Ete xenlulo (CelluloseEther) được sản xuất từ xenlulo thông qua phản ứng ete hóa của một hoặc nhiều chất ete hóa và quá trình nghiền khô. Dựa trên cấu trúc hóa học khác nhau của các nhóm thế ete, ete xenlulo có thể được chia thành ete anion, cation và không ion. Ete xenlulo ion chủ yếu bao gồm ete xenlulo cacbonyl metyl (CMC); ete xenlulo không ion chủ yếu bao gồm ete xenlulo metyl (MC), ete xenlulo hydroxypropyl metyl (HPMC) và ete xenlulo hydroxyethyl, ete clo (HC), v.v. Ete không ion được chia thành ete tan trong nước và ete tan trong dầu, và ete không ion tan trong nước chủ yếu được sử dụng trong các sản phẩm vữa. Trong sự hiện diện của ion canxi, ete xenlulo ion không ổn định, vì vậy nó ít được sử dụng trong các sản phẩm vữa trộn khô sử dụng xi măng, vôi tôi, v.v. làm chất kết dính. Các ete xenluloza hòa tan trong nước không ion được sử dụng rộng rãi trong ngành vật liệu xây dựng nhờ tính ổn định huyền phù và khả năng giữ nước của chúng.
1. Tính chất hóa học của ete xenluloza
Mỗi ete xenluloza đều có cấu trúc cơ bản của xenluloza — cấu trúc anhydroglucose. Trong quá trình sản xuất ete xenluloza, sợi xenluloza trước tiên được đun nóng trong dung dịch kiềm, sau đó được xử lý bằng chất ete hóa. Sản phẩm phản ứng dạng sợi được tinh chế và nghiền thành bột mịn đồng nhất.
Trong quy trình sản xuất MC, chỉ có metyl clorua được sử dụng làm chất ete hóa; ngoài metyl clorua, propylen oxit cũng được sử dụng để thu được các nhóm thế hydroxypropyl trong sản xuất HPMC. Các ete xenluloza khác nhau có tỷ lệ thế metyl và hydroxypropyl khác nhau, ảnh hưởng đến khả năng tương thích hữu cơ và nhiệt độ tạo gel của dung dịch ete xenluloza.
2. Các kịch bản ứng dụng của ete xenluloza
Cellulose ether là một polyme bán tổng hợp không ion, tan trong nước và tan trong dung môi. Nó có những tác dụng khác nhau trong các ngành công nghiệp khác nhau. Ví dụ, trong vật liệu xây dựng hóa học, nó có các tác dụng tổng hợp sau:
① Chất giữ nước ② Chất làm đặc ③ Chất làm phẳng bề mặt ④ Chất tạo màng ⑤ Chất kết dính
Trong ngành công nghiệp polyvinyl clorua, nó được sử dụng làm chất nhũ hóa và chất phân tán; trong ngành dược phẩm, nó là chất kết dính và vật liệu khung giải phóng chậm và có kiểm soát, v.v. Do cellulose có nhiều tác dụng tổng hợp, lĩnh vực ứng dụng của nó cũng rất rộng rãi. Phần sau tập trung vào việc sử dụng và chức năng của ete cellulose trong các vật liệu xây dựng khác nhau.
(1) Trong sơn latex:
Trong ngành công nghiệp sơn latex, để lựa chọn hydroxyethyl cellulose, thông số kỹ thuật chung cho độ nhớt tương đương là RT30000-50000cps, tương ứng với thông số kỹ thuật HBR250, và liều lượng tham khảo thường khoảng 1,5‰-2‰. Chức năng chính của hydroxyethyl trong sơn latex là làm đặc, ngăn ngừa sự đông đặc của sắc tố, giúp phân tán sắc tố, tăng độ ổn định của latex và tăng độ nhớt của các thành phần, góp phần vào khả năng tự san phẳng của công trình. Hydroxyethyl cellulose dễ sử dụng hơn. Nó có thể hòa tan trong nước lạnh và nước nóng, và không bị ảnh hưởng bởi giá trị pH. Có thể yên tâm sử dụng khi giá trị PI nằm trong khoảng từ 2 đến 12. Các phương pháp sử dụng như sau: I. Thêm trực tiếp vào quá trình sản xuất: Đối với phương pháp này, nên chọn loại hydroxyethyl cellulose hòa tan chậm, và sử dụng hydroxyethyl cellulose có thời gian hòa tan hơn 30 phút. Các bước thực hiện như sau: ① Cho vào thùng chứa có trang bị máy khuấy tốc độ cao. Thêm nước tinh khiết theo định lượng. ② Bắt đầu khuấy liên tục ở tốc độ thấp, đồng thời từ từ thêm hydroxyethyl vào dung dịch một cách đều đặn. ③ Tiếp tục khuấy cho đến khi tất cả các nguyên liệu dạng hạt được ngấm đều. ④ Thêm các chất phụ gia khác và chất kiềm, v.v. ⑤ Khuấy cho đến khi hydroxyethyl tan hoàn toàn, sau đó thêm các thành phần khác trong công thức và nghiền cho đến khi thu được sản phẩm cuối cùng. II. Chuẩn bị dung dịch mẹ để sử dụng sau: Phương pháp này có thể chọn cellulose hòa tan nhanh, có tác dụng chống nấm mốc. Ưu điểm của phương pháp này là tính linh hoạt cao hơn và có thể thêm trực tiếp vào sơn latex. Cách chuẩn bị tương tự như các bước ①-④. III. Chuẩn bị dung dịch sệt để sử dụng sau: Vì các dung môi hữu cơ là dung môi kém hòa tan (không tan) đối với hydroxyethyl, nên các dung môi này có thể được sử dụng để chuẩn bị dung dịch sệt. Các dung môi hữu cơ được sử dụng phổ biến nhất là các chất lỏng hữu cơ trong công thức sơn latex, chẳng hạn như ethylene glycol, propylene glycol và các chất tạo màng (như diethylene glycol butyl acetate). Có thể thêm trực tiếp hydroxyethyl cellulose dạng bột vào sơn. Tiếp tục khuấy cho đến khi tan hoàn toàn.
(2) Trong bột trét tường:
Hiện nay, ở hầu hết các thành phố trong nước tôi, bột trét tường thân thiện với môi trường, chống thấm và chống chà xát đã được người dân đánh giá cao. Nó được sản xuất bằng phản ứng acetal giữa vinyl alcohol và formaldehyde. Do đó, vật liệu này đang dần bị loại bỏ và thay thế bằng các sản phẩm ete xenluloza. Có thể nói, để phát triển vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường, xenluloza hiện là vật liệu duy nhất được sử dụng. Trong bột trét chống thấm, nó được chia thành hai loại: bột trét khô và bột trét dạng sệt. Trong hai loại bột trét này, nên chọn xenluloza metyl biến tính và xenluloza hydroxypropyl metyl. Độ nhớt thường nằm trong khoảng 30000-60000 cps. Chức năng chính của xenluloza trong bột trét là giữ nước, kết dính và bôi trơn. Vì công thức bột trét của các nhà sản xuất khác nhau là khác nhau, một số là canxi xám, canxi nhạt, xi măng trắng, v.v., và một số là bột thạch cao, canxi xám, canxi nhạt, v.v., nên các thông số kỹ thuật, độ nhớt và độ thẩm thấu của xenluloza trong hai công thức cũng khác nhau. Lượng thêm vào khoảng 2‰-3‰. Trong thi công bột trét tường, do bề mặt nền của tường có độ hút nước nhất định (tỷ lệ hút nước của tường gạch là 13%, và tỷ lệ hút nước của bê tông là 3-5%), cộng thêm sự bay hơi từ môi trường bên ngoài, nếu bột trét mất nước quá nhanh, sẽ dẫn đến nứt hoặc bong tróc bột, làm suy yếu độ bền của bột trét. Do đó, việc thêm ete xenlulo sẽ giải quyết vấn đề này. Tuy nhiên, chất lượng của chất độn, đặc biệt là chất lượng của canxi cacbonat cũng vô cùng quan trọng. Do độ nhớt cao của xenlulo, độ nổi của bột trét cũng được tăng cường, hiện tượng chảy xệ trong quá trình thi công cũng được tránh, giúp việc thi công sau khi cạo sạch trở nên dễ dàng và tiết kiệm nhân công hơn. Việc thêm ete xenlulo vào bột trét dạng bột sẽ thuận tiện hơn. Quá trình sản xuất và sử dụng cũng thuận tiện hơn. Chất độn và phụ gia có thể được trộn đều trong bột khô.
(3) Vữa bê tông:
Trong vữa bê tông, để đạt được cường độ tối ưu, xi măng phải được hydrat hóa hoàn toàn. Đặc biệt trong thi công mùa hè, vữa bê tông mất nước quá nhanh, và các biện pháp hydrat hóa hoàn toàn được sử dụng là duy trì và tưới nước. Điều này lãng phí tài nguyên và bất tiện trong thao tác, mấu chốt là nước chỉ ở trên bề mặt, và quá trình hydrat hóa bên trong vẫn chưa hoàn toàn. Vì vậy, giải pháp cho vấn đề này là thêm tám chất giữ nước vào vữa bê tông, thường chọn hydroxypropyl methyl hoặc methyl cellulose, với thông số độ nhớt từ 20000-60000 cps, và lượng thêm vào là 2%-3%. Tỷ lệ giữ nước có thể tăng lên hơn 85%. Cách sử dụng trong vữa bê tông là trộn đều bột khô và đổ vào nước.
(4) Trong thạch cao trát vữa, thạch cao liên kết, thạch cao trám khe:
Với sự phát triển nhanh chóng của ngành xây dựng, nhu cầu của người dân về vật liệu xây dựng mới cũng ngày càng tăng. Do nhận thức về bảo vệ môi trường ngày càng cao và hiệu quả xây dựng không ngừng được nâng cao, các sản phẩm thạch cao xi măng đã phát triển nhanh chóng. Hiện nay, các sản phẩm thạch cao phổ biến nhất là thạch cao trát tường, thạch cao dán, thạch cao khảm và keo dán gạch. Thạch cao trát tường là vật liệu trát tường chất lượng cao dùng cho tường và trần nhà. Bề mặt tường được trát bằng thạch cao sẽ mịn và nhẵn. Keo dán tấm thạch cao xây dựng mới là vật liệu dính được làm từ thạch cao làm nguyên liệu cơ bản và các chất phụ gia khác nhau. Nó thích hợp để liên kết giữa các vật liệu tường xây dựng vô cơ khác nhau. Nó không độc hại, không mùi, nhanh khô, độ bám dính cao và các đặc tính khác, là vật liệu hỗ trợ cho việc xây dựng tấm và tường gạch; chất trám khe thạch cao là chất trám khe giữa các tấm thạch cao và chất trám sửa chữa cho tường và các vết nứt. Các sản phẩm thạch cao này có một loạt các chức năng khác nhau. Ngoài vai trò của thạch cao và các chất độn liên quan, vấn đề then chốt là các chất phụ gia ete xenluloza đóng vai trò chủ đạo. Vì thạch cao được chia thành thạch cao khan và thạch cao bán ngậm nước, nên các loại thạch cao khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến hiệu suất của sản phẩm, do đó độ đặc, khả năng giữ nước và khả năng làm chậm đông kết quyết định chất lượng của vật liệu xây dựng bằng thạch cao. Vấn đề thường gặp của các vật liệu này là bị rỗng và nứt, và không đạt được cường độ ban đầu. Để giải quyết vấn đề này, cần lựa chọn loại xenluloza và phương pháp sử dụng hỗn hợp chất làm chậm đông kết. Về vấn đề này, thường chọn metyl hoặc hydroxypropyl metyl 30000 –60000cps, với lượng thêm vào là 1,5%–2%. Trong đó, xenluloza tập trung vào khả năng giữ nước và làm chậm quá trình bôi trơn. Tuy nhiên, không thể chỉ dựa vào ete xenluloza làm chất làm chậm đông kết, và cần phải thêm chất làm chậm đông kết axit citric để trộn và sử dụng mà không ảnh hưởng đến cường độ ban đầu. Khả năng giữ nước thường đề cập đến lượng nước sẽ bị mất đi một cách tự nhiên mà không cần hấp thụ nước từ bên ngoài. Nếu tường quá khô, sự hút nước và bay hơi tự nhiên trên bề mặt sẽ khiến vật liệu mất nước quá nhanh, dẫn đến hiện tượng rỗng và nứt nẻ. Phương pháp sử dụng này là trộn với bột khô. Nếu bạn pha dung dịch, vui lòng tham khảo phương pháp pha chế dung dịch.
(5) Vữa cách nhiệt
Vữa cách nhiệt là một loại vật liệu cách nhiệt tường nội thất mới ở khu vực phía Bắc. Đây là vật liệu tường được tổng hợp từ vật liệu cách nhiệt, vữa và chất kết dính. Trong vật liệu này, cellulose đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết và tăng cường độ bền. Thông thường, người ta chọn methyl cellulose có độ nhớt cao (khoảng 10000 eps), với liều lượng thường từ 2‰-3‰, và phương pháp sử dụng là trộn bột khô.
(6) tác nhân giao diện
Chọn HPNC 20000cps cho chất kết dính giữa các viên gạch, chọn loại 60000cps trở lên cho keo dán gạch, và tập trung vào chất làm đặc trong chất kết dính giữa các viên gạch để cải thiện độ bền kéo và khả năng chống nứt. Được sử dụng như một chất giữ nước trong quá trình dán gạch để ngăn gạch bị khô quá nhanh và bong tróc.
3. Tình hình chuỗi ngành
(1) Ngành công nghiệp thượng nguồn
Nguyên liệu chính cần thiết cho sản xuất ete xenlulo bao gồm bông tinh chế (hoặc bột gỗ) và một số dung môi hóa học thông dụng, chẳng hạn như propylen oxit, metyl clorua, xút lỏng, xút ăn da, etylen oxit, toluen và các nguyên liệu phụ trợ khác. Các doanh nghiệp thượng nguồn của ngành này bao gồm bông tinh chế, các doanh nghiệp sản xuất bột gỗ và một số doanh nghiệp hóa chất. Sự biến động giá của các nguyên liệu chính nêu trên sẽ có tác động khác nhau đến chi phí sản xuất và giá bán ete xenlulo.
Chi phí bông tinh chế tương đối cao. Lấy ví dụ ete cellulose cấp vật liệu xây dựng, trong kỳ báo cáo, chi phí bông tinh chế chiếm lần lượt 31,74%, 28,50%, 26,59% và 26,90% giá bán ete cellulose cấp vật liệu xây dựng. Sự biến động giá của bông tinh chế sẽ ảnh hưởng đến chi phí sản xuất ete cellulose. Nguyên liệu chính để sản xuất bông tinh chế là xơ bông. Xơ bông là một trong những sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất bông, chủ yếu được sử dụng để sản xuất bột giấy, bông tinh chế, nitrocellulose và các sản phẩm khác. Giá trị sử dụng và công dụng của xơ bông và bông khá khác nhau, và giá của nó rõ ràng thấp hơn bông, nhưng nó có mối tương quan nhất định với sự biến động giá của bông. Sự biến động giá của xơ bông ảnh hưởng đến giá của bông tinh chế.
Sự biến động mạnh về giá bông tinh chế sẽ tác động ở các mức độ khác nhau đến việc kiểm soát chi phí sản xuất, định giá sản phẩm và lợi nhuận của các doanh nghiệp trong ngành này. Khi giá bông tinh chế cao và giá bột giấy tương đối rẻ, để giảm chi phí, bột giấy có thể được sử dụng làm chất thay thế và bổ sung cho bông tinh chế, chủ yếu để sản xuất ete xenlulo có độ nhớt thấp như ete xenlulo dùng trong dược phẩm và thực phẩm. Theo số liệu từ trang web của Cục Thống kê Quốc gia, năm 2013, diện tích trồng bông của nước ta là 4,35 triệu ha, sản lượng bông cả nước là 6,31 triệu tấn. Theo thống kê của Hiệp hội Công nghiệp Xenlulo Trung Quốc, năm 2014, tổng sản lượng bông tinh chế của các nhà sản xuất bông tinh chế lớn trong nước là 332.000 tấn, nguồn cung nguyên liệu dồi dào.
Nguyên liệu chính để sản xuất thiết bị hóa chất than chì là thép và than chì cacbon. Giá thép và than chì cacbon chiếm tỷ trọng khá cao trong chi phí sản xuất thiết bị hóa chất than chì. Sự biến động giá của các nguyên liệu này sẽ có tác động nhất định đến chi phí sản xuất và giá bán của thiết bị hóa chất than chì.
(2) Ngành công nghiệp hạ nguồn của ete xenluloza
Là một loại “monosatri glutamat công nghiệp”, ete xenluloza có tỷ lệ ete xenluloza thấp và có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Các ngành công nghiệp chế biến sản phẩm này trải rộng khắp mọi lĩnh vực trong nền kinh tế quốc gia.
Thông thường, ngành xây dựng và bất động sản ở khâu hạ nguồn sẽ có tác động nhất định đến tốc độ tăng trưởng nhu cầu về ete cellulose cấp vật liệu xây dựng. Khi ngành xây dựng và bất động sản trong nước tăng trưởng nhanh, nhu cầu thị trường trong nước đối với ete cellulose cấp vật liệu xây dựng cũng tăng nhanh. Khi tốc độ tăng trưởng của ngành xây dựng và bất động sản trong nước chậm lại, tốc độ tăng trưởng nhu cầu về ete cellulose cấp vật liệu xây dựng trên thị trường trong nước cũng sẽ chậm lại, điều này sẽ làm gia tăng cạnh tranh trong ngành và đẩy nhanh quá trình chọn lọc tự nhiên giữa các doanh nghiệp trong ngành.
Từ năm 2012, trong bối cảnh ngành xây dựng và bất động sản trong nước suy thoái, nhu cầu về ete xenluloza dùng trong vật liệu xây dựng trên thị trường nội địa không biến động đáng kể. Nguyên nhân chính là: 1. Quy mô tổng thể của ngành xây dựng và bất động sản trong nước lớn, tổng nhu cầu thị trường tương đối lớn; thị trường tiêu dùng chính của ete xenluloza dùng trong vật liệu xây dựng đang dần mở rộng từ các khu vực kinh tế phát triển và các thành phố hạng nhất và hạng hai sang các khu vực miền Trung và miền Tây và các thành phố hạng ba, tiềm năng tăng trưởng và không gian mở rộng nhu cầu trong nước; 2. Tỷ lệ ete xenluloza được thêm vào trong chi phí vật liệu xây dựng thấp, lượng sử dụng của mỗi khách hàng nhỏ, khách hàng phân tán, dễ dẫn đến nhu cầu cứng nhắc, và tổng nhu cầu ở thị trường hạ nguồn tương đối ổn định; 3. Sự thay đổi giá cả thị trường là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự thay đổi cơ cấu nhu cầu của ete xenluloza dùng trong vật liệu xây dựng. Từ năm 2012, giá bán của ete xenluloza dùng trong vật liệu xây dựng đã giảm mạnh, dẫn đến giá các sản phẩm tầm trung và cao cấp giảm mạnh, thu hút nhiều khách hàng mua và lựa chọn hơn, làm tăng nhu cầu đối với các sản phẩm tầm trung và cao cấp, đồng thời thu hẹp khoảng không gian giá cả và nhu cầu thị trường cho các mẫu sản phẩm thông thường.
Mức độ phát triển và tốc độ tăng trưởng của ngành dược phẩm sẽ ảnh hưởng đến nhu cầu về ete xenluloza dược phẩm. Việc nâng cao mức sống của người dân và sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm cũng góp phần thúc đẩy nhu cầu thị trường đối với ete xenluloza thực phẩm.
4. Xu hướng phát triển của ete xenluloza
Do sự khác biệt về cấu trúc trong nhu cầu thị trường đối với ete xenluloza, các công ty có điểm mạnh và điểm yếu khác nhau có thể cùng tồn tại. Trước sự khác biệt rõ rệt về cấu trúc nhu cầu thị trường, các nhà sản xuất ete xenluloza trong nước đã áp dụng các chiến lược cạnh tranh khác biệt dựa trên thế mạnh của mình, đồng thời phải nắm bắt tốt xu hướng và hướng phát triển của thị trường.
(1) Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định vẫn sẽ là điểm cạnh tranh cốt lõi của các doanh nghiệp sản xuất ete xenluloza
Cellulose ether chiếm một tỷ trọng nhỏ trong chi phí sản xuất của hầu hết các doanh nghiệp hạ nguồn trong ngành này, nhưng lại có tác động lớn đến chất lượng sản phẩm. Nhóm khách hàng trung và cao cấp phải trải qua quá trình thử nghiệm công thức trước khi sử dụng một nhãn hiệu cellulose ether nhất định. Sau khi tìm ra công thức ổn định, việc thay thế bằng các nhãn hiệu sản phẩm khác thường không dễ dàng, đồng thời, yêu cầu về độ ổn định chất lượng của cellulose ether cũng cao hơn. Hiện tượng này càng nổi bật hơn ở các lĩnh vực cao cấp như các nhà sản xuất vật liệu xây dựng quy mô lớn trong và ngoài nước, tá dược dược phẩm, phụ gia thực phẩm và PVC. Để nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm, các nhà sản xuất phải đảm bảo chất lượng và độ ổn định của các lô cellulose ether khác nhau mà họ cung cấp có thể được duy trì trong thời gian dài, nhằm tạo dựng uy tín tốt hơn trên thị trường.
(2) Nâng cao trình độ công nghệ ứng dụng sản phẩm là hướng phát triển của các doanh nghiệp sản xuất ete xenluloza trong nước
Với công nghệ sản xuất ete xenluloza ngày càng hoàn thiện, trình độ công nghệ ứng dụng cao hơn sẽ góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh toàn diện của doanh nghiệp và hình thành mối quan hệ khách hàng ổn định. Các công ty sản xuất ete xenluloza nổi tiếng ở các nước phát triển chủ yếu áp dụng chiến lược cạnh tranh “hướng đến khách hàng cao cấp quy mô lớn + phát triển các ứng dụng và công dụng hạ nguồn” để phát triển các công thức ứng dụng và sử dụng ete xenluloza, và cấu hình một loạt sản phẩm theo các lĩnh vực ứng dụng khác nhau nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng sử dụng và nuôi dưỡng nhu cầu thị trường hạ nguồn. Cuộc cạnh tranh giữa các doanh nghiệp sản xuất ete xenluloza ở các nước phát triển đã chuyển từ việc gia nhập thị trường sản phẩm sang cạnh tranh trong lĩnh vực công nghệ ứng dụng.
Thời gian đăng bài: 27/02/2023