Эфири селлюлоза як полимери синтетикӣ аст, ки аз селлюлозаи табиӣ ҳамчун ашёи хом бо роҳи тағир додани кимиёвӣ сохта шудааст. Эфири селлюлоза як ҳосилаи селлюлозаи табиӣ аст, истеҳсоли эфири селлюлоза ва полимери синтетикӣ фарқ мекунад, маводи асосии он селлюлоза, пайвастагиҳои полимерии табиӣ мебошад. Аз сабаби хусусияти сохтори селлюлозаи табиӣ, худи селлюлоза қобилияти реаксия бо агенти эфиркунандаро надорад. Аммо пас аз коркарди агенти варамкунанда, пайвандҳои қавии гидрогенӣ байни занҷирҳои молекулавӣ ва занҷирҳо вайрон шуданд ва фаъолияти гурӯҳи гидроксил бо қобилияти реаксия ба селлюлозаи ишқорӣ раҳо шуд ва эфири селлюлоза тавассути реаксияи агенти эфиркунанда - гурӯҳи OH ба гурӯҳи OR ба даст оварда шуд.
Хусусиятҳои эфирҳои селлюлоза аз намуд, шумора ва тақсимоти ивазкунандаҳо вобаста аст. Таснифоти эфири селлюлоза инчунин ба намуди ивазкунандаҳо, дараҷаи эфиризатсия, ҳалшавандагӣ ва татбиқи марбут ба онҳо асос ёфтааст. Мувофиқи намуди ивазкунандаҳо дар занҷири молекулавӣ, онро метавон ба эфири ягона ва эфири омехта тақсим кард. MC одатан ҳамчун эфири ягона истифода мешавад, дар ҳоле ки HPmc эфири омехта аст. Эфири метилселлюлозаи MC як воҳиди табиии селлюлозаи глюкоза дар рӯи гидроксил аст, ки бо формулаи сохтори маҳсулот иваз карда мешавад [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, эфири гидроксипропил метилселлюлозаи HPmc як воҳиди гидроксил аст, ки қисми метоксиди иваз кардашуда аст, қисми дигари маҳсулоти гидроксипропил иваз кардашуда мебошад. Формулаи сохторӣ [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X ва эфири гидроксиэтил метилселлюлозаи HEmc мебошад, ки ба таври васеъ истифода ва дар бозор фурӯхта мешавад.
Аз рӯи ҳалшавандагӣ онҳоро ба намудҳои ионӣ ва ғайриионӣ тақсим кардан мумкин аст. Эфири селлюлозаи ғайриионӣ, ки дар об ҳал мешавад, асосан аз ду силсилаи эфири алкил ва эфири гидроксил алкил иборат аст. CMC-и ионӣ асосан дар шустушӯйҳои синтетикӣ, нассоҷӣ, чоп, хӯрокворӣ ва истихроҷи нафт истифода мешавад. MC-и ғайриионӣ, HPmc, HEmc ва ғайра асосан дар масолеҳи сохтмонӣ, рӯйпӯшҳои латексӣ, тиб, химияи ҳаррӯза ва дигар ҷанбаҳо истифода мешаванд. Ҳамчун агенти ғафскунанда, агенти нигоҳдории об, стабилизатор, парокандакунанда, агенти ташаккули плёнка.
Нигоҳ доштани об дар эфири селлюлоза
Дар истеҳсоли масолеҳи сохтмонӣ, бахусус маҳлули хушки омехта, эфири селлюлоза нақши ивазнашаванда мебозад, махсусан дар истеҳсоли маҳлули махсус (маҳлули тағйирёфта), қисми ҷудонашавандаи он мебошад.
Нақши муҳими эфири селлюлозаи дар об ҳалшаванда дар маҳлул асосан се ҷанба дорад: яке қобилияти нигоҳдории аълои об, дуюм таъсири консистенсияи маҳлул ва тиксотропия ва сеюм таъсири мутақобила бо семент.
Нигоҳ доштани об дар эфири селлюлоза аз асоси гидроскопӣ, таркиби маҳлул, ғафсии қабати маҳлул, талабот ба оби маҳлул, вақти конденсатсияи маводи конденсатсия вобаста аст. Нигоҳ доштани об дар эфири селлюлоза аз ҳалшавандагӣ ва хушкшавии худи эфири селлюлоза ба вуҷуд меояд. Маълум аст, ки занҷирҳои молекулавии селлюлоза, гарчанде ки онҳо шумораи зиёди гурӯҳҳои OH-и хеле гидратдорро дар бар мегиранд, дар об аз сабаби сохтори хеле кристаллии худ ҳал намешаванд. Қобилияти гидрататсияи гурӯҳҳои гидроксил танҳо барои пардохти пайвандҳои қавии байнимолекулавии гидроген ва қувваҳои ван дер Ваалс кофӣ нест. Вақте ки ивазкунандаҳо ба занҷири молекулавӣ ворид карда мешаванд, на танҳо ивазкунандаҳо занҷири гидрогенро вайрон мекунанд, балки пайвандҳои байни занҷираи гидроген низ аз сабаби часпидани ивазкунандаҳо байни занҷирҳои ҳамшафат вайрон мешаванд. Ҳар қадар ивазкунандаҳо калонтар бошанд, масофаи байни молекулаҳо ҳамон қадар калонтар мешавад. Ҳар қадар таъсири пайвандҳои гидроген, васеъшавии шабакаи селлюлоза, маҳлул ба эфири селлюлоза дар об ҳалшаванда мешавад ва маҳлули часпакии баланд ба вуҷуд меояд. Бо баланд шудани ҳарорат, гидрататсияи полимер кам мешавад ва об байни занҷирҳо берун меравад. Вақте ки таъсири хушккунӣ кофӣ аст, молекулаҳо ба ҷамъшавӣ шурӯъ мекунанд ва гел дар шакли шабакаи сеченака печонида мешавад. Омилҳое, ки ба нигоҳдории об дар маҳлул таъсир мерасонанд, часпакии эфири селлюлоза, миқдор, майдагии зарраҳо ва ҳарорати хизматрасонӣ мебошанд.
Ҳар қадар часпакии эфири селлюлоза зиёд бошад, ҳамон қадар сифати нигоҳдории об, часпакии маҳлули полимер беҳтар мешавад. Вазни молекулавии (дараҷаи полимеризатсия) полимер инчунин аз рӯи дарозӣ ва морфологияи сохтори молекулавии занҷир муайян карда мешавад ва тақсимоти шумораи ивазкунандагон мустақиман ба диапазони часпакӣ таъсир мерасонад. [eta] = Km alpha
Часпакии дохилии маҳлулҳои полимерӣ
Вазни молекулавии полимери M
доимии хоси полимери α
Коэффитсиенти маҳлули часпакии K
Часпакии маҳлули полимер аз вазни молекулавии полимер вобаста аст. Часпакӣ ва консентратсияи маҳлулҳои эфири селлюлоза бо истифодаҳои гуногун алоқаманд аст. Аз ин рӯ, ҳар як эфири селлюлоза хусусиятҳои гуногуни часпакӣ дорад ва танзими часпакӣ инчунин асосан тавассути таҷзияи селлюлозаи ишқорӣ, яъне шикастани занҷири молекулавии селлюлоза ба даст оварда мешавад.
Барои андозаи зарраҳо, ҳар қадар зарра хурдтар бошад, ҳамон қадар нигоҳдории об беҳтар мешавад. Зарраҳои калони эфири селлюлоза бо об дар тамос мешаванд, сатҳ фавран ҳал мешавад ва гелро ташкил медиҳанд, то маводро печонанд, то аз ворид шудани молекулаҳои об пешгирӣ кунанд. Баъзан омехта кардан дар муддати тӯлонӣ баробар пароканда намешавад ва маҳлули флокулентӣ ё агломерати лойолуд ба вуҷуд меояд. Ҳалшавандагии эфири селлюлоза яке аз омилҳои интихоби эфири селлюлоза мебошад.
Ғафсшавӣ ва тиксотропияи эфири селлюлоза
Таъсири дуюми эфири селлюлоза - ғафсшавӣ аз инҳо вобаста аст: дараҷаи полимеризатсияи эфири селлюлоза, консентратсияи маҳлул, суръати буриш, ҳарорат ва дигар шароитҳо. Хусусияти желатинии маҳлул ба селлюлозаи алкил ва ҳосилаҳои тағйирёфтаи он хос аст. Хусусиятҳои желатинии онҳо ба дараҷаи ивазкунӣ, консентратсияи маҳлул ва иловаҳо алоқаманданд. Барои ҳосилаҳои тағйирёфтаи гидроксил алкил, хосиятҳои гел инчунин ба дараҷаи тағйирёбии гидроксил алкил алоқаманданд. Барои маҳлули консентратсияи пастчаспакӣ MC ва HPmc-ро метавон маҳлули консентратсияи 10%-15%, MC ва HPmc-ро метавон маҳлули 5%-10% ва MC ва HPmc-ро метавон маҳлули баландчаспакӣ танҳо 2%-3% ва одатан часпакии эфири селлюлозаро низ бо маҳлули 1%-2% баҳогузорӣ мекунад. Самаранокии ғафскунандаи эфири селлюлозаи вазни молекулавии баланд, консентратсияи маҳлул якхела аст, полимерҳои вазни молекулавии гуногун часпакӣ доранд, часпакӣ ва вазни молекулавиро метавон чунин ифода кард: [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, DPn дараҷаи миёнаи полимеризатсияи баланд аст. Эфири селлюлозаи вазни молекулавии паст барои илова кардани бештар барои ноил шудан ба часпакии мақсаднок. Часпакии он камтар аз суръати буриш, часпакии баланд барои ноил шудан ба часпакии мақсаднок, миқдори зарурии илова кардани камтар, часпакӣ аз самаранокии ғафсшавӣ вобаста аст. Аз ин рӯ, барои ноил шудан ба мувофиқати муайян, миқдори муайяни эфири селлюлоза (консентратсияи маҳлул) ва часпакии маҳлул бояд кафолат дода шавад. Ҳарорати желатинатсияи маҳлул бо афзоиши консентратсияи маҳлул ба таври хаттӣ коҳиш меёбад ва желатинатсия дар ҳарорати хонагӣ пас аз расидан ба консентратсияи муайян ба амал меояд. HPmc дар ҳарорати хонагӣ консентратсияи баланди желатинатсия дорад.
Мувофиқатро инчунин бо интихоби андозаи зарраҳо ва эфирҳои селлюлоза бо дараҷаҳои гуногуни тағирот танзим кардан мумкин аст. Модификацияи номбурда ворид кардани гурӯҳи гидроксил алкил дар дараҷаи муайяни ивазкунӣ ба сохтори скелетии MC мебошад. Бо тағир додани арзишҳои нисбии ивазкунии ду ивазкунанда, яъне арзишҳои нисбии ивазкунии DS ва MS гурӯҳҳои метокси ва гидроксил. Хусусиятҳои гуногуни эфири селлюлоза бо тағир додани арзишҳои нисбии ивазкунии ду намуди ивазкунанда заруранд.
робитаи байни мутобиқат ва тағйирдиҳӣ. Дар расми 5, илова кардани эфири селлюлоза ба истеъмоли оби маҳлул таъсир мерасонад ва таносуби об-пайвандкунандаи об ва сементро, ки таъсири ғафскунанда аст, тағйир медиҳад. Ҳар қадар миқдор зиёдтар бошад, ҳамон қадар истеъмоли об зиёдтар мешавад.
Эфирҳои селлюлоза, ки дар масолеҳи сохтмонии хокадор истифода мешаванд, бояд дар оби хунук зуд ҳал шаванд ва системаро бо консистенсияи дуруст таъмин кунанд. Агар суръати буриши муайяншуда ҳанӯз ҳам флокулентӣ ва коллоидӣ бошад, он маҳсулоти пастсифат ё пастсифат аст.
Ҳамчунин робитаи хуби хаттӣ байни мувофиқати суспензияи семент ва миқдори эфири селлюлоза вуҷуд дорад, эфири селлюлоза метавонад часпакии маҳлулро ба таври назаррас афзоиш диҳад, ҳар қадар миқдор зиёдтар бошад, таъсир ҳамон қадар равшантар мешавад.
Маҳлули обии эфири селлюлоза бо часпакии баланд дорои тиксотропияи баланд аст, ки яке аз хусусиятҳои эфири селлюлоза мебошад. Маҳлулҳои обии полимерҳои навъи Mc одатан моеъи псевдопластикӣ ва ғайритиксотропӣ дар ҳарорати гелии худ доранд, аммо хосиятҳои ҷараёни Нютонӣ дар суръати пасти буриш. Псевдопластикӣ бо афзоиши вазни молекулавӣ ё консентратсияи эфири селлюлоза меафзояд ва аз намуд ва дараҷаи ивазкунанда мустақил аст. Аз ин рӯ, эфирҳои селлюлоза бо ҳамон дараҷаи часпакӣ, хоҳ MC, HPmc ё HEmc, ҳамеша хосиятҳои реологии якхеларо нишон медиҳанд, ба шарте ки консентратсия ва ҳарорат доимӣ бошанд. Вақте ки ҳарорат баланд мешавад, гелии сохторӣ ташаккул меёбад ва ҷараёни тиксотропии баланд ба амал меояд. Эфирҳои селлюлоза бо консентратсияи баланд ва часпакии паст ҳатто дар ҳарорати гел тиксотропияро нишон медиҳанд. Ин хосият барои сохтмони маҳлули сохтмонӣ барои танзими ҷараёни он ва хосияти овезон кардани ҷараён фоидаи калон дорад. Дар ин ҷо бояд шарҳ дод, ки ҳар қадар часпакии эфири селлюлоза баландтар бошад, нигоҳдории об ҳамон қадар беҳтар аст, аммо ҳар қадар часпакӣ баландтар бошад, вазни нисбии молекулавии эфири селлюлоза ҳамон қадар баландтар мешавад, ки мувофиқан ҳалшавандагии он коҳиш меёбад, ки ба консентратсияи маҳлул ва иҷрои сохтмон таъсири манфӣ мерасонад. Ҳар қадар часпакӣ баландтар бошад, таъсири ғафскунандаи маҳлул ҳамон қадар равшантар аст, аммо ин муносибати пурраи мутаносиб нест. Часпакии каме паст, аммо эфири селлюлозаи тағйирёфта дар беҳтар кардани мустаҳкамии сохтории маҳлулҳои тар иҷрои аълотар дорад ва бо афзоиши часпакӣ нигоҳдории обии эфири селлюлоза беҳтар мешавад.
Вақти нашр: 30 марти соли 2022