituerte produkter er løselige i de fleste organiske løsningsmidler. Den har god kompatibilitet med forskjellige harpikser og myknere. Den kan brukes til å lage plast, filmer, lakk, lim, lateks og beleggmaterialer for medikamenter, etc. Innføring av hydroksyalkylgrupper i cellulosealkyletere kan forbedre oppløseligheten, redusere dens følsomhet for utsalting, øke geleringstemperaturen og forbedre smelteegenskapene, etc. Graden av endring i egenskapene ovenfor varierer med arten av hydroksygruppene og substituenten til hydroksygruppene.

Cellulose hydroksyalkyleter:

Representative er hydroksyetylcellulose og hydroksypropylcellulose. Foretringsmidler er epoksider som etylenoksid og propylenoksid. Bruk syre eller base som katalysator. Industriell produksjon er å reagere alkalisk cellulose med foretringsmiddel:hydroksyetylcellulosemed høy substitusjonsverdi er løselig i både kaldt vann og varmt vann. Hydroksypropylcellulose med høy substitusjonsverdi er bare løselig i kaldt vann, men ikke i varmt vann. Hydroksyetylcellulose kan brukes som fortykningsmiddel for lateksbelegg, tekstiltrykk og fargepastaer, papirlimingsmaterialer, lim og beskyttende kolloider. Bruken av hydroksypropylcellulose er lik bruken av hydroksyetylcellulose. Hydroksypropylcellulose med lav substitusjonsverdi kan brukes som et farmasøytisk hjelpestoff, som kan ha både bindende og desintegrerende egenskaper.

Karboksymetylcellulose, den engelske forkortelsen CMC, finnes vanligvis i form av natriumsalt. Foretringsmidlet er monokloreddiksyre, og reaksjonen er som følger:

Karboksymetylcellulose er den mest brukte vannløselige celluloseeteren. Tidligere ble det hovedsakelig brukt som boreslam, men nå er det utvidet til å kunne brukes som tilsetning av vaskemiddel, klesslam, lateksmaling, belegg av papp og papir etc. Ren karboksymetylcellulose kan brukes i mat, medisin, kosmetikk, og også som lim for keramikk og former.

Polyanionisk cellulose (PAC) er en ionisk celluloseeter og er et avansert erstatningsprodukt for karboksymetylcellulose (CMC). Det er et hvitt, off-white eller litt gult pulver eller granulat, ikke-giftig, smakløst, lett å løse opp i vann for å danne en gjennomsiktig løsning med en viss viskositet, har bedre varmebestandighetsstabilitet og saltbestandighet, og sterke antibakterielle egenskaper. Ingen mugg og forringelse. Den har egenskapene til høy renhet, høy grad av substitusjon og jevn fordeling av substituenter. Den kan brukes som bindemiddel, fortykningsmiddel, reologimodifiserende middel, væsketapsreduserende middel, suspensjonsstabilisator, etc. Polyanionisk cellulose (PAC) er mye brukt i alle bransjer hvor CMC kan påføres, noe som kan redusere doseringen sterkt, lette bruken, gi bedre stabilitet og møte høyere prosesskrav.

Cyanoetylcellulose er reaksjonsproduktet av cellulose og akrylnitril under katalyse av alkali.

Cyanoetylcellulose har en høy dielektrisk konstant og lav tapskoeffisient og kan brukes som harpiksmatrise for fosfor- og elektroluminescerende lamper. Lavsubstituert cyanoetylcellulose kan brukes som isolasjonspapir for transformatorer.

Høyere fettalkoholetere, alkenyletere og aromatiske alkoholetere av cellulose er blitt fremstilt, men har ikke blitt brukt i praksis.

Fremstillingsmetodene for celluloseeter kan deles inn i vannmediummetoden, løsningsmiddelmetoden, eltemetoden, slurrymetoden, gass-faststoffmetoden, væskefasemetoden og kombinasjonen av metodene ovenfor.

5. Forberedelsesprinsipp:

Massen med høy α-cellulose er gjennomvåt med alkalisk løsning for å svelle den for å ødelegge flere hydrogenbindinger, lette diffusjonen av reagenser og generere alkalicellulose, og deretter reagere med foretringsmiddel for å oppnå celluloseeter. Foretringsmidler inkluderer hydrokarbonhalogenider (eller sulfater), epoksider og α- og β-umettede forbindelser med elektronakseptorer.

6. Grunnleggende ytelse:

Tilsetningsstoffer spiller en nøkkelrolle for å forbedre ytelsen til bygging av tørrblandet mørtel, og står for mer enn 40 % av materialkostnaden i tørrblandet mørtel. En betydelig del av tilsetningen på hjemmemarkedet leveres av utenlandske produsenter, og referansedosen til produktet er også levert av leverandøren. Som et resultat forblir kostnadene for tørrblandede mørtelprodukter høye, og det er vanskelig å popularisere vanlige mur- og pussmørtler med en stor mengde og et bredt spekter. High-end markedsprodukter kontrolleres av utenlandske selskaper, og produsenter av tørrblandet mørtel har lav fortjeneste og dårlig prisoverkommelighet; bruken av tilsetningsstoffer mangler systematisk og målrettet forskning, og følger blindt utenlandske formler.

Vannholdende middel er en nøkkelblanding for å forbedre vannretensjonsytelsen til tørrblandet mørtel, og det er også en av nøkkelblandingene for å bestemme kostnadene for tørrblandet mørtelmaterialer. Hovedfunksjonen til celluloseeter er vannretensjon.

Celluloseeter er en generell betegnelse for en serie produkter produsert ved omsetning av alkalicellulose og foretringsmiddel under visse forhold. Alkalicellulose erstattes av forskjellige foretringsmidler for å oppnå forskjellige celluloseetere. I henhold til ioniseringsegenskapene til substituenter kan celluloseetere deles inn i to kategorier: ioniske (som karboksymetylcellulose) og ikke-ioniske (som metylcellulose). Avhengig av typen substituent kan celluloseeter deles inn i monoeter (som metylcellulose) og blandet eter (som hydroksypropylmetylcellulose). I henhold til forskjellig løselighet kan den deles inn i vannløselighet (som hydroksyetylcellulose) og organisk løsningsmiddelløselighet (som etylcellulose). Tørrblandet mørtel er hovedsakelig vannløselig cellulose, og vannløselig cellulose er delt inn i øyeblikkelig type og overflatebehandlet forsinket oppløsningstype.

Virkningsmekanismen til celluloseeter i mørtel er som følger:

(1) Ettercelluloseeteri mørtelen er oppløst i vann, sikres den effektive og jevne fordelingen av det sementholdige materialet i systemet på grunn av overflateaktiviteten, og celluloseeteren, som en beskyttende kolloid, "pakker inn" de faste partiklene og det dannes et lag med smørefilm på dens ytre overflate, noe som gjør mørtelsystemet mer stabilt, og forbedrer også mørtelens smidighet under konstruksjonen.

(2) På grunn av sin egen molekylære struktur gjør celluloseeterløsningen fuktigheten i mørtelen ikke lett å miste, og frigjør den gradvis over lang tid, noe som gir mørtelen god vannretensjon og bearbeidbarhet.