1. Метилцеллюлоза (МЦ)
После обработки очищенного хлопка щелочью, в результате ряда реакций с хлоридом метана в качестве этерифицирующего агента получают эфир целлюлозы. Как правило, степень замещения составляет 1,6–2,0, а растворимость также различается в зависимости от степени замещения. Он относится к неионогенным эфирам целлюлозы.
(1) Метилцеллюлоза растворима в холодной воде, но трудно растворяется в горячей воде. Ее водный раствор очень стабилен в диапазоне pH = 3–12. Она обладает хорошей совместимостью с крахмалом, гуаровой камедью и многими поверхностно-активными веществами. Когда температура достигает температуры гелеобразования, происходит гелеобразование.
(2) Водоудерживающая способность метилцеллюлозы зависит от количества добавленного вещества, вязкости, тонкости частиц и скорости растворения. Как правило, если количество добавленного вещества велико, тонкость частиц мала, а вязкость высока, то водоудерживающая способность высока. При этом количество добавленного вещества оказывает наибольшее влияние на водоудерживающую способность, а уровень вязкости не прямо пропорционален уровню водоудерживающей способности. Скорость растворения в основном зависит от степени модификации поверхности частиц целлюлозы и тонкости частиц. Среди вышеупомянутых эфиров целлюлозы метилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза обладают более высокими показателями водоудерживающей способности.
(3) Изменения температуры серьезно повлияют на способность метилцеллюлозы удерживать воду. Как правило, чем выше температура, тем хуже удерживание воды. Если температура раствора превышает 40 °C, удерживание воды метилцеллюлозой значительно снизится, что серьезно повлияет на качество строительства.
(4) Метилцеллюлоза оказывает существенное влияние на конструктивные свойства и адгезию раствора. Под «адгезией» здесь понимается сила сцепления, ощущаемая между инструментом, используемым рабочим, и основанием стены, то есть сопротивление сдвигу раствора. При высокой адгезии сопротивление сдвигу раствора велико, а требуемая от рабочих прочность в процессе использования также велика, что приводит к низкой эффективности строительства. Адгезия метилцеллюлозы в продуктах на основе эфиров целлюлозы находится на умеренном уровне.
2. Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ)
Гидроксипропилметилцеллюлоза — это разновидность целлюлозы, производство и потребление которой в последние годы быстро растут. Это неионогенный смешанный эфир целлюлозы, получаемый из очищенного хлопка после щелочной обработки с использованием оксида пропилена и метилхлорида в качестве этерифицирующего агента в результате ряда реакций. Степень замещения обычно составляет 1,2–2,0. Ее свойства различаются из-за разного соотношения метоксильных и гидроксипропильных групп.
(1) Гидроксипропилметилцеллюлоза легко растворяется в холодной воде, но с трудом растворяется в горячей воде. Однако температура ее гелеобразования в горячей воде значительно выше, чем у метилцеллюлозы. Растворимость в холодной воде также значительно улучшена по сравнению с метилцеллюлозой.
(2) Вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы связана с ее молекулярной массой, и чем больше молекулярная масса, тем выше вязкость. Температура также влияет на ее вязкость: с повышением температуры вязкость уменьшается. Однако ее высокая вязкость имеет меньшее температурное воздействие, чем метилцеллюлоза. Ее раствор стабилен при хранении при комнатной температуре.
(3) Водоудерживающая способность гидроксипропилметилцеллюлозы зависит от количества ее добавления, вязкости и т. д., и ее водоудерживающая способность при одинаковом количестве добавления выше, чем у метилцеллюлозы.
(4) Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к кислотам и щелочам, а ее водный раствор очень стабилен в диапазоне pH=2–12. Каустическая сода и известковая вода мало влияют на ее свойства, но щелочи могут ускорить ее растворение и увеличить вязкость. Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к обычным солям, но при высокой концентрации солевого раствора вязкость раствора гидроксипропилметилцеллюлозы имеет тенденцию к увеличению.
(5) Гидроксипропилметилцеллюлозу можно смешивать с водорастворимыми полимерными соединениями для образования однородного раствора с более высокой вязкостью. Например, поливиниловый спирт, эфир крахмала, растительная камедь и т. д.
(6) Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает лучшей устойчивостью к ферментам, чем метилцеллюлоза, и ее раствор менее подвержен разложению ферментами, чем метилцеллюлоза. Адгезия гидроксипропилметилцеллюлозы к строительному раствору выше, чем у метилцеллюлозы.
3. Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭК)
Он изготавливается из очищенного хлопка, обработанного щелочью, и реагирует с этиленоксидом в качестве этерифицирующего агента в присутствии ацетона. Степень замещения обычно составляет 1,5–2,0. Он обладает сильной гидрофильностью и легко впитывает влагу.
(1) Гидроксиэтилцеллюлоза растворима в холодной воде, но плохо растворяется в горячей воде. Ее раствор стабилен при высоких температурах, не образуя геля. Ее можно использовать длительное время при высоких температурах в растворе, но ее влагоудержание ниже, чем у метилцеллюлозы.
(2) Гидроксиэтилцеллюлоза устойчива к общим кислотам и щелочам. Щелочи могут ускорить ее растворение и незначительно увеличить ее вязкость. Ее диспергируемость в воде несколько хуже, чем у метилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы.
(3) Гидроксиэтилцеллюлоза обладает хорошими противоскользящими свойствами для строительного раствора, но имеет более длительное время замедления для цемента.
(4) Характеристики гидроксиэтилцеллюлозы, производимой некоторыми отечественными предприятиями, заметно ниже, чем у метилцеллюлозы, из-за высокого содержания воды и высокого содержания золы.
4. Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)
Ионный целлюлозный эфир получают из натуральных волокон (хлопка и др.), обработанных щелочью, и используют в качестве этерифицирующего агента посредством ряда реакционных обработок. Степень замещения обычно составляет 0,4–1,4, и его характеристики в значительной степени зависят от степени замещения.
(1) Карбоксиметилцеллюлоза более гигроскопична и будет содержать больше воды при хранении в обычных условиях.
(2) Водный раствор карбоксиметилцеллюлозы не образует гель, и вязкость уменьшается с повышением температуры. При температуре выше 50 °C вязкость становится необратимой.
(3) На его стабильность сильно влияет pH. Как правило, его можно использовать в гипсовом растворе, но не в цементном. При высокой щелочности он теряет вязкость.
(4) Его водоудерживающая способность значительно ниже, чем у метилцеллюлозы. Он замедляет работу гипсового раствора и снижает его прочность. Однако цена карбоксиметилцеллюлозы значительно ниже, чем цена метилцеллюлозы.
Дата публикации: 10 января 2023 г.