1. Основная функция эфира целлюлозы
В готовых смесях эфир целлюлозы является основной добавкой, которая добавляется в очень малых количествах, но может значительно улучшить эксплуатационные характеристики влажного раствора и повлиять на строительные характеристики раствора.
2. Типы эфиров целлюлозы
Производство эфира целлюлозы осуществляется в основном из натуральных волокон путем щелочного растворения, реакции прививки (этерификации), промывки, сушки, измельчения и других процессов.
По основному сырью натуральные волокна можно разделить на: хлопковое волокно, кедровое волокно, буковое волокно и т. д. Степень их полимеризации различна, что влияет на конечную вязкость их продукции. В настоящее время основные производители целлюлозы используют в качестве основного сырья хлопковое волокно (побочный продукт нитроцеллюлозы).
Эфиры целлюлозы можно разделить на ионные и неионные. К ионным в основном относится соль карбоксиметилцеллюлозы, а к неионным — метилцеллюлоза, метилгидроксиэтил(пропил)целлюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и т. д.
В настоящее время эфиры целлюлозы, используемые в готовых смесях, в основном представляют собой эфир метилцеллюлозы (MC), эфир метилгидроксиэтилцеллюлозы (MHEC), эфир метилгидроксипропилцеллюлозы (MHPG), эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMC). В готовых смесях, поскольку ионная целлюлоза (соль карбоксиметилцеллюлозы) нестабильна в присутствии ионов кальция, она редко используется в готовых смесях, в которых в качестве вяжущих материалов используются цемент, гашеная известь и т. д. В некоторых местах Китая соль карбоксиметилцеллюлозы используется в качестве загустителя для некоторых внутренних продуктов, обработанных модифицированным крахмалом в качестве основного вяжущего материала и порошком Shuangfei в качестве наполнителя. Этот продукт подвержен плесени и не устойчив к воде, и в настоящее время его производство постепенно прекращается. Гидроксиэтилцеллюлоза также используется в некоторых готовых смесях, но имеет очень небольшую долю рынка.
3. Основные показатели эффективности эфира целлюлозы
(1) Растворимость
Целлюлоза — это полигидроксиполимерное соединение, которое не растворяется и не плавится. После этерификации целлюлоза растворяется в воде, разбавленном щелочном растворе и органическом растворителе и обладает термопластичностью. Растворимость в основном зависит от четырех факторов: во-первых, растворимость зависит от вязкости, чем ниже вязкость, тем выше растворимость. Во-вторых, характеристики групп, введенных в процессе этерификации, чем больше введенная группа, тем ниже растворимость; чем более полярна введенная группа, тем легче эфир целлюлозы растворяется в воде. В-третьих, степень замещения и распределение этерифицированных групп в макромолекулах. Большинство эфиров целлюлозы могут растворяться в воде только при определенной степени замещения. В-четвертых, степень полимеризации эфира целлюлозы, чем выше степень полимеризации, тем менее растворим; чем ниже степень полимеризации, тем шире диапазон степеней замещения, которые могут быть растворены в воде.
(2) Задержка воды
Водоудержание является важным свойством эфира целлюлозы, и это также свойство, на которое обращают внимание многие отечественные производители сухих порошков, особенно в южных регионах с высокими температурами. Факторы, влияющие на водоудерживающее действие раствора, включают количество добавленного эфира целлюлозы, вязкость, тонкость частиц и температуру среды использования. Чем больше количество добавленного эфира целлюлозы, тем лучше водоудерживающее действие; чем больше вязкость, тем лучше водоудерживающее действие; чем мельче частицы, тем лучше водоудерживающее действие.
(3) Вязкость
Вязкость является важным параметром продуктов эфира целлюлозы. В настоящее время разные производители эфира целлюлозы используют разные методы и приборы для измерения вязкости. Для одного и того же продукта результаты вязкости, измеренные разными методами, сильно различаются, а некоторые даже имеют двойную разницу. Поэтому при сравнении вязкости его необходимо проводить между одними и теми же методами испытаний, включая температуру, ротор и т. д.
Вообще говоря, чем выше вязкость, тем лучше эффект удержания воды. Однако, чем выше вязкость, тем выше молекулярная масса эфира целлюлозы, и соответствующее снижение его растворимости будет иметь отрицательное влияние на прочность и строительные характеристики раствора. Чем выше вязкость, тем более очевиден эффект загущения раствора, но он не прямо пропорционален. Чем выше вязкость, тем более вязким будет мокрый раствор. Во время строительства это проявляется как прилипание к скребку и высокая адгезия к основанию. Но это не помогает увеличить структурную прочность самого мокрого раствора. Во время строительства противопровисающие свойства не очевидны. Напротив, некоторые средне- и низковязкие, но модифицированные эфиры метилцеллюлозы обладают превосходной эффективностью в улучшении структурной прочности мокрого раствора.
(4) Тонкость частиц:
Эфир целлюлозы, используемый для готового раствора, должен быть порошкообразным, с низким содержанием воды, а тонкость также требует, чтобы 20–60 % размера частиц были менее 63 мкм. Тонкость влияет на растворимость эфира целлюлозы. Крупные эфиры целлюлозы обычно имеют форму гранул, которые легко диспергируются и растворяются в воде без агломерации, но скорость растворения очень медленная, поэтому они не подходят для использования в готовом растворе (некоторые отечественные продукты являются хлопьевидными, нелегко диспергируются и растворяются в воде и склонны к слеживанию). В готовом растворе эфир целлюлозы диспергируется между заполнителями, мелкими наполнителями и цементом и другими цементирующими материалами. Только достаточно мелкий порошок может избежать агломерации эфира целлюлозы при смешивании с водой. Когда эфир целлюлозы добавляется с водой для растворения агломерации, его очень трудно диспергировать и растворить.
(5) Модификация эфира целлюлозы
Модификация эфира целлюлозы — это расширение его производительности, и это самая важная часть. Свойства эфира целлюлозы могут быть улучшены для оптимизации его смачиваемости, диспергируемости, адгезии, загущения, эмульгирования, удержания воды и пленкообразующих свойств, а также его непроницаемости для масла.
4. Влияние температуры окружающей среды на водоудержание раствора
Водоудержание эфира целлюлозы уменьшается с повышением температуры. В практических применениях материалов раствор часто наносится на горячие основания при высоких температурах (выше 40 °C) во многих средах. Уменьшение водоудержания привело к заметному влиянию на удобоукладываемость и трещиностойкость. Его зависимость от температуры по-прежнему будет приводить к ослаблению свойств раствора, и особенно важно уменьшить влияние температурных факторов в этих условиях. Рецепты раствора были соответствующим образом скорректированы, и в сезонные рецепты было внесено много важных изменений. Несмотря на увеличение дозировки (летняя формула), удобоукладываемость и трещиностойкость по-прежнему не могут удовлетворить потребности использования, что требует некоторой специальной обработки эфира целлюлозы, такой как увеличение степени этерификации и т. д., чтобы эффект удержания воды мог быть достигнут при относительно высокой температуре. Он сохраняет лучший эффект при высокой температуре, поэтому он обеспечивает лучшую производительность в суровых условиях.
5. Применение в готовом растворе
В готовом растворе эфир целлюлозы играет роль водоудерживающего, загущающего и улучшающего строительные характеристики. Хорошие показатели водоудержания гарантируют, что раствор не вызовет шлифования, порошкообразования и снижения прочности из-за нехватки воды и неполной гидратации. Эффект загущения значительно повышает структурную прочность влажного раствора. Добавление эфира целлюлозы может значительно улучшить влажную вязкость влажного раствора и имеет хорошую вязкость для различных оснований, тем самым улучшая стеновые характеристики влажного раствора и сокращая отходы. Кроме того, роль эфира целлюлозы в различных продуктах также различна. Например, в плиточных клеях эфир целлюлозы может увеличить время открытия и отрегулировать время; в механическом распыляемом растворе он может улучшить структурную прочность влажного раствора; в самовыравнивающемся он может предотвратить усадку, сегрегацию и расслоение. Поэтому, как важная добавка, эфир целлюлозы широко используется в сухом порошковом растворе.
Время публикации: 11 января 2023 г.