Vad är cellulosater?

Cellulosaeterär en polymerförening med en eterstruktur gjord av cellulosa. Varje glukosylring i cellulosamakromolekylen innehåller tre hydroxylgrupper, den primära hydroxylgruppen på den sjätte kolatomen, den sekundära hydroxylgruppen på den andra och tredje kolatomen, och vätet i hydroxylgruppen ersätts av en kolvätegrupp för att generera cellulosaeterderivat saker. Det är en produkt där vätet i hydroxylgruppen i cellulosapolymeren ersätts med en kolvätegrupp. Cellulosa är en polyhydroxipolymerförening som varken löser sig eller smälter. Efter företring är cellulosa löslig i vatten, utspädd alkalilösning och organiskt lösningsmedel och har termoplasticitet.

Cellulosa är en polyhydroxipolymerförening som varken löser sig eller smälter. Efter företring är cellulosa löslig i vatten, utspädd alkalilösning och organiskt lösningsmedel och har termoplasticitet.

1. Natur:

Lösligheten av cellulosa efter företring förändras avsevärt. Det kan lösas i vatten, utspädd syra, utspädd alkali eller organiskt lösningsmedel. Lösligheten beror huvudsakligen på tre faktorer: (1) Egenskaperna hos de grupper som introduceras i företringsprocessen, de införda Ju större grupp, desto lägre är lösligheten, och ju starkare polariteten hos den införda gruppen, desto lättare är cellulosaetern att lösa i vatten; (2) Substitutionsgraden och fördelningen av företrade grupper i makromolekylen. De flesta cellulosaetrar kan endast lösas i vatten under en viss grad av substitution, och substitutionsgraden är mellan 0 och 3; (3) Graden av polymerisation av cellulosaeter, ju högre grad av polymerisation, desto mindre löslig; Ju lägre substitutionsgrad som kan lösas i vatten, desto bredare intervall. Det finns många typer av cellulosaetrar med utmärkta prestanda, och de används ofta i konstruktion, cement, petroleum, livsmedel, textil, tvättmedel, färg, medicin, papperstillverkning och elektroniska komponenter och andra industrier.

2. Utveckla:

Kina är världens största producent och konsument av cellulosaeter, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt på mer än 20 %. Enligt preliminär statistik finns det cirka 50 cellulosaeterproduktionsföretag i Kina, den designade produktionskapaciteten för cellulosaeterindustrin har överstigit 400 000 ton, och det finns cirka 20 företag med mer än 10 000 ton, huvudsakligen distribuerade i Shandong, Hebei, Chongqing och Jiangsu. , Zhejiang, Shanghai och andra platser.

3. Behöver:

2011 var Kinas CMC-produktionskapacitet cirka 300 000 ton. Med den växande efterfrågan på högkvalitativa cellulosaetrar inom industrier som medicin, livsmedel och dagliga kemikalier, ökar den inhemska efterfrågan på andra cellulosaeterprodukter än CMC. , produktionskapaciteten för MC/HPMC är cirka 120 000 ton och för HEC cirka 20 000 ton. PAC är fortfarande i marknadsförings- och ansökningsstadiet i Kina. Med utvecklingen av stora oljefält till havs och utvecklingen av byggnadsmaterial, livsmedel, kemiska och andra industrier, ökar mängden och fältet PAC och expanderar år för år, med en produktionskapacitet på mer än 10 000 ton.

4. Klassificering:

Enligt den kemiska strukturklassificeringen av substituenter kan de delas in i anjoniska, katjoniska och nonjoniska etrar. Beroende på vilket företringsmedel som används finns det metylcellulosa, hydroxietylmetylcellulosa, karboximetylcellulosa, etylcellulosa, bensylcellulosa, hydroxietylcellulosa, hydroxipropylmetylcellulosacellulosa, cyanoetylcellulosa, bensylcyanoetylcellulosa, karboximetylhydroxietylcellulosa och fenylcellulosa är cellulosa och mer praktiskt etylcellulosa.

Metylcellulosa:

Efter att den raffinerade bomullen behandlats med alkali, produceras cellulosaeter genom en serie reaktioner med metanklorid som företringsmedel. I allmänhet är substitutionsgraden 1,6~2,0, och lösligheten är också annorlunda med olika substitutionsgrader. Den tillhör nonjonisk cellulosaeter.

(1) Metylcellulosa är lösligt i kallt vatten och det kommer att vara svårt att lösa upp i varmt vatten. Dess vattenlösning är mycket stabil i intervallet pH=3~12. Den har god kompatibilitet med stärkelse, guargummi, etc. och många ytaktiva ämnen. När temperaturen når gelningstemperaturen sker gelning.

(2) Vattenretentionen av metylcellulosa beror på dess tillsatsmängd, viskositet, partikelstorlek och upplösningshastighet. I allmänhet, om tillsatsmängden är stor, finheten är liten och viskositeten är stor, är vattenretentionshastigheten hög. Bland dem har mängden tillsats den största inverkan på vattenretentionshastigheten, och nivån av viskositet är inte direkt proportionell mot nivån på vattenretentionshastigheten. Upplösningshastigheten beror huvudsakligen på graden av ytmodifiering av cellulosapartiklar och partikelfinhet. Bland ovanstående cellulosaetrar har metylcellulosa och hydroxipropylmetylcellulosa högre vattenretentionshastigheter.

(3) Förändringar i temperatur kan allvarligt påverka vattenretentionen av metylcellulosa. Generellt gäller att ju högre temperatur, desto sämre blir vattenretentionen. Om murbrukets temperatur överstiger 40°C kommer vattenretentionen av metylcellulosa att minska avsevärt, vilket allvarligt påverkar murbrukets konstruktion.

(4)Metylcellulosahar en betydande effekt på brukbarheten och sammanhållningen hos bruk. Med "vidhäftningsförmågan" avses här den bindningskraft som känns mellan arbetarens applikatorverktyg och väggsubstratet, det vill säga murbrukets skjuvhållfasthet. Vidhäftningsförmågan är hög, murbrukets skjuvhållfasthet är stor, och den hållfasthet som krävs av arbetarna i användningsprocessen är också stor, och murbrukets konstruktionsprestanda är dålig. Sammanhållningen av metylcellulosa är på medelhög nivå i cellulosaeterprodukter.

Hydroxipropylmetylcellulosa:

Hydroxipropylmetylcellulosa är en cellulosavariant vars produktion och konsumtion ökar snabbt. Det är en nonjonisk cellulosablandad eter gjord av raffinerad bomull efter alkalisering, med propylenoxid och metylklorid som företringsmedel, genom en serie reaktioner. Substitutionsgraden är i allmänhet 1,2~2,0. Dess egenskaper varierar beroende på förhållandet mellan metoxylhalt och hydroxipropylhalt.

(1) Hydroxipropylmetylcellulosa är lättlösligt i kallt vatten, och det kommer att stöta på svårigheter att lösas upp i varmt vatten. Men dess gelningstemperatur i varmt vatten är betydligt högre än för metylcellulosa. Lösligheten i kallt vatten är också avsevärt förbättrad jämfört med metylcellulosa.

(2) Viskositeten för hydroxipropylmetylcellulosa är relaterad till dess molekylvikt, och ju högre molekylvikt, desto högre viskositet. Temperaturen påverkar också dess viskositet, när temperaturen ökar minskar viskositeten. Inverkan av dess höga viskositet och temperatur är dock lägre än för metylcellulosa. Dess lösning är stabil när den förvaras i rumstemperatur.

(3) Vattenretentionen för hydroxipropylmetylcellulosa beror på dess tillsatsmängd, viskositet etc. och dess vattenretentionshastighet under samma tillsatsmängd är högre än den för metylcellulosa.

(4)Hydroxipropylmetylcellulosaär stabil mot syra och alkali, och dess vattenlösning är mycket stabil i intervallet pH=2~12. Kaustiksoda och kalkvatten har liten effekt på dess prestanda, men alkali kan påskynda upplösningen och öka viskositeten något. Hydroxipropylmetylcellulosa är stabilt mot vanliga salter, men när koncentrationen av saltlösning är hög tenderar viskositeten hos hydroxipropylmetylcellulosalösningen att öka.

(5) Hydroxipropylmetylcellulosa kan blandas med vattenlösliga polymerföreningar för att bilda en enhetlig lösning med högre viskositet. Såsom polyvinylalkohol, stärkelseeter, vegetabiliskt gummi, etc.

(6) Hydroxipropylmetylcellulosa har bättre enzymresistens än metylcellulosa, och dess lösning är mindre sannolikt att brytas ned av enzymer än metylcellulosa.

(7) Vidhäftningen av hydroxipropylmetylcellulosa till murbrukskonstruktion är högre än för metylcellulosa.

Hydroxietylcellulosa:

Den är gjord av raffinerad bomull som behandlats med alkali och reagerat med etylenoxid som företringsmedel i närvaro av isopropanol. Dess substitutionsgrad är i allmänhet 1,5~2,0. Den har stark hydrofilicitet och är lätt att absorbera fukt.

(1) Hydroxietylcellulosa är lösligt i kallt vatten, men det är svårt att lösa upp i varmt vatten. Dess lösning är stabil vid hög temperatur utan gelning. Den kan användas under lång tid under hög temperatur i murbruk, men dess vattenretention är lägre än metylcellulosa.

(2) Hydroxietylcellulosa är stabil mot allmän syra och alkali, och alkali kan påskynda dess upplösning och öka dess viskositet något. Dess dispergerbarhet i vatten är något sämre än för metylcellulosa och hydroxipropylmetylcellulosa.

(3) Hydroxietylcellulosa har bra anti-sagprestanda för murbruk, men den har en längre retarderingstid för cement.

(4) Prestandan för hydroxietylcellulosa som tillverkas av vissa inhemska företag är uppenbarligen lägre än för metylcellulosa på grund av dess höga vattenhalt och höga askhalt.

(5) Mögeln i vattenlösningen av hydroxietylcellulosa är relativt allvarlig. Vid en temperatur på cirka 40°C kan mögel förekomma inom 3 till 5 dagar, vilket kommer att påverka dess prestanda.

Karboximetylcellulosa:

Lonic cellulosaeter tillverkas av naturliga fibrer (bomull, etc.) efter alkalibehandling med natriummonokloracetat som företringsmedel och genomgår en serie reaktionsbehandlingar. Substitutionsgraden är i allmänhet 0,4~1,4, och dess prestanda påverkas kraftigt av substitutionsgraden.

(1) Karboximetylcellulosa är mer hygroskopisk och kommer att innehålla mer vatten när den lagras under allmänna förhållanden.

(2) Vattenlösning av karboximetylcellulosa producerar inte gel, och viskositeten minskar med temperaturökningen. När temperaturen överstiger 50°C är viskositeten irreversibel.

(3) Dess stabilitet påverkas kraftigt av pH. I allmänhet kan den användas i gipsbaserat bruk, men inte i cementbaserat bruk. När den är starkt alkalisk kommer den att förlora viskositet.

(4) Dess vattenretention är mycket lägre än metylcellulosa. Det har en retarderande effekt på gipsbaserat bruk och minskar dess hållfasthet. Priset på karboximetylcellulosa är dock betydligt lägre än på metylcellulosa.

Cellulosaalkyleter:

Representativa sådana är metylcellulosa och etylcellulosa. I industriell produktion används metylklorid eller etylklorid i allmänhet som företringsmedel, och reaktionen är som följer:

I formeln representerar R CH3 eller C2H5. Alkalikoncentrationen påverkar inte bara graden av företring, utan påverkar också förbrukningen av alkylhalogenider. Ju lägre alkalikoncentration, desto starkare hydrolys av alkylhalogeniden. För att minska förbrukningen av företringsmedel måste alkalikoncentrationen ökas. Men när alkalikoncentrationen är för hög reduceras svällningseffekten av cellulosa, vilket inte är gynnsamt för företringsreaktionen, och graden av företring reduceras därför. För detta ändamål kan koncentrerad lut eller fast lut tillsättas under reaktionen. Reaktorn bör ha en bra omrörnings- och rivanordning så att alkalin kan fördelas jämnt. Metylcellulosa används i stor utsträckning som förtjockningsmedel, lim och skyddskolloid etc. Det kan också användas som dispergeringsmedel för emulsionspolymerisation, bindedispergeringsmedel för frön, textilslam, tillsats för livsmedel och kosmetika, medicinskt bindemedel, ett läkemedelsbeläggningsmaterial, och användas i latexfärg, tryckfärg, tryckfärg, keramisk produktion och styrning av keramik. hållfasthet etc. Etylcellulosaprodukter har hög mekanisk hållfasthet, flexibilitet, värmebeständighet och köldbeständighet. Lågsubstituerad etylcellulosa är löslig i vatten och utspädda alkaliska lösningar, och högsubstituerade produkter är lösliga i de flesta organiska lösningsmedel. Den har god kompatibilitet med olika hartser och mjukgörare. Den kan användas för att tillverka plaster, filmer, lacker, lim, latex och beläggningsmaterial för läkemedel, etc. Införandet av hydroxialkylgrupper i cellulosaalkyletrar kan förbättra dess löslighet, minska dess känslighet för utsaltning, öka gelningstemperaturen och förbättra smältegenskaperna, etc. Graden av förändring i ovanstående egenskaper varierar med alkylgruppernas karaktär och alkylsubstituenternas karaktär och förhållandet mellan hydroxigrupperna.

Cellulosahydroxialkyleter:

Representativa sådana är hydroxietylcellulosa och hydroxipropylcellulosa. Företrande medel är epoxider såsom etylenoxid och propylenoxid. Använd syra eller bas som katalysator. Industriell produktion är att reagera alkalicellulosa med företringsmedel:hydroxietylcellulosamed högt substitutionsvärde är löslig i både kallt vatten och varmt vatten. Hydroxipropylcellulosa med högt substitutionsvärde är endast löslig i kallt vatten men inte i varmt vatten. Hydroxyetylcellulosa kan användas som förtjockningsmedel för latexbeläggningar, textiltrycks- och färgpastor, papperslimningsmaterial, lim och skyddskolloider. Användningen av hydroxipropylcellulosa liknar den för hydroxietylcellulosa. Hydroxipropylcellulosa med lågt substitutionsvärde kan användas som ett farmaceutiskt hjälpämne, vilket kan ha både bindande och sönderfallande egenskaper.

Karboximetylcellulosa, den engelska förkortningen CMC, finns i allmänhet i form av natriumsalt. Företringsmedlet är monoklorättiksyra, och reaktionen är som följer:

Karboximetylcellulosa är den mest använda vattenlösliga cellulosaetern. Tidigare användes det främst som borrslam, men nu har det utökats till att användas som tillsats av tvättmedel, klädeslam, latexfärg, beläggning av kartong och papper etc. Ren karboximetylcellulosa kan användas i livsmedel, medicin, kosmetika, och även som lim för keramik och formar.

Polyanjonisk cellulosa (PAC) är en jonisk cellulosaeter och är en avancerad ersättningsprodukt för karboximetylcellulosa (CMC). Det är ett vitt, benvitt eller svagt gult pulver eller granulat, giftfritt, smaklöst, lätt att lösa i vatten för att bilda en transparent lösning med en viss viskositet, har bättre värmebeständighet och saltbeständighet och starka antibakteriella egenskaper. Ingen mögel och försämring. Det har egenskaperna hög renhet, hög grad av substitution och enhetlig fördelning av substituenter. Den kan användas som bindemedel, förtjockningsmedel, reologimodifierare, vätskeförlustreducerande medel, suspensionsstabilisator etc. Polyanjonisk cellulosa (PAC) används flitigt i alla industrier där CMC kan appliceras, vilket avsevärt kan minska doseringen, underlätta användningen, ge bättre stabilitet och uppfylla högre processkrav.

Cyanoetylcellulosa är reaktionsprodukten av cellulosa och akrylnitril under katalys av alkali.

Cyanoetylcellulosa har en hög dielektricitetskonstant och låg förlustkoefficient och kan användas som en hartsmatris för fosfor- och elektroluminiscerande lampor. Lågsubstituerad cyanoetylcellulosa kan användas som isoleringspapper för transformatorer.

Högre fettalkoholetrar, alkenyletrar och aromatiska alkoholetrar av cellulosa har framställts men har inte använts i praktiken.

Framställningsmetoderna för cellulosaeter kan delas in i vattenmediummetod, lösningsmedelsmetod, knådningsmetod, slurrymetod, gasfastmetod, vätskefasmetod och kombinationen av ovanstående metoder.

5. Förberedelseprincip:

Massan med hög α-cellulosa blötläggs med alkalisk lösning för att svälla den för att förstöra fler vätebindningar, underlätta diffusionen av reagenser och generera alkalicellulosa, och reagera sedan med företringsmedel för att erhålla cellulosaeter. Företrande medel inkluderar kolvätehalogenider (eller sulfater), epoxider och a- och p-omättade föreningar med elektronacceptorer.

6. Grundläggande prestanda:

Tillsatser spelar en nyckelroll för att förbättra prestandan hos torrblandad murbruk och står för mer än 40 % av materialkostnaden i torrblandad murbruk. En betydande del av inblandningen på den inhemska marknaden levereras av utländska tillverkare, och referensdosen för produkten tillhandahålls också av leverantören. Som ett resultat förblir kostnaden för torrblandade murbruksprodukter hög, och det är svårt att popularisera vanliga murbruks- och putsbruk med en stor mängd och ett brett utbud. High-end marknadsprodukter kontrolleras av utländska företag, och torrblandade murbrukstillverkare har låga vinster och dåligt prisvärda; användningen av tillsatser saknar systematisk och målinriktad forskning och följer blint utländska formler.

Vattenhållande medel är en viktig tillsats för att förbättra vattenretentionsprestandan för torrblandat bruk, och det är också en av de viktigaste tillsatserna för att bestämma kostnaden för torrblandat bruksmaterial. Cellulosaeterns huvudsakliga funktion är vattenretention.

Cellulosater är en allmän term för en serie produkter som produceras genom reaktion mellan alkalicellulosa och företringsmedel under vissa förhållanden. Alkalicellulosa ersätts av olika företringsmedel för att erhålla olika cellulosaetrar. Beroende på joniseringsegenskaperna hos substituenter kan cellulosaetrar delas in i två kategorier: joniska (som karboximetylcellulosa) och nonjoniska (som metylcellulosa). Beroende på typen av substituent kan cellulosaeter delas upp i monoeter (som metylcellulosa) och blandad eter (såsom hydroxipropylmetylcellulosa). Beroende på olika löslighet kan den delas in i vattenlöslighet (såsom hydroxietylcellulosa) och organisk lösningsmedelslöslighet (såsom etylcellulosa). Torrblandat bruk är huvudsakligen vattenlöslig cellulosa, och vattenlöslig cellulosa delas in i instanttyp och ytbehandlad fördröjd upplösningstyp.

Verkningsmekanismen för cellulosaeter i murbruk är som följer:

(1) Eftercellulosaeteri murbruket löses i vatten, säkerställs den effektiva och jämna fördelningen av cementmaterialet i systemet på grund av ytaktiviteten, och cellulosaetern, som en skyddskolloid, "lindar in" de fasta partiklarna och ett lager av smörjfilm bildas på dess yttre yta, vilket gör murbrukssystemet mer stabilt, och även förbättrar blandningsprocessens smidighet och smidighet i murbruket.

(2) På grund av sin egen molekylära struktur gör cellulosaeterlösningen att fukten i murbruket inte är lätt att förlora, och den släpper gradvis ut den under en lång tidsperiod, vilket ger murbruket god vattenretention och bearbetbarhet.