Cellulose-ether is een synthetisch polymeer gemaakt van natuurlijke cellulose als grondstof door chemische modificatie.Cellulose-ether is een derivaat van natuurlijke cellulose, de productie van cellulose-ether en synthetisch polymeer is anders, het meest basismateriaal is cellulose, natuurlijke polymeerverbindingen.Vanwege de bijzonderheid van de natuurlijke cellulosestructuur heeft cellulose zelf niet het vermogen om te reageren met een veretheringsmiddel.Maar na de behandeling met zwelmiddel werden de sterke waterstofbruggen tussen moleculaire ketens en ketens vernietigd en werd de activiteit van de hydroxylgroep vrijgegeven in alkalicellulose met reactievermogen, en cellulose-ether werd verkregen door de reactie van veretheringsmiddel - OH-groep in – OF groep.
De eigenschappen van cellulose-ethers zijn afhankelijk van het type, het aantal en de verdeling van de substituenten.De classificatie van cellulose-ether is ook gebaseerd op het type substituenten, de mate van verethering, de oplosbaarheid en de gerelateerde toepassing die kan worden geclassificeerd.Afhankelijk van het type substituenten op de moleculaire keten kan deze worden onderverdeeld in enkele ether en gemengde ether.MC wordt meestal gebruikt als enkele ether, terwijl HPmc een gemengde ether is.Methylcellulose-ether MC is een natuurlijke cellulose-glucose-eenheid op de hydroxyl is methoxide vervangen door de productstructuurformule [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hydroxypropylmethylcellulose-ether HPmc is een eenheid op de hydroxyl is onderdeel van het methoxide vervangen, een ander deel van het hydroxypropyl vervangen product. De structuurformule is [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X en hydroxyethylmethylcellulose-ether HEmc, dat veel wordt gebruikt en verkocht op de markt.
Van de oplosbaarheid kan worden onderverdeeld in ionisch type en niet-ionisch type.In water oplosbare niet-ionische cellulose-ether bestaat hoofdzakelijk uit alkylether en hydroxylalkylether, twee reeksen variëteiten.Ionic Cmc wordt voornamelijk gebruikt in de exploitatie van synthetische wasmiddelen, textiel, drukwerk, voedsel en aardolie.Niet-ionische MC, HPmc, HEmc en andere die voornamelijk worden gebruikt in bouwmaterialen, latexcoatings, medicijnen, dagelijkse chemie en andere aspecten.Als verdikkingsmiddel, waterretentiemiddel, stabilisator, dispergeermiddel, filmvormer.
Cellulose-etherwaterretentie
Bij de productie van bouwmaterialen, vooral droge gemengde mortel, speelt cellulose-ether een onvervangbare rol, vooral bij de productie van speciale mortel (gemodificeerde mortel), een onmisbaar onderdeel.
De belangrijke rol van wateroplosbare cellulose-ether in mortel heeft hoofdzakelijk drie aspecten: het ene is het uitstekende waterretentievermogen, het tweede is de invloed van de mortelconsistentie en thixotropie, en het derde is de interactie met cement.
De waterretentie van cellulose-ether is afhankelijk van de hydroscopiciteit, samenstelling van de mortel, dikte van de mortellaag, waterbehoefte van de mortel, condensatietijd van het condensatiemateriaal.De waterretentie van cellulose-ether komt voort uit de oplosbaarheid en dehydratatie van cellulose-ether zelf.Het is algemeen bekend dat moleculaire ketens van cellulose, hoewel ze een groot aantal sterk gehydrateerde OH-groepen bevatten, onoplosbaar zijn in water vanwege hun sterk kristallijne structuur.Het hydratatievermogen van hydroxylgroepen alleen is niet voldoende om de sterke intermoleculaire waterstofbruggen en van der Waals-krachten te compenseren.Wanneer substituenten in de moleculaire keten worden geïntroduceerd, vernietigen niet alleen de substituenten de waterstofketen, maar worden ook de waterstofbruggen tussen de ketens verbroken als gevolg van het vastklemmen van substituenten tussen aangrenzende ketens.Hoe groter de substituenten zijn, hoe groter de afstand tussen de moleculen is.Hoe groter de vernietiging van het waterstofbindingseffect, de uitzetting van het celluloserooster, de oplossing in de cellulose-ether wordt wateroplosbaar, de vorming van een oplossing met hoge viscositeit.Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de hydratatie van het polymeer af en wordt het water tussen de ketens verdreven.Wanneer het dehydraterende effect voldoende is, beginnen de moleculen te aggregeren en vouwt de gel zich uit in een driedimensionaal netwerk.De factoren die de waterretentie van mortel beïnvloeden, zijn onder meer de viscositeit van cellulose-ether, de dosering, de deeltjesfijnheid en de gebruikstemperatuur.
Hoe groter de viscositeit van cellulose-ether, hoe beter de waterretentieprestaties, de viscositeit van de polymeeroplossing.Het molecuulgewicht (polymerisatiegraad) van het polymeer wordt ook bepaald door de lengte en morfologie van de moleculaire structuur van de keten, en de verdeling van het aantal substituenten heeft rechtstreeks invloed op het viscositeitsbereik.[eta] = Km alfa
Intrinsieke viscositeit van polymeeroplossingen
M molecuulgewicht van het polymeer
α-polymeer karakteristieke constante
K viscositeitsoplossingscoëfficiënt
De viscositeit van de polymeeroplossing hangt af van het molecuulgewicht van het polymeer.De viscositeit en concentratie van cellulose-etheroplossingen houden verband met verschillende toepassingen.Daarom heeft elke cellulose-ether veel verschillende viscositeitsspecificaties; de viscositeitsregulering vindt ook voornamelijk plaats door de afbraak van alkalicellulose, namelijk het breken van de moleculaire keten van cellulose.
Voor de deeltjesgrootte geldt: hoe fijner het deeltje, hoe beter de waterretentie.Grote deeltjes cellulose-ether komen in contact met water, het oppervlak lost onmiddellijk op en vormt een gel om het materiaal in te pakken om te voorkomen dat watermoleculen blijven doordringen, soms kan langdurig roeren niet gelijkmatig worden opgelost, de vorming van een modderige vlokkige oplossing of agglomeraat.De oplosbaarheid van cellulose-ether is één van de factoren om voor cellulose-ether te kiezen.
Verdikking en thixotropie van cellulose-ether
Het tweede effect van cellulose-ether – verdikking hangt af van: de polymerisatiegraad van cellulose-ether, oplossingsconcentratie, afschuifsnelheid, temperatuur en andere omstandigheden.De geleringseigenschap van de oplossing is uniek voor alkylcellulose en zijn gemodificeerde derivaten.Geleringskarakteristieken houden verband met de mate van substitutie, oplossingsconcentratie en additieven.Voor met hydroxylalkyl gemodificeerde derivaten houden de geleigenschappen ook verband met de mate van hydroxylalkylmodificatie.Voor de oplossingsconcentratie van MC en HPmc met lage viscositeit kan een concentratieoplossing van 10% -15% worden bereid, MC en HPmc met gemiddelde viscositeit kunnen een oplossing van 5% -10% worden bereid en MC en HPmc met hoge viscositeit kunnen slechts 2% -3% worden bereid oplossing, en gewoonlijk wordt de viscositeit van cellulose-ether ook beoordeeld met een oplossing van 1% -2%.Efficiëntie van cellulose-etherverdikkingsmiddel met hoog molecuulgewicht, dezelfde oplossingsconcentratie, polymeren met verschillende molecuulgewichten hebben verschillende viscositeit, viscositeit en molecuulgewicht kunnen als volgt worden uitgedrukt: [η] = 2,92 x 10-2 (DPn) 0,905, DPn is het gemiddelde polymerisatiegraad hoog.Cellulose-ether met een laag molecuulgewicht om meer toe te voegen om de beoogde viscositeit te bereiken.De viscositeit is minder afhankelijk van de afschuifsnelheid, de hoge viscositeit om de doelviscositeit te bereiken, de hoeveelheid die nodig is om minder toe te voegen, de viscositeit hangt af van de verdikkingsefficiëntie.Om een bepaalde consistentie te bereiken, moeten daarom een bepaalde hoeveelheid cellulose-ether (concentratie van de oplossing) en de viscositeit van de oplossing worden gegarandeerd.De geleringstemperatuur van de oplossing nam lineair af met de toename van de concentratie van de oplossing, en gelering vond plaats bij kamertemperatuur na het bereiken van een bepaalde concentratie.HPmc heeft een hoge geleringsconcentratie bij kamertemperatuur.
De consistentie kan ook worden aangepast door de deeltjesgrootte en cellulose-ethers met verschillende mate van modificatie te selecteren.De zogenaamde modificatie is de introductie van een hydroxylalkylgroep in een bepaalde substitutiegraad op de skeletstructuur van MC.Door de relatieve substitutiewaarden van de twee substituenten te veranderen, dat wil zeggen de DS- en MS-relatieve substitutiewaarden van methoxy- en hydroxylgroepen.Er zijn verschillende eigenschappen van cellulose-ether vereist door de relatieve substitutiewaarden van twee soorten substituenten te veranderen.
de relatie tussen consistentie en wijziging.In Figuur 5 beïnvloedt de toevoeging van cellulose-ether het waterverbruik van mortel en verandert de water-bindmiddelverhouding van water en cement, wat het verdikkende effect is.Hoe hoger de dosering, hoe meer waterverbruik.
Cellulose-ethers die in poedervormige bouwmaterialen worden gebruikt, moeten snel oplossen in koud water en het systeem de juiste consistentie geven.Als een bepaalde afschuifsnelheid nog steeds vlokkig en colloïdaal is, is het een product van ondermaatse kwaliteit of van slechte kwaliteit.
Er is ook een goed lineair verband tussen de consistentie van cementslurry en de dosering van cellulose-ether. Cellulose-ether kan de viscositeit van mortel aanzienlijk verhogen. Hoe groter de dosering, hoe duidelijker het effect.
Een waterige cellulose-etheroplossing met hoge viscositeit heeft een hoge thixotropie, wat een van de kenmerken is van cellulose-ether.Waterige oplossingen van polymeren van het Mc-type hebben gewoonlijk een pseudoplastische, niet-thixotrope vloeibaarheid onder hun geltemperatuur, maar Newtoniaanse vloei-eigenschappen bij lage afschuifsnelheden.Pseudoplasticiteit neemt toe met de toename van het molecuulgewicht of de concentratie van cellulose-ether en is onafhankelijk van het type en de mate van substituent.Daarom vertonen cellulose-ethers met dezelfde viscositeitsgraad, of het nu MC, HPmc of HEmc is, altijd dezelfde reologische eigenschappen zolang de concentratie en temperatuur constant blijven.Wanneer de temperatuur stijgt, wordt structurele gel gevormd en treedt er een hoge thixotrope stroming op.Cellulose-ethers met een hoge concentratie en lage viscositeit vertonen zelfs onder de geltemperatuur thixotropie.Deze eigenschap is van groot voordeel bij de constructie van bouwmortel om de vloei- en vloei-ophangeigenschap aan te passen.Hier moet worden uitgelegd dat hoe hoger de viscositeit van cellulose-ether, hoe beter de waterretentie, maar hoe hoger de viscositeit, hoe hoger het relatieve molecuulgewicht van cellulose-ether, de overeenkomstige vermindering van de oplosbaarheid ervan, wat een negatief effect heeft op de mortelconcentratie en constructieprestaties.Hoe hoger de viscositeit, des te duidelijker is het verdikkende effect van de mortel, maar dit is geen volledig proportioneel verband.Sommige lage viscositeit, maar gemodificeerde cellulose-ether bij het verbeteren van de structurele sterkte van natte mortel heeft uitstekende prestaties, met de toename van de viscositeit verbetert de waterretentie van cellulose-ether.
Posttijd: 30 maart 2022