Шта је целулозни етар?

Целулоза етарје полимерно једињење етарске структуре направљено од целулозе. Сваки глукозилни прстен у макромолекулу целулозе садржи три хидроксилне групе, примарну хидроксилну групу на шестом атому угљеника, секундарну хидроксилну групу на другом и трећем атому угљеника, а водоник у хидроксилној групи је замењен угљоводоничном групом да би се генерисали деривати целулозног етра. То је производ у коме је водоник хидроксилне групе у полимеру целулозе замењен угљоводоничном групом. Целулоза је полихидрокси полимерно једињење које се нити раствара нити топи. Након етерификације, целулоза је растворљива у води, разблаженом алкалном раствору и органском растварачу и има термопластичност.

Целулоза је полихидрокси полимерно једињење које се нити раствара нити топи. Након етерификације, целулоза је растворљива у води, разблаженом алкалном раствору и органском растварачу и има термопластичност.

1. Природа:

Растворљивост целулозе након етерификације се значајно мења. Може се растворити у води, разблаженој киселини, разблаженој бази или органском растварачу. Растворљивост углавном зависи од три фактора: (1) Карактеристике група које се уводе у процесу етерификације, уведени Што је већа група, то је мања растворљивост и што је јачи поларитет уведене групе, то је етар целулозе лакше растворљив у води; (2) Степен супституције и расподела етерификованих група у макромолекулу. Већина етра целулозе може се растворити у води само под одређеним степеном супституције, а степен супституције је између 0 и 3; (3) Степен полимеризације целулозног етра, што је већи степен полимеризације, то је мање растворљив; Што је нижи степен супституције који се може растворити у води, то је шири опсег. Постоји много врста целулозних етера са одличним перформансама, а они се широко користе у грађевинарству, цементу, нафти, прехрамбеној, текстилној, детерџентима, бојама, медицини, производњи папира и електронским компонентама и другим индустријама.

2. Развити:

Кина је највећи светски произвођач и потрошач целулозног етра, са просечном годишњом стопом раста од више од 20%. Према прелиминарним статистикама, у Кини постоји око 50 предузећа за производњу целулозног етра, пројектовани производни капацитет индустрије целулозног етра је премашио 400.000 тона, а постоји око 20 предузећа са више од 10.000 тона, углавном дистрибуираних у Шандонг, Хебеи, Цхонгкинг и Јиангсу. , Зхејианг, Шангај и друга места.

3. Потреба:

У 2011. години, кинески производни капацитет ЦМЦ био је око 300.000 тона. Са растућом потражњом за висококвалитетним целулозним етрима у индустријама као што су медицина, храна и дневне хемикалије, домаћа потражња за другим производима целулозног етра осим ЦМЦ-а расте. , производни капацитет МЦ/ХПМЦ је око 120.000 тона, а ХЕЦ око 20.000 тона. ПАЦ је још увек у фази промоције и пријаве у Кини. Са развојем великих морских нафтних поља и развојем грађевинског материјала, прехрамбене, хемијске и других индустрија, количина и поље ПАЦ се из године у годину повећавају и шире, са производним капацитетом већим од 10.000 тона.

4. Класификација:

Према класификацији хемијске структуре супституената, могу се поделити на ањонске, катјонске и нејонске етре. У зависности од коришћеног агенса за етерификацију, постоје метил целулоза, хидроксиетил метил целулоза, карбоксиметил целулоза, етил целулоза, бензил целулоза, хидроксиетил целулоза, хидроксипропил метил целулоза целулоза, цијаноетил целулоза, бензилцелулоза карбоксиметилцелулоза, бензилцетилцелулоза и карбоксиетил целулоза фенил целулоза итд. Практичније су метил целулоза и етил целулоза.

метилцелулоза:

Након што се рафинисани памук третира алкалијом, целулозни етар се производи низом реакција са метан хлоридом као средством за етерификацију. Генерално, степен супституције је 1,6~2,0, а растворљивост је такође различита са различитим степенима супституције. Припада нејонском целулозном етру.

(1) Метилцелулоза је растворљива у хладној води, а тешко ће се растворити у врућој води. Његов водени раствор је веома стабилан у опсегу пХ=3~12. Има добру компатибилност са скробом, гуар гумом итд. и многим сурфактантима. Када температура достигне температуру гелирања, долази до гелирања.

(2) Задржавање воде метил целулозе зависи од количине додавања, вискозитета, величине честица и брзине растварања. Генерално, ако је количина додатка велика, финоћа је мала, а вискозитет велики, стопа задржавања воде је висока. Међу њима, количина додатка има највећи утицај на стопу задржавања воде, а ниво вискозитета није директно пропорционалан нивоу стопе задржавања воде. Брзина растварања углавном зависи од степена модификације површине целулозних честица и финоће честица. Међу горе наведеним целулозним етрима, метил целулоза и хидроксипропил метил целулоза имају веће стопе задржавања воде.

(3) Промене температуре могу озбиљно утицати на задржавање воде метил целулозе. Генерално, што је температура виша, то је лошије задржавање воде. Ако температура малтера пређе 40°Ц, задржавање воде метил целулозе ће бити значајно смањено, што ће озбиљно утицати на конструкцију малтера.

(4)Метил целулозаима значајан утицај на обрадивост и кохезију малтера. „Адхезивност“ се овде односи на силу везивања која се осећа између алата за наношење радника и подлоге зида, односно отпорност малтера на смицање. Адхезивност је висока, отпорност малтера на смицање је велика, а снага која је потребна радницима у процесу употребе је такође велика, а конструкцијске перформансе малтера су лоше. Кохезија метил целулозе је на средњем нивоу у производима целулозног етра.

Хидроксипропилметилцелулоза:

Хидроксипропил метилцелулоза је врста целулозе чија производња и потрошња брзо расту. То је нејонски мешани етар целулозе направљен од рафинисаног памука након алкализације, користећи пропилен оксид и метил хлорид као агенс за етерификацију, низом реакција. Степен замене је генерално 1,2~2,0. Његова својства варирају у зависности од односа садржаја метоксила и садржаја хидроксипропила.

(1) Хидроксипропил метилцелулоза је лако растворљива у хладној води, а наићи ће на потешкоће при растварању у врућој води. Али његова температура гелирања у врућој води је знатно виша од температуре метил целулозе. Растворљивост у хладној води је такође значајно побољшана у поређењу са метил целулозом.

(2) Вискозност хидроксипропил метилцелулозе је повезана са њеном молекулском тежином, а што је већа молекулска тежина, то је већи вискозитет. Температура такође утиче на њен вискозитет, како се температура повећава, вискозност се смањује. Међутим, утицај њеног високог вискозитета и температуре је мањи од утицаја метил целулозе. Његов раствор је стабилан када се чува на собној температури.

(3) Задржавање воде хидроксипропил метилцелулозе зависи од њене додане количине, вискозитета итд., а њена стопа задржавања воде под истом количином додавања је већа од оне код метил целулозе.

(4)Хидроксипропил метилцелулозаје стабилан на киселине и алкалије, а његов водени раствор је веома стабилан у опсегу пХ=2~12. Каустична сода и кречна вода имају мало утицаја на његове перформансе, али алкалије могу убрзати његово растварање и мало повећати његов вискозитет. Хидроксипропил метилцелулоза је стабилна на уобичајене соли, али када је концентрација раствора соли висока, вискозитет раствора хидроксипропил метилцелулозе има тенденцију повећања.

(5) Хидроксипропил метилцелулоза се може мешати са полимерним једињењима растворљивим у води да би се формирао уједначен раствор вишег вискозитета. Као што су поливинил алкохол, скробни етар, биљна гума итд.

(6) Хидроксипропил метилцелулоза има бољу отпорност на ензиме од метилцелулозе и мања је вероватноћа да ће њен раствор бити разграђен ензимима него метилцелулоза.

(7) Адхезија хидроксипропил метилцелулозе на малтерну конструкцију је већа него код метилцелулозе.

Хидроксиетил целулоза:

Направљен је од рафинисаног памука третираног алкалијом, и реаговао са етилен оксидом као агенсом за етерификацију у присуству изопропанола. Његов степен замене је генерално 1,5~2,0. Има јаку хидрофилност и лако упија влагу.

(1) Хидроксиетил целулоза је растворљива у хладној води, али је тешко растворљива у врућој води. Његов раствор је стабилан на високој температури без желирања. Може се користити дуго времена на високој температури у малтеру, али је задржавање воде ниже него код метил целулозе.

(2) Хидроксиетил целулоза је стабилна на општу киселину и алкалије, а алкалија може убрзати њено растварање и мало повећати њен вискозитет. Његова дисперзибилност у води је нешто лошија од дисперзибилности метил целулозе и хидроксипропил метил целулозе.

(3) Хидроксиетил целулоза има добре перформансе против савијања за малтер, али има дуже време успоравања за цемент.

(4) Перформансе хидроксиетил целулозе коју производе нека домаћа предузећа су очигледно ниже од перформанси метил целулозе због високог садржаја воде и високог садржаја пепела.

(5) Буђ у воденом раствору хидроксиетил целулозе је релативно озбиљна. На температури од око 40°Ц у року од 3 до 5 дана може доћи до појаве плесни, што ће утицати на њен учинак.

карбоксиметил целулоза:

Лониц целулозни етар се прави од природних влакана (памук, итд.) након алкалне обраде, користећи натријум монохлорацетат као агенс за етерификацију, и подвргавајући се низу реакционих третмана. Степен замене је генерално 0,4~1,4, а на његову перформансу у великој мери утиче степен замене.

(1) Карбоксиметил целулоза је хигроскопнија и садржаће више воде када се чува у општим условима.

(2) Водени раствор карбоксиметил целулозе не производи гел, а вискозитет опада са повећањем температуре. Када температура пређе 50°Ц, вискозитет је неповратан.

(3) На његову стабилност у великој мери утиче пХ. Генерално, може се користити у малтеру на бази гипса, али не и у малтеру на бази цемента. Када је високо алкалан, изгубиће вискозност.

(4) Његово задржавање воде је далеко ниже од метил целулозе. Има успоравајући ефекат на малтере на бази гипса и смањује његову чврстоћу. Међутим, цена карбоксиметил целулозе је знатно нижа од цене метил целулозе.

Целулоза алкил етар:

Репрезентативне су метил целулоза и етил целулоза. У индустријској производњи, метил хлорид или етил хлорид се углавном користи као агенс за етерификацију, а реакција је следећа:

У формули, Р представља ЦХ3 или Ц2Х5. Концентрација алкалија не утиче само на степен етерификације, већ утиче и на потрошњу алкил халогенида. Што је нижа концентрација алкалија, то је јача хидролиза алкил халида. Да би се смањила потрошња агенса за етерификацију, концентрација алкалија се мора повећати. Међутим, када је концентрација алкалија превисока, смањује се ефекат бубрења целулозе, што не погодује реакцији етерификације, па се стога смањује степен етерификације. У ту сврху се током реакције може додати концентрована лужина или чврста лужина. Реактор треба да има добар уређај за мешање и цепање тако да се алкалија може равномерно распоредити. Метил целулоза се широко користи као згушњивач, лепак и заштитни колоид итд. Такође се може користити као дисперзант за емулзиону полимеризацију, везивни дисперзант за семе, текстилну суспензију, адитив за храну и козметику, медицински лепак, материјал за премазивање лекова, и користи се у производњи латекса, за мешање цемента, у мешању цемента. време везивања и повећање почетне чврстоће итд. Производи од етил целулозе имају високу механичку чврстоћу, флексибилност, отпорност на топлоту и хладноћу. Ниско супституисана етил целулоза је растворљива у води и разблаженим алкалним растворима, а високо супституисани производи су растворљиви у већини органских растварача. Има добру компатибилност са разним смолама и пластификаторима. Може се користити за израду пластике, филмова, лакова, лепкова, латекса и материјала за облагање лекова, итд. Увођење хидроксиалкил група у целулозне алкил етре може побољшати њену растворљивост, смањити њену осетљивост на сољење, повећати температуру гелирања и побољшати својства топлог таљења итд. на хидроксиалкил групе.

Хидроксиалкил етар целулозе:

Репрезентативне су хидроксиетил целулоза и хидроксипропил целулоза. Средства за етерификацију су епоксиди као што су етилен оксид и пропилен оксид. Користите киселину или базу као катализатор. Индустријска производња је да реагује алкалну целулозу са агенсом за етерификацију:хидроксиетил целулозаса високом супституционом вредношћу растворљив је у хладној и топлој води. Хидроксипропил целулоза са високом супституционом вредношћу је растворљива само у хладној води, али не и у топлој води. Хидроксиетил целулоза се може користити као згушњивач за премазе од латекса, пасте за штампање и бојење на текстилу, материјале за димензионисање папира, лепкове и заштитне колоиде. Употреба хидроксипропил целулозе је слична употреби хидроксиетил целулозе. Хидроксипропил целулоза са ниском супституционом вредношћу може се користити као фармацеутски ексципијент, који може имати својства везивања и распадања.

Карбоксиметил целулоза, енглеска скраћеница ЦМЦ, генерално постоји у облику натријумове соли. Средство за етерификацију је монохлорсирћетна киселина, а реакција је следећа:

Карбоксиметил целулоза је најраспрострањенији целулозни етар растворљив у води. У прошлости се углавном користио као исплака за бушење, али је сада проширен и као додатак детерџенту, суспензији за одећу, латекс боји, премази за картон и папир итд. Чиста карбоксиметил целулоза се може користити у храни, медицини, козметици, а такође и као лепак за керамику и калупе.

Полиањонска целулоза (ПАЦ) је јонски етар целулозе и врхунски је производ замене за карбоксиметил целулозу (ЦМЦ). То је бели, сивобели или благо жути прах или грануле, нетоксичан, без укуса, лако се раствара у води да би се формирао прозирни раствор са одређеним вискозитетом, има бољу отпорност на топлоту и отпорност на сол и јака антибактеријска својства. Без плесни и пропадања. Има карактеристике високе чистоће, високог степена супституције и равномерне расподеле супституената. Може се користити као везиво, згушњивач, модификатор реологије, редуктор губитка течности, стабилизатор суспензије итд. Полианионска целулоза (ПАЦ) се широко користи у свим индустријама где се може применити ЦМЦ, што може у великој мери смањити дозирање, олакшати употребу, обезбедити бољу стабилност и испунити веће захтеве процеса.

Цијаноетил целулоза је производ реакције целулозе и акрилонитрила под катализом алкалија.

Цијаноетил целулоза има високу диелектричну константу и мали коефицијент губитака и може се користити као смолна матрица за фосфорне и електролуминисцентне лампе. Ниско супституисана цијаноетил целулоза се може користити као изолациони папир за трансформаторе.

Припремљени су етри виших масних алкохола, алкенил етри и ароматични алкохолни етри целулозе, али нису коришћени у пракси.

Методе припреме целулозног етра могу се поделити на методу воденог медијума, методу растварача, методу гнетења, методу суспензије, методу гас-чврста, методу течне фазе и комбинацију горе наведених метода.

5. Принцип припреме:

Пулпа са високим садржајем α-целулозе је натопљена алкалним раствором да би набубрила да уништи више водоничних веза, олакша дифузију реагенса и створи алкалну целулозу, а затим реагује са агенсом за етерификацију да би се добио целулозни етар. Агенси за етерификацију укључују халогениде угљоводоника (или сулфате), епоксиде и α и β незасићена једињења са акцепторима електрона.

6.Основне перформансе:

Додаци играју кључну улогу у побољшању перформанси грађевинског сувог малтера и чине више од 40% цене материјала за суво мешани малтер. Значајан део додатка на домаћем тржишту снабдевају страни произвођачи, а референтну дозу производа обезбеђује и добављач. Као резултат тога, цена производа од сувог малтера остаје висока и тешко је популарисати уобичајене малтере за зидање и малтерисање у великој количини и широком спектру. Врхунске тржишне производе контролишу стране компаније, а произвођачи сувих малтера имају низак профит и лошу приступачност цена; примена примеса нема систематско и циљано истраживање и слепо следи иностране формуле.

Средство за задржавање воде је кључни додатак за побољшање перформанси задржавања воде у сувом мешаном малтеру, а такође је и један од кључних додатака за одређивање цене материјала за суво мешање малтера. Главна функција целулозног етра је задржавање воде.

Целулоза етар је општи термин за низ производа произведених реакцијом алкалне целулозе и агенса за етерификацију под одређеним условима. Алкална целулоза се замењује различитим агенсима за етерификацију да би се добили различити етри целулозе. Према јонизационим својствима супституената, етри целулозе се могу поделити у две категорије: јонски (као што је карбоксиметил целулоза) и нејонски (као што је метил целулоза). Према врсти супституента, целулозни етар се може поделити на моноетар (као што је метил целулоза) и мешани етар (као што је хидроксипропил метил целулоза). Према различитој растворљивости, може се поделити на растворљивост у води (као што је хидроксиетил целулоза) и растворљивост у органском растварачу (као што је етил целулоза). Суво мешани малтер је углавном целулоза растворљива у води, а целулоза растворљива у води је подељена на тип инстант и површински третиран тип одложеног растварања.

Механизам деловања целулозног етра у малтеру је следећи:

(1) Послецелулозни етару малтеру се раствара у води, захваљујући површинској активности обезбеђује се ефикасна и равномерна дистрибуција цементног материјала у систему, а целулозни етар, као заштитни колоид, „замотава“ чврсте честице и на његовој спољној површини се формира слој мазивог филма, који малтерни систем чини стабилнијим, а такође побољшава течност процеса мешања малтера и побољшава течност процеса мешања малтера.

(2) Због сопствене молекуларне структуре, раствор целулозног етра чини да се влагу у малтеру не губи лако, и постепено је ослобађа током дужег временског периода, дајући малтеру добро задржавање воде и обрадивост.