Cellulosaeter är en syntetisk polymer som framställs av naturlig cellulosa som råmaterial genom kemisk modifiering. Cellulosaeter är ett derivat av naturlig cellulosa, och vid framställning av cellulosaeter skiljer sig det från syntetiska polymerer. Det mest grundläggande materialet är cellulosa, en naturlig polymerförening. På grund av den naturliga cellulosans särdrag har cellulosan i sig ingen förmåga att reagera med företringsmedel. Men efter behandling med svällmedlet förstörs de starka vätebindningarna mellan molekylkedjorna och kedjorna, och hydroxylgruppens aktivitet frigörs i alkalicellulosan med reaktionsförmåga, och cellulosaeter erhålls genom reaktion av företringsmedlet - OH-gruppen - till OR-gruppen.
Cellulosaetrars egenskaper beror på typ, antal och distribution av substituenter. Klassificeringen av cellulosaetrar baseras också på typen av substituenter, företringsgrad, löslighet och relaterad tillämpning. Beroende på typen av substituenter på molekylkedjan kan den delas in i enkel eter och blandad eter. MC används vanligtvis som en enkel eter, medan HPmc är en blandad eter. Metylcellulosaeter MC är en naturlig cellulosaglukosenhet på hydroxylen som är metoxid ersatt av produktstrukturformeln [COH7O2(OH)3-H(OCH3)H]X, hydroxipropylmetylcellulosaeter HPmc är en enhet på hydroxylen som är en del av metoxiden ersatt, en annan del av hydroxipropylprodukten ersatt. Strukturformeln är [C6H7O2(OH)3-MN(OCH3)M[OCH2CH(OH)CH3]N]X och hydroxietylmetylcellulosaeter HEmc, som används och säljs i stor utsträckning på marknaden.
Lösligheten kan delas in i jonisk typ och nonjonisk typ. Vattenlöslig nonjonisk cellulosaeter består huvudsakligen av alkyleter och hydroxylalkyleter i två varianter. Jonisk Cmc används huvudsakligen i syntetiska tvättmedel, textil, tryckning, livsmedel och petroleumutvinning. Nonjoniska MC, HPmc, HEmc och andra används huvudsakligen i byggmaterial, latexbeläggningar, medicin, daglig kemi och andra aspekter. Som förtjockningsmedel, vattenretentionsmedel, stabilisator, dispergeringsmedel, filmbildande medel.
Cellulosaetervattenretention
Vid produktion av byggmaterial, särskilt torrblandat murbruk, spelar cellulosaeter en oersättlig roll, särskilt vid produktion av specialmurbruk (modifierat murbruk), vilket är en oumbärlig del.
Den viktiga rollen av vattenlöslig cellulosaeter i murbruk har huvudsakligen tre aspekter, den ena är utmärkt vattenretentionsförmåga, den andra är inverkan av murbrukets konsistens och tixotropi, och den tredje är interaktionen med cement.
Cellulosaeterns vattenretention beror på hydroskopiciteten, murbrukets sammansättning, murbrukets lagertjocklek, murbrukets vattenbehov och kondensationsmaterialets kondensationstid. Cellulosaeterns vattenretention beror på cellulosaeterns löslighet och uttorkning. Det är välkänt att cellulosamolekylkedjor, även om de innehåller ett stort antal höggradigt hydratiserade OH-grupper, är olösliga i vatten på grund av sin höggradigt kristallina struktur. Hydreringsförmågan hos hydroxylgrupper ensamma räcker inte för att täcka de starka intermolekylära vätebindningarna och van der Waals-krafterna. När substituenter introduceras i molekylkedjan förstör inte bara substituenterna vätekedjan, utan även vätebindningarna mellan kedjorna bryts på grund av att substituenter kilas fast mellan intilliggande kedjor. Ju större substituenterna är, desto större är avståndet mellan molekylerna. Ju större förstörelsen av vätebindningseffekten blir, cellulosagitterexpansionen ökar, lösningen i cellulosaetern blir vattenlöslig och en högviskös lösning bildas. När temperaturen stiger minskar polymerens hydrering och vattnet mellan kedjorna drivs ut. När den uttorkande effekten är tillräcklig börjar molekylerna aggregera och gelen veckas ut i ett tredimensionellt nätverk. Faktorer som påverkar vattenretentionen hos murbruk inkluderar cellulosaeterns viskositet, dosering, partikelfinhet och användningstemperatur.
Ju högre viskositeten hos cellulosaetern är, desto bättre vattenretentionsförmåga och viskositeten hos polymerlösningen. Molekylvikten (polymerisationsgraden) hos polymeren bestäms också av längden och morfologin hos kedjans molekylstruktur, och fördelningen av antalet substituenter påverkar direkt viskositetsintervallet. [eta] = Km alfa
Polymerlösningars inneboende viskositet
M polymermolekylvikt
α-polymerens karakteristiska konstant
K viskositetslösningskoefficient
Viskositeten hos polymerlösningen beror på polymerens molekylvikt. Viskositeten och koncentrationen hos cellulosaeterlösningar är relaterade till olika tillämpningar. Därför har varje cellulosaeter många olika viskositetsspecifikationer, och viskositetsreglering sker också huvudsakligen genom nedbrytning av alkalicellulosa, nämligen genom att cellulosans molekylkedja bryts.
För partikelstorlek gäller att ju finare partikeln är, desto bättre vattenretention. Stora partiklar av cellulosaeter kommer i kontakt med vatten, vilket omedelbart löser upp ytan och bildar en gel som omsluter materialet för att förhindra att vattenmolekylerna fortsätter att tränga in. Ibland kan långvarig omrörning inte leda till att lösen fördelas jämnt, vilket leder till bildandet av en lerig flockningslösning eller agglomerat. Cellulosaeterns löslighet är en av faktorerna vid val av cellulosaeter.
Förtjockning och tixotropi av cellulosaeter
Den andra effekten av cellulosaeter – förtjockning – beror på: cellulosaeterns polymerisationsgrad, lösningskoncentration, skjuvhastighet, temperatur och andra förhållanden. Lösningens geleringsegenskap är unik för alkylcellulosa och dess modifierade derivat. Geleringsegenskaperna är relaterade till substitutionsgrad, lösningskoncentration och tillsatser. För hydroxylalkylmodifierade derivat är gelegenskaperna också relaterade till graden av hydroxylalkylmodifiering. För lösningskoncentrationer av lågviskösa MC och HPmc kan man framställa en lösning med 10%-15% koncentration, MC och HPmc med medelviskösitet kan framställas en lösning med 5%-10% koncentration och MC och HPmc med hög viskositet kan endast framställas en lösning med 2%-3% koncentration, och vanligtvis graderas viskositeten hos cellulosaetern också med 1%-2% lösning. Effektiviteten hos cellulosaeterns förtjockningsmedel med hög molekylvikt, samma lösningskoncentration, polymerer med olika molekylvikt har olika viskositet, viskositet och molekylvikt kan uttryckas enligt följande, [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn är den genomsnittliga polymerisationsgraden för hög. Lågmolekylär cellulosaeter behöver tillsättas mer för att uppnå målviskositeten. Dess viskositet är mindre beroende av skjuvhastigheten, hög viskositet för att uppnå målviskositeten, mängden som behövs för att tillsättas mindre, viskositeten beror på förtjockningseffektiviteten. Därför måste en viss mängd cellulosaeter (lösningens koncentration) och lösningens viskositet garanteras för att uppnå en viss konsistens. Lösningens geleringstemperatur minskade linjärt med ökande lösningskoncentration, och gelering skedde vid rumstemperatur efter att en viss koncentration uppnåtts. HPmc har en hög geleringskoncentration vid rumstemperatur.
Konsistensen kan också justeras genom att välja partikelstorlek och cellulosaetrar med olika grader av modifiering. Den så kallade modifieringen är införandet av en hydroxylalkylgrupp i en viss substitutionsgrad på skelettstrukturen hos MC. Genom att ändra de relativa substitutionsvärdena för de två substituenterna, det vill säga de relativa substitutionsvärdena för DS och MS för metoxi- och hydroxylgrupper. Olika egenskaper hos cellulosaetrar krävs genom att ändra de relativa substitutionsvärdena för två typer av substituenter.
sambandet mellan konsistens och modifiering. I figur 5 påverkar tillsatsen av cellulosaeter vattenförbrukningen i murbruk och ändrar vatten-bindemedelsförhållandet mellan vatten och cement, vilket är den förtjockande effekten. Ju högre dosering, desto mer vattenförbrukning.
Cellulosaetrar som används i pulverformiga byggmaterial måste lösas upp snabbt i kallt vatten och ge systemet rätt konsistens. Om en given skjuvhastighet fortfarande är flockig och kolloidal är det en undermålig eller dålig produkt.
Det finns också ett gott linjärt samband mellan cementslammets konsistens och doseringen av cellulosaeter. Cellulosaeter kan öka murbrukets viskositet avsevärt, ju större dosering, desto tydligare blir effekten.
Cellulosaeter i vattenlösning med hög viskositet har hög tixotropi, vilket är en av egenskaperna hos cellulosaeter. Vattenlösningar av Mc-typpolymerer har vanligtvis pseudoplastisk, icke-tixotropisk fluiditet under deras geltemperatur, men Newtonska flytegenskaper vid låga skjuvhastigheter. Pseudoplasticiteten ökar med ökande molekylvikt eller koncentration av cellulosaeter och är oberoende av substituenttyp och -grad. Därför uppvisar cellulosaetrar med samma viskositetsgrad, oavsett om det är MC, HPmc eller HEmc, alltid samma reologiska egenskaper så länge koncentrationen och temperaturen förblir konstanta. När temperaturen ökar bildas strukturell gel och högt tixotropiskt flyt uppstår. Cellulosaetrar med hög koncentration och låg viskositet uppvisar tixotropi även under geltemperaturen. Denna egenskap är till stor fördel för konstruktionen av byggnadsmurbruk för att justera dess flyt och flythållningsegenskaper. Det bör förklaras här att ju högre viskositet cellulosaetern har, desto bättre vattenretention, men ju högre viskositet, desto högre relativ molekylvikt hos cellulosaetern, motsvarande minskning av dess löslighet, vilket har en negativ inverkan på murbrukets koncentration och konstruktionsprestanda. Ju högre viskositet, desto tydligare blir murbrukets förtjockningseffekt, men det är inte ett fullständigt proportionellt förhållande. Viss lågviskös, men modifierad cellulosaeter har utmärkta egenskaper för att förbättra den strukturella hållfastheten hos våtmurbruk, och med ökande viskositet förbättras cellulosaeterns vattenretention.
Publiceringstid: 30 mars 2022