Эфир целлюлозы — это синтетический полимер, получаемый из природной целлюлозы путем химической модификации. Эфир целлюлозы является производным природной целлюлозы. Производство эфира целлюлозы отличается от производства синтетических полимеров. Его основным материалом является целлюлоза, природное полимерное соединение. Из-за особенностей структуры природной целлюлозы сама целлюлоза не способна реагировать с этерифицирующими агентами. Однако после обработки набухающим агентом прочные водородные связи между молекулярными цепями разрушаются, и происходит активное высвобождение гидроксильных групп, в результате чего образуется реакционноспособная щелочная целлюлоза. Получают эфир целлюлозы.
В готовых строительных смесях количество добавляемого эфира целлюлозы очень мало, но он может значительно улучшить характеристики влажного раствора и является основной добавкой, влияющей на строительные свойства раствора. Разумный выбор эфиров целлюлозы различных видов, с разной вязкостью, размером частиц, степенью вязкости и количеством добавки окажет положительное влияние на улучшение характеристик сухого порошкового раствора. В настоящее время многие строительные и штукатурные растворы обладают плохой водоудерживающей способностью, и водная суспензия расслаивается через несколько минут после отстаивания.
Водоудерживающая способность является важным свойством метилцеллюлозного эфира, и это свойство, которому уделяют внимание многие отечественные производители сухих строительных смесей, особенно в южных регионах с высокими температурами. Факторы, влияющие на водоудерживающую способность сухих строительных смесей, включают количество добавленного метилцеллюлозного эфира, вязкость метилцеллюлозного эфира, тонкость помола частиц и температуру окружающей среды.
Свойства эфиров целлюлозы зависят от типа, количества и распределения заместителей. Классификация эфиров целлюлозы также основана на типе заместителей, степени этерификации, растворимости и соответствующих свойствах применения. В зависимости от типа заместителей в молекулярной цепи их можно разделить на моноэфиры и смешанные эфиры. Обычно используемый нами метилцеллюлозный эфир (МЦ) является моноэфиром, а гидроксиметилцеллюлозный эфир (ГМЦ) — смешанным эфиром. Метилцеллюлозный эфир (МЦ) — это продукт замещения метоксигруппы в глюкозном звене природной целлюлозы. Его структурная формула — [COH7O2(OH)3-h(OCH3)h ]x. Часть гидроксильной группы в структуре замещена метоксигруппой, а другая часть — гидроксипропильной группой, структурная формула [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x Этилметилцеллюлозный эфир HEMC, это основные разновидности, широко используемые и продаваемые на рынке.
По растворимости их можно разделить на ионные и неионогенные. Водорастворимые неионогенные эфиры целлюлозы в основном состоят из двух рядов алкиловых эфиров и гидроксиалкиловых эфиров. Ионная КМЦ в основном используется в синтетических моющих средствах, текстильной печати и крашении, пищевой промышленности и нефтедобыче. Неионогенные МК, ГПМЦ, ГЭМК и др. в основном используются в строительных материалах, латексных покрытиях, медицине, бытовой химии и т. д. Применяются в качестве загустителей, водоудерживающих агентов, стабилизаторов, диспергаторов и пленкообразующих агентов.
Водоудерживающая способность эфира целлюлозы: В производстве строительных материалов, особенно сухих порошковых растворов, эфир целлюлозы играет незаменимую роль, особенно при производстве специальных растворов (модифицированных растворов), являясь незаменимым и важным компонентом. Важная роль водорастворимого эфира целлюлозы в растворе в основном проявляется в трех аспектах:
1. Отличная влагоудерживающая способность.
2. Влияние на консистенцию и тиксотропию раствора.
3. Взаимодействие с цементом.
Водоудерживающий эффект эфира целлюлозы зависит от водопоглощения базового слоя, состава раствора, толщины слоя раствора, водопотребности раствора и времени схватывания материала. Водоудерживающий эффект эфира целлюлозы обусловлен его растворимостью и дегидратацией. Как известно, несмотря на то, что молекулярная цепь целлюлозы содержит большое количество легко гидратируемых ОН-групп, она нерастворима в воде, поскольку структура целлюлозы обладает высокой степенью кристалличности. Гидратационной способности одних только гидроксильных групп недостаточно для покрытия сильных водородных связей и сил Ван дер Ваальса между молекулами. Поэтому она только набухает, но не растворяется в воде. При введении заместителя в молекулярную цепь происходит не только разрушение водородных связей, но и разрыв межцепочечных водородных связей из-за заклинивания заместителя между соседними цепями. Чем больше заместитель, тем больше расстояние между молекулами. Чем сильнее разрушение водородных связей, тем более водорастворимым становится эфир целлюлозы после расширения целлюлозной решетки и проникновения раствора, образуя высоковязкий раствор. При повышении температуры гидратация полимера ослабевает, и вода между цепями вытесняется. Когда эффект дегидратации становится достаточным, молекулы начинают агрегировать, образуя трехмерную сетевую структуру геля и сворачиваясь.
Дата публикации: 06.12.2022