Эфір цэлюлозы - гэта сінтэтычны палімер, выраблены з натуральнай цэлюлозы ў якасці сыравіны шляхам хімічнай мадыфікацыі. Эфір цэлюлозы з'яўляецца вытворным натуральнай цэлюлозы, вытворчасць эфіру цэлюлозы і сінтэтычнага палімера адрозніваецца, найбольш асноўным матэрыялам з'яўляецца цэлюлоза, прыродныя палімерныя злучэнні. У сувязі са асаблівасцямі структуры натуральнай цэлюлозы, сама цэлюлоза не мае здольнасці ўступаць у рэакцыю з этерифицирующим агентам. Але пасля апрацоўкі набракальнікам моцныя вадародныя сувязі паміж малекулярнымі ланцугамі і ланцугамі разбураліся, і актыўнасць гідраксільнай групы выдзялялася ў шчолачную цэлюлозу з рэакцыйнай здольнасцю, і эфір цэлюлозы быў атрыманы ў выніку рэакцыі этэрыфікатара — ОН-групы ў — АБО група.
Уласцівасці простых эфіраў цэлюлозы залежаць ад тыпу, колькасці і размеркавання намеснікаў. Класіфікацыя эфіру цэлюлозы таксама заснавана на тыпе замяшчальнікаў, ступені этэрыфікацыі, растваральнасці і адпаведнага прымянення. У адпаведнасці з тыпам намеснікаў у малекулярнай ланцугу, яго можна падзяліць на просты эфір і змешаны эфір. MC звычайна выкарыстоўваецца як адзіны эфір, а HPmc - змешаны эфір. Метылавы эфір цэлюлозы MC - гэта натуральная адзінка глюкозы цэлюлозы на гідраксіле - гэта метоксид, заменены формулай структуры прадукту [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, гідраксіпрапіл-метылавы эфір цэлюлозы HPmc - гэта адзінка на гідраксіле, якая з'яўляецца часткай замешчанага метаксіду, іншая частка прадукту, замешчанага гідраксіпрапілам, Структурная формула: [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X і гидроксиэтилметилцеллюлозный эфір HEmc, які шырока выкарыстоўваецца і прадаецца на рынку.
Па растваральнасці можна падзяліць на іённыя і неионные тыпу. Растваральны ў вадзе неионный эфір цэлюлозы ў асноўным складаецца з алкилового эфіру і гидроксильного алкилового эфіру двух серый гатункаў. Ionic Cmc у асноўным выкарыстоўваецца ў сінтэтычных мыйных сродках, тэкстыльнай, паліграфічнай, харчовай і нафтавай прамысловасці. Неіённыя MC, HPmc, HEmc і іншыя ў асноўным выкарыстоўваюцца ў будаўнічых матэрыялах, латексных пакрыццях, медыцыне, штодзённай хіміі і іншых аспектах. У якасці загушчальніка, агента ўтрымання вады, стабілізатара, диспергатора, пленкообразующего агента.
Эфір цэлюлозы затрымка вады
У вытворчасці будаўнічых матэрыялаў, асабліва сухіх раствораў, эфір цэлюлозы гуляе незаменную ролю, асабліва ў вытворчасці спецыяльных раствораў (мадыфікаваных раствораў), з'яўляецца незаменнай часткай.
Важная роля водарастваральнага эфіру цэлюлозы ў растворы ў асноўным мае тры аспекты, адзін - выдатная здольнасць утрымліваць ваду, другі - уплыў кансістэнцыі раствора і тыксатрапіі, і трэці - узаемадзеянне з цэментам.
Утрыманне вады ў эфіры цэлюлозы залежыць ад гідраскапічнасці асновы, складу раствора, таўшчыні растворнага пласта, патрэбнасці раствора ў вадзе, часу кандэнсацыі кандэнсаванага матэрыялу. Затрымка вады ў эфіры цэлюлозы адбываецца з-за растваральнасці і дэгідратацыі самога эфіру цэлюлозы. Добра вядома, што малекулярныя ланцужкі цэлюлозы, хоць і ўтрымліваюць вялікую колькасць высокаўвільгатненых OH-груп, нерастваральныя ў вадзе з-за іх высокакрышталічнай структуры. Адной толькі здольнасці да гідратацыі гідраксільных груп недастаткова, каб аплаціць моцныя міжмалекулярныя вадародныя сувязі і сілы Ван-дэр-Ваальса. Пры ўвядзенні намеснікаў у малекулярны ланцуг не толькі яны разбураюць вадародны ланцуг, але і разрываюцца межцепные вадародныя сувязі з-за раскліноўвання намеснікаў паміж суседнімі ланцугамі. Чым больш замяшчальнікаў, тым больш адлегласць паміж малекуламі. Чым больш эфект разбурэння вадароднай сувязі, пашырэнне рашоткі цэлюлозы, раствор у эфіры цэлюлозы становіцца растваральным у вадзе, адукацыя раствора з высокай глейкасцю. Па меры павышэння тэмпературы гідратацыя палімера зніжаецца, і вада паміж ланцужкамі выцясняецца. Калі абязводжвае эфект дастатковы, малекулы пачынаюць агрэгаваць і гель згортваецца ў трохмерную сетку. Фактары, якія ўплываюць на ўтрыманне вады растворам, ўключаюць глейкасць эфіру цэлюлозы, дазоўку, тонкасць часціц і тэмпературу эксплуатацыі.
Чым больш глейкасць эфіру цэлюлозы, тым лепш прадукцыйнасць ўтрымання вады, глейкасць раствора палімера. Малекулярная маса (ступень полімерызацыі) палімера таксама вызначаецца даўжынёй і марфалогіяй малекулярнай структуры ланцуга, а размеркаванне колькасці намеснікаў непасрэдна ўплывае на дыяпазон глейкасці. [эта] = км альфа
Характарыстычная глейкасць раствораў палімераў
М малекулярная маса палімера
α канстанта характарыстык палімера
K каэфіцыент глейкасці раствора
Глейкасць раствора палімера залежыць ад малекулярнай масы палімера. Глейкасць і канцэнтрацыя раствораў эфіру цэлюлозы звязаны з рознымі прымяненнямі. Такім чынам, кожны эфір цэлюлозы мае мноства розных спецыфікацый глейкасці, рэгуляванне глейкасці таксама адбываецца ў асноўным за кошт дэградацыі шчолачнай цэлюлозы, а менавіта разлому малекулярнай ланцуга цэлюлозы.
Што тычыцца памеру часціц, чым драбней часціцы, тым лепш утрымліваюць ваду. Буйныя часціцы эфіру цэлюлозы датыкаюцца з вадой, паверхня неадкладна раствараецца і ўтварае гель, які ахінае матэрыял, каб прадухіліць далейшае пранікненне малекул вады, часам доўгае памешванне не можа быць раўнамерна растворана, утвараецца мутны флокулентный раствор або агламерат. Растваральнасць эфіру цэлюлозы з'яўляецца адным з фактараў выбару эфіру цэлюлозы.
Згушчэнне і тыксатрапія эфіру цэлюлозы
Другі эфект эфіру цэлюлозы - згушчэнне залежыць ад: ступені полімерызацыі эфіру цэлюлозы, канцэнтрацыі раствора, хуткасці зруху, тэмпературы і іншых умоў. Гелеўтварэнне раствора ўласціва толькі алкілцэлюлозе і яе мадыфікаваным вытворным. Характарыстыкі гелеутворення звязаны са ступенню замяшчэння, канцэнтрацыяй раствора і дадаткамі. Для гідраксіл-алкіл-мадыфікаваных вытворных уласцівасці геля таксама звязаны са ступенню гідраксіл-алкіл-мадыфікацыі. Для канцэнтрацыі раствора нізкай глейкасці MC і HPmc можна прыгатаваць 10%-15% раствор, сярэдняй глейкасці MC і HPmc можна прыгатаваць 5%-10% раствор, а высокавязкай MC і HPmc можна прыгатаваць толькі 2%-3% раствора, і звычайна глейкасць эфіру цэлюлозы таксама градуіруюць 1%-2% растворам. Эфектыўнасць загушчальніка эфіру цэлюлозы з высокай малекулярнай масай, аднолькавая канцэнтрацыя раствора, палімеры з рознай малекулярнай масай маюць розную глейкасць, глейкасць і малекулярную масу можна выказаць наступным чынам [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn - сярэдняе ступень полімерызацыі высокая. Нізкамалекулярных эфір цэлюлозы дадаць больш для дасягнення мэтавай глейкасці. Яго глейкасць менш залежыць ад хуткасці зруху, высокая глейкасць для дасягнення мэтавай глейкасці, колькасць неабходна дадаць менш, глейкасць залежыць ад эфектыўнасці згушчэння. Такім чынам, для дасягнення пэўнай кансістэнцыі неабходна гарантаваць пэўную колькасць эфіру цэлюлозы (канцэнтрацыю раствора) і глейкасць раствора. Тэмпература гелеўтварэння раствора лінейна зніжалася з павелічэннем канцэнтрацыі раствора, а гелеўтварэнне адбывалася пры пакаёвай тэмпературы пасля дасягнення пэўнай канцэнтрацыі. HPmc мае высокую канцэнтрацыю гелеутворення пры пакаёвай тэмпературы.
Кансістэнцыю таксама можна рэгуляваць шляхам выбару памеру часціц і эфіраў цэлюлозы з рознай ступенню мадыфікацыі. Так званая мадыфікацыя - гэта ўвядзенне гідраксільнай алкильной групы ў пэўнай ступені замяшчэння ў структуру шкілета МС. Шляхам змены адносных значэнняў замяшчэння двух замяшчальнікаў, гэта значыць адносных значэнняў замяшчэння DS і MS метокси- і гідраксільных груп. Розныя ўласцівасці эфіру цэлюлозы патрабуюцца шляхам змены адносных значэнняў замяшчэння двух відаў замяшчальнікаў.
сувязь паміж паслядоўнасцю і мадыфікацыяй. На малюнку 5 даданне эфіру цэлюлозы ўплывае на расход вады ў будаўнічым растворы і змяняе суадносіны вады і цэменту да звязальнага рэчыва, што з'яўляецца эфектам згушчэння. Чым вышэй дазоўка, тым больш расход вады.
Эфіры цэлюлозы, якія выкарыстоўваюцца ў парашкападобных будаўнічых матэрыялах, павінны хутка растварацца ў халоднай вадзе і забяспечваць сістэме патрэбную кансістэнцыю. Калі дадзеная хуткасць зруху па-ранейшаму з'яўляецца флокулянтным і калоідным, гэта няякасны або няякасны прадукт.
Існуе таксама добрая лінейная залежнасць паміж кансістэнцыяй цэментавага раствора і дазоўкай эфіру цэлюлозы, эфір цэлюлозы можа значна павялічыць глейкасць раствора, чым большая дазоўка, тым больш відавочны эфект.
Водны раствор эфіру цэлюлозы з высокай глейкасцю мае высокую тыксатрапію, якая з'яўляецца адной з характарыстык эфіру цэлюлозы. Водныя растворы палімераў тыпу Mc звычайна валодаюць псеўдапластычнай, нетыксатропнай цякучасцю ніжэй тэмпературы іх геля, але ўласцівасцямі ньютанаўскай цякучасці пры нізкіх хуткасцях зруху. Псеўдапластычнасць павялічваецца з павелічэннем малекулярнай масы або канцэнтрацыі эфіру цэлюлозы і не залежыць ад тыпу і ступені замяшчальніка. Такім чынам, простыя эфіры цэлюлозы аднолькавай ступені глейкасці, няхай гэта будзе MC, HPmc або HEmc, заўсёды дэманструюць аднолькавыя рэалагічныя ўласцівасці, пакуль канцэнтрацыя і тэмпература застаюцца сталымі. Пры павышэнні тэмпературы ўтвараецца структурны гель і ўзнікае высокая тыксатропная цякучасць. Эфіры цэлюлозы з высокай канцэнтрацыяй і нізкай глейкасцю дэманструюць тыксатрапію нават пры тэмпературы геля. Гэта ўласцівасць вельмі карысна для будаўнічага будаўнічага раствора, каб рэгуляваць яго цякучасць і ўласцівасць вісець. Тут трэба патлумачыць, што чым вышэй глейкасць эфіру цэлюлозы, тым лепш утрымліваецца вада, але чым вышэй глейкасць, тым вышэй адносная малекулярная маса эфіру цэлюлозы, адпаведнае зніжэнне яго растваральнасці, што негатыўна адбіваецца на канцэнтрацыя раствора і будаўнічыя характарыстыкі. Чым вышэй глейкасць, тым больш відавочны эфект згушчэння раствора, але гэта не поўная прапарцыйная залежнасць. Некаторая нізкая глейкасць, але мадыфікаваны эфір цэлюлозы ў паляпшэнні структурнай трываласці вільготнага раствора мае больш выдатную прадукцыйнасць, з павелічэннем глейкасці эфіру цэлюлозы ўтрыманне вады палепшылася.
Час публікацыі: 30 сакавіка 2022 г