Ang cellulose ether ay isang sintetikong polimer na gawa sa natural na cellulose bilang hilaw na materyal sa pamamagitan ng kemikal na pagbabago. Ang cellulose ether ay isang hinango ng natural na cellulose, ang produksyon ng cellulose ether at sintetikong polimer ay magkaiba, ang pinakasimpleng materyal nito ay cellulose, mga natural na compound ng polimer. Dahil sa kakaibang istraktura ng natural na cellulose, ang cellulose mismo ay walang kakayahang tumugon sa etherifying agent. Ngunit pagkatapos ng paggamot gamit ang swelling agent, ang malalakas na hydrogen bond sa pagitan ng mga molecular chain at chain ay nawasak, at ang aktibidad ng hydroxyl group ay inilabas sa alkali cellulose na may kakayahang mag-react, at ang cellulose ether ay nakuha sa pamamagitan ng reaksyon ng etherifying agent — OH group sa — OR group.
Ang mga katangian ng mga cellulose ether ay nakadepende sa uri, bilang, at distribusyon ng mga substituent. Ang klasipikasyon ng cellulose ether ay batay din sa uri ng mga substituent, antas ng etherification, solubility, at mga kaugnay na aplikasyon na maaaring uriin. Ayon sa uri ng mga substituent sa molecular chain, maaari itong hatiin sa single ether at mixed ether. Ang MC ay karaniwang ginagamit bilang single ether, habang ang HPmc ay isang mixed ether. Ang methyl cellulose ether MC ay isang natural na yunit ng glucose ng cellulose na may hydroxyl na pinalitan ng methoxide na may istrukturang formula ng produkto na [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hydroxypropyl methyl cellulose ether HPmc ay isang yunit ng hydroxyl na pinalitan ng methoxide, isa pang bahagi ng produktong pinalitan ng hydroxypropyl. Ang istrukturang formula ay [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X at hydroxyethyl methyl cellulose ether HEmc, na malawakang ginagamit at ibinebenta sa merkado.
Mula sa solubility ay maaaring hatiin sa ionic type at non-ionic type. Ang water-soluble non-ionic cellulose ether ay pangunahing binubuo ng alkyl ether at hydroxyl alkyl ether sa dalawang serye ng uri. Ang Ionic Cmc ay pangunahing ginagamit sa synthetic detergent, tela, pag-iimprenta, pagkain at petrolyo. Ang non-ionic MC, HPmc, HEmc at iba pang pangunahing ginagamit sa mga materyales sa pagtatayo, latex coatings, gamot, pang-araw-araw na kimika at iba pang aspeto. Bilang pampalapot, water retention agent, stabilizer, dispersant, at film forming agent.
Pagpapanatili ng tubig ng selulusa eter
Sa produksyon ng mga materyales sa pagtatayo, lalo na ang tuyong halo-halong mortar, ang cellulose ether ay gumaganap ng isang hindi mapapalitang papel, lalo na sa produksyon ng espesyal na mortar (binagong mortar), ay isang kailangang-kailangan na bahagi.
Ang mahalagang papel ng natutunaw sa tubig na cellulose ether sa mortar ay pangunahing may tatlong aspeto, ang isa ay ang mahusay na kakayahan sa pagpapanatili ng tubig, ang pangalawa ay ang impluwensya ng pagkakapare-pareho ng mortar at thixotropy, at ang pangatlo ay ang interaksyon sa semento.
Ang pagpapanatili ng tubig ng cellulose ether ay nakadepende sa base ng hydroscopicity, komposisyon ng mortar, kapal ng mortar layer, pangangailangan ng tubig ng mortar, at oras ng condensation ng condensation material. Ang pagpapanatili ng tubig ng cellulose ether ay nagmumula sa solubility at dehydration ng cellulose ether mismo. Kilalang-kilala na ang mga cellulose molecular chain, bagama't naglalaman ang mga ito ng maraming highly hydrated OH groups, ay hindi natutunaw sa tubig dahil sa kanilang highly crystalline structure. Ang hydration ability ng hydroxyl groups lamang ay hindi sapat upang mabayaran ang malakas na intermolecular hydrogen bonds at van der Waals forces. Kapag ang mga substituent ay ipinasok sa molecular chain, hindi lamang sinisira ng mga substituent ang hydrogen chain, kundi pati na rin ang mga interchain hydrogen bonds ay nasisira dahil sa pagkaka-wedging ng mga substituent sa pagitan ng mga katabing chain. Kung mas malaki ang mga substituent, mas malaki ang distansya sa pagitan ng mga molekula. Kung mas malaki ang epekto ng pagkasira ng hydrogen bond, ang cellulose lattice expansion, ang solusyon sa cellulose ether ay nagiging water-soluble, na bumubuo ng mataas na viscosity solution. Habang tumataas ang temperatura, bumababa ang hydration ng polymer at ang tubig sa pagitan ng mga chain ay natatapon palabas. Kapag sapat na ang epekto ng pag-aalis ng tubig, magsisimulang magsama-sama ang mga molekula at ang gel ay natitiklop sa isang three-dimensional network. Ang mga salik na nakakaapekto sa pagpapanatili ng tubig ng mortar ay kinabibilangan ng lagkit ng cellulose ether, dosis, pino ng particle at temperatura ng serbisyo.
Kung mas mataas ang lagkit ng cellulose ether, mas maganda ang performance ng pagpapanatili ng tubig, at mas maganda rin ang lagkit ng solusyon ng polimer. Ang bigat ng molekula (antas ng polimerisasyon) ng polimer ay natutukoy din ng haba at morpolohiya ng istrukturang molekula ng kadena, at ang distribusyon ng bilang ng mga substituent ay direktang nakakaapekto sa saklaw ng lagkit. [eta] = Km alpha
Intrinsic viscosity ng mga solusyon sa polimer
M molekular na bigat ng polimer
α polymer characteristic constant
Koepisyent ng solusyon ng lagkit ng K
Ang lagkit ng solusyon ng polimer ay nakadepende sa bigat ng molekula ng polimer. Ang lagkit at konsentrasyon ng mga solusyon ng cellulose ether ay may kaugnayan sa iba't ibang aplikasyon. Samakatuwid, ang bawat cellulose ether ay may maraming iba't ibang detalye ng lagkit, ang regulasyon ng lagkit ay pangunahin ding sa pamamagitan ng pagkasira ng alkali cellulose, lalo na ang pagkabali ng kadena ng molekula ng cellulose.
Para sa laki ng particle, mas pino ang particle, mas mahusay ang pagpapanatili ng tubig. Kapag ang malalaking particle ng cellulose ether ay nakadikit sa tubig, agad na natutunaw ang ibabaw at bumubuo ng gel upang balutin ang materyal upang maiwasan ang patuloy na pagtagos ng mga molekula ng tubig, kung minsan, sa mahabang panahon ng paghahalo, hindi pantay na natutunaw ang materyal, na nagreresulta sa pagbuo ng maputik na flocculent solution o agglomerate. Ang solubility ng cellulose ether ay isa sa mga salik sa pagpili ng cellulose ether.
Pagpapalapot at thixotropy ng cellulose ether
Ang pangalawang epekto ng cellulose ether – ang pagkapal ay nakadepende sa: antas ng polimerisasyon ng cellulose ether, konsentrasyon ng solusyon, shear rate, temperatura at iba pang mga kondisyon. Ang katangian ng gelation ng solusyon ay natatangi sa alkyl cellulose at sa mga binagong derivatives nito. Ang mga katangian ng gelation ay nauugnay sa antas ng pagpapalit, konsentrasyon ng solusyon at mga additive. Para sa mga hydroxyl alkyl modified derivatives, ang mga katangian ng gel ay nauugnay din sa antas ng pagbabago ng hydroxyl alkyl. Para sa konsentrasyon ng solusyon ng mababang lagkit na MC at HPmc ay maaaring maghanda ng 10%-15% na konsentrasyon ng solusyon, ang medium viscosity na MC at HPmc ay maaaring maghanda ng 5%-10% na solusyon at ang high viscosity na MC at HPmc ay maaari lamang maghanda ng 2%-3% na solusyon, at kadalasan ang lagkit ng cellulose ether ay binibigyan din ng grado ng 1%-2% na solusyon. Ang kahusayan ng pampalapot ng mataas na molekular na timbang ng cellulose ether, sa parehong konsentrasyon ng solusyon, ang iba't ibang polimer ng timbang ng molekular ay may iba't ibang lagkit, ang lagkit at bigat ng molekular ay maaaring ipahayag tulad ng sumusunod, [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, ang DPn ay ang average na antas ng polimerisasyon ng mataas. Ang mababang molekular na timbang ng cellulose ether ay dapat magdagdag pa upang makamit ang target na lagkit. Ang lagkit nito ay hindi gaanong nakadepende sa shear rate, ang mataas na lagkit ay dapat makamit ang target na lagkit, ang dami na kailangan ay magdagdag ng mas kaunti, ang lagkit ay nakadepende sa kahusayan ng pampalapot. Samakatuwid, upang makamit ang isang tiyak na consistency, ang isang tiyak na dami ng cellulose ether (konsentrasyon ng solusyon) at lagkit ng solusyon ay dapat garantiyahan. Ang temperatura ng gelation ng solusyon ay linear na bumababa kasabay ng pagtaas ng konsentrasyon ng solusyon, at ang gelation ay nangyayari sa temperatura ng silid pagkatapos maabot ang isang tiyak na konsentrasyon. Ang HPmc ay may mataas na konsentrasyon ng gelation sa temperatura ng silid.
Maaari ring isaayos ang consistency sa pamamagitan ng pagpili ng laki ng particle at cellulose ethers na may iba't ibang antas ng pagbabago. Ang tinatawag na modification ay ang pagpapakilala ng hydroxyl alkyl group sa isang tiyak na antas ng substitution sa istruktura ng skeleton ng MC. Sa pamamagitan ng pagbabago ng relatibong halaga ng substitution ng dalawang substituents, ibig sabihin, ang relatibong halaga ng substitution ng DS at MS ng methoxy at hydroxyl groups. Ang iba't ibang katangian ng cellulose ether ay kinakailangan sa pamamagitan ng pagbabago ng relatibong halaga ng substitution ng dalawang uri ng substituents.
ang ugnayan sa pagitan ng consistency at modification. Sa Figure 5, ang pagdaragdag ng cellulose ether ay nakakaapekto sa konsumo ng tubig ng mortar at nagbabago sa water-binder ratio ng tubig at semento, na siyang epekto ng pagpapalapot. Kung mas mataas ang dosage, mas maraming konsumo ng tubig.
Ang mga cellulose ether na ginagamit sa mga pulbos na materyales sa pagtatayo ay dapat mabilis na matunaw sa malamig na tubig at magbigay sa sistema ng tamang lapot. Kung ang isang ibinigay na shear rate ay flocculent at colloidal pa rin, ito ay isang substandard o mababang kalidad na produkto.
Mayroon ding magandang linear na ugnayan sa pagitan ng consistency ng slurry ng semento at ang dosis ng cellulose ether, ang cellulose ether ay maaaring lubos na mapataas ang lagkit ng mortar, mas malaki ang dosis, mas halata ang epekto.
Ang aqueous solution ng cellulose ether na may mataas na lagkit ay may mataas na thixotropy, na isa sa mga katangian ng cellulose ether. Ang mga aqueous solution ng Mc type polymers ay karaniwang may pseudoplastic, non-thixotropic fluidity na mas mababa sa temperatura ng kanilang gel, ngunit ang mga katangian ng Newtonian flow sa mababang shear rate. Ang pseudoplasticity ay tumataas kasabay ng pagtaas ng molecular weight o konsentrasyon ng cellulose ether at hindi nakadepende sa uri at antas ng substituent. Samakatuwid, ang mga cellulose ether na may parehong viscosity grade, MC, HPmc o HEmc man, ay palaging nagpapakita ng parehong rheological properties hangga't ang konsentrasyon at temperatura ay nananatiling pare-pareho. Kapag tumataas ang temperatura, nabubuo ang structural gel at nangyayari ang mataas na thixotropic flow. Ang mga cellulose ether na may mataas na konsentrasyon at mababang lagkit ay nagpapakita ng thixotropy kahit na mas mababa sa temperatura ng gel. Ang katangiang ito ay malaking pakinabang sa paggawa ng building mortar upang ayusin ang daloy at ang katangian ng pag-hang ng daloy nito. Kailangang ipaliwanag dito na mas mataas ang lagkit ng cellulose ether, mas mabuti ang pagpapanatili ng tubig, ngunit mas mataas ang lagkit, mas mataas ang relatibong molekular na bigat ng cellulose ether, na katumbas na bumababa ang solubility nito, na may negatibong epekto sa konsentrasyon ng mortar at pagganap ng konstruksyon. Kung mas mataas ang lagkit, mas halata ang epekto ng pampalapot ng mortar, ngunit hindi ito isang ganap na proporsyonal na relasyon. May ilang mababang lagkit, ngunit ang binagong cellulose ether sa pagpapabuti ng lakas ng istruktura ng wet mortar ay may mas mahusay na pagganap, kasabay ng pagtaas ng lagkit, bumuti ang pagpapanatili ng tubig ng cellulose ether.
Oras ng pag-post: Mar-30-2022