L'etere di cellulosa è un polimero sintetico costituito da cellulosa naturale come materia prima mediante modificazione chimica. L'etere di cellulosa è un derivato della cellulosa naturale, la produzione di etere di cellulosa e il polimero sintetico sono diversi, il suo materiale più elementare è la cellulosa, composti polimerici naturali. A causa della particolarità della struttura naturale della cellulosa, la cellulosa stessa non ha la capacità di reagire con l'agente eterificante. Ma dopo il trattamento dell'agente rigonfiante, i forti legami idrogeno tra catene e catene molecolari sono stati distrutti e l'attività del gruppo ossidrile è stata rilasciata nella cellulosa alcalina con capacità di reazione e l'etere di cellulosa è stato ottenuto attraverso la reazione dell'agente eterificante - gruppo OH in — Gruppo OR.
Le proprietà degli eteri di cellulosa dipendono dal tipo, dal numero e dalla distribuzione dei sostituenti. La classificazione dell'etere di cellulosa si basa anche sul tipo di sostituenti, sul grado di eterificazione, sulla solubilità e sulla relativa applicazione che può essere classificata. A seconda del tipo di sostituenti sulla catena molecolare, può essere divisa in etere singolo ed etere misto. MC viene solitamente utilizzato come etere singolo, mentre HPmc è un etere misto. L'etere di metilcellulosa MC è un'unità di glucosio di cellulosa naturale sull'idrossile è il metossido sostituito dalla formula della struttura del prodotto [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, l'etere di idrossipropilmetilcellulosa HPmc è un'unità sull'idrossile è parte del metossido sostituito, un'altra parte del prodotto sostituito con idrossipropile, La formula strutturale è [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X e etere di idrossietilmetilcellulosa HEmc, ampiamente utilizzato e venduto sul mercato.
Dalla solubilità può essere diviso in tipo ionico e tipo non ionico. L'etere di cellulosa non ionico solubile in acqua è composto principalmente da etere alchilico e etere idrossialchilico due serie di varietà. Ionic Cmc è utilizzato principalmente nello sfruttamento di detergenti sintetici, tessili, stampa, alimentari e petroliferi. MC, HPmc, HEmc non ionici e altri utilizzati principalmente in materiali da costruzione, rivestimenti in lattice, medicina, chimica quotidiana e altri aspetti. Come agente addensante, agente di ritenzione idrica, stabilizzante, disperdente, agente filmogeno.
Ritenzione idrica dell'etere di cellulosa
Nella produzione di materiali da costruzione, in particolare malta mista secca, l'etere di cellulosa svolge un ruolo insostituibile, soprattutto nella produzione di malta speciale (malta modificata), è una parte indispensabile.
L'importante ruolo dell'etere di cellulosa idrosolubile nella malta ha principalmente tre aspetti, uno è l'eccellente capacità di ritenzione idrica, il secondo è l'influenza della consistenza della malta e della tissotropia e il terzo è l'interazione con il cemento.
La ritenzione idrica dell'etere di cellulosa dipende dalla base dell'idroscopicità, dalla composizione della malta, dallo spessore dello strato di malta, dalla richiesta di acqua della malta, dal tempo di condensazione del materiale di condensazione. La ritenzione idrica dell'etere di cellulosa deriva dalla solubilità e dalla disidratazione dell'etere di cellulosa stesso. È noto che le catene molecolari della cellulosa, sebbene contengano un gran numero di gruppi OH altamente idratati, sono insolubili in acqua a causa della loro struttura altamente cristallina. La capacità di idratazione dei soli gruppi idrossilici non è sufficiente a compensare i forti legami idrogeno intermolecolari e le forze di van der Waals. Quando i sostituenti vengono introdotti nella catena molecolare, non solo i sostituenti distruggono la catena dell'idrogeno, ma anche i legami idrogeno intercatena vengono rotti a causa dell'incuneamento dei sostituenti tra catene adiacenti. Più grandi sono i sostituenti, maggiore è la distanza tra le molecole. Maggiore è la distruzione dell'effetto del legame idrogeno, l'espansione del reticolo della cellulosa, la soluzione nell'etere di cellulosa diventa solubile in acqua, la formazione di una soluzione ad alta viscosità. All’aumentare della temperatura, l’idratazione del polimero diminuisce e l’acqua tra le catene viene espulsa. Quando l'effetto disidratante è sufficiente, le molecole cominciano ad aggregarsi e il gel si ripiega in una rete tridimensionale. I fattori che influenzano la ritenzione idrica della malta comprendono la viscosità dell'etere di cellulosa, il dosaggio, la finezza delle particelle e la temperatura di servizio.
Maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliori sono le prestazioni di ritenzione idrica e la viscosità della soluzione polimerica. Il peso molecolare (grado di polimerizzazione) del polimero è determinato anche dalla lunghezza e dalla morfologia della struttura molecolare della catena e la distribuzione del numero di sostituenti influisce direttamente sull'intervallo di viscosità. [eta] = Km alfa
Viscosità intrinseca delle soluzioni polimeriche
Peso molecolare del polimero M
Costante caratteristica del polimero α
Coefficiente di viscosità della soluzione K
La viscosità della soluzione polimerica dipende dal peso molecolare del polimero. La viscosità e la concentrazione delle soluzioni di etere di cellulosa sono correlate a varie applicazioni. Pertanto, ciascun etere di cellulosa ha molte specifiche di viscosità diverse, anche la regolazione della viscosità avviene principalmente attraverso la degradazione della cellulosa alcalina, vale a dire la frattura della catena molecolare della cellulosa da ottenere.
Per quanto riguarda la dimensione delle particelle, più fine è la particella, migliore è la ritenzione idrica. Grandi particelle di etere di cellulosa entrano in contatto con l'acqua, la superficie si dissolve immediatamente e forma un gel che avvolge il materiale per impedire alle molecole d'acqua di continuare a penetrare, a volte l'agitazione prolungata non può essere dispersa uniformemente, la formazione di una soluzione flocculante fangosa o agglomerato. La solubilità dell'etere di cellulosa è uno dei fattori per scegliere l'etere di cellulosa.
Ispessimento e tixotropia dell'etere di cellulosa
Il secondo effetto dell'etere di cellulosa – l'ispessimento dipende da: grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa, concentrazione della soluzione, velocità di taglio, temperatura e altre condizioni. La proprietà di gelificazione della soluzione è unica dell'alchilcellulosa e dei suoi derivati modificati. Le caratteristiche della gelificazione dipendono dal grado di sostituzione, dalla concentrazione della soluzione e dagli additivi. Per i derivati idrossialchilici modificati, le proprietà del gel sono anche correlate al grado di modificazione idrossialchilica. Per la concentrazione della soluzione di MC e HPmc a bassa viscosità è possibile preparare una soluzione con una concentrazione del 10%-15%, MC e HPmc a media viscosità possono essere preparati una soluzione al 5%-10% e MC e HPmc ad alta viscosità possono essere preparati solo al 2%-3% soluzione, e solitamente anche la viscosità dell'etere di cellulosa è classificata in base alla soluzione all'1% -2%. Efficienza dell'addensante con etere di cellulosa ad alto peso molecolare, la stessa concentrazione di soluzione, polimeri di diverso peso molecolare hanno viscosità diversa, viscosità e peso molecolare possono essere espressi come segue, [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn è la media grado di polimerizzazione elevato. Etere di cellulosa a basso peso molecolare da aggiungere ulteriormente per raggiungere la viscosità target. La sua viscosità dipende meno dalla velocità di taglio, l'elevata viscosità per raggiungere la viscosità target, la quantità necessaria per aggiungerne meno, la viscosità dipende dall'efficienza dell'addensamento. Pertanto, per ottenere una certa consistenza, è necessario garantire una certa quantità di etere di cellulosa (concentrazione della soluzione) e viscosità della soluzione. La temperatura di gelificazione della soluzione diminuiva linearmente con l'aumento della concentrazione della soluzione e la gelificazione avveniva a temperatura ambiente dopo aver raggiunto una certa concentrazione. HPmc ha un'elevata concentrazione di gelificazione a temperatura ambiente.
La consistenza può anche essere regolata selezionando la dimensione delle particelle e gli eteri di cellulosa con diversi gradi di modifica. La cosiddetta modifica è l'introduzione del gruppo idrossialchilico in un certo grado di sostituzione sulla struttura scheletrica di MC. Modificando i valori di sostituzione relativi dei due sostituenti, cioè i valori di sostituzione relativi DS e MS dei gruppi metossi e ossidrile. Varie proprietà dell'etere di cellulosa sono richieste modificando i valori di sostituzione relativi di due tipi di sostituenti.
il rapporto tra consistenza e modificazione. Nella Figura 5, l'aggiunta di etere di cellulosa influisce sul consumo di acqua della malta e modifica il rapporto legante acqua di acqua e cemento, che è l'effetto addensante. Maggiore è il dosaggio, maggiore sarà il consumo di acqua.
Gli eteri di cellulosa utilizzati nei materiali da costruzione in polvere devono dissolversi rapidamente in acqua fredda e fornire al sistema la giusta consistenza. Se un dato tasso di taglio è ancora flocculante e colloidale si tratta di un prodotto scadente o di scarsa qualità.
Esiste anche una buona relazione lineare tra la consistenza dell'impasto liquido di cemento e il dosaggio dell'etere di cellulosa, l'etere di cellulosa può aumentare notevolmente la viscosità della malta, maggiore è il dosaggio, più evidente l'effetto.
La soluzione acquosa di etere di cellulosa ad alta viscosità ha un'elevata tissotropia, che è una delle caratteristiche dell'etere di cellulosa. Le soluzioni acquose di polimeri di tipo Mc solitamente hanno una fluidità pseudoplastica e non tixotropica al di sotto della temperatura del gel, ma proprietà di flusso newtoniane a basse velocità di taglio. La pseudoplasticità aumenta con l'aumento del peso molecolare o della concentrazione dell'etere di cellulosa ed è indipendente dal tipo e dal grado del sostituente. Pertanto gli eteri di cellulosa dello stesso grado di viscosità, siano essi MC, HPmc o HEmc, mostrano sempre le stesse proprietà reologiche finché la concentrazione e la temperatura rimangono costanti. Quando la temperatura aumenta, si forma un gel strutturale e si verifica un flusso tissotropico elevato. Gli eteri di cellulosa ad alta concentrazione e bassa viscosità mostrano tixotropia anche al di sotto della temperatura del gel. Questa proprietà è di grande beneficio per la costruzione di malte da costruzione per regolarne il flusso e la proprietà di deflusso. È necessario qui spiegare che maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la ritenzione idrica, ma maggiore è la viscosità, maggiore è il peso molecolare relativo dell'etere di cellulosa, con conseguente riduzione della sua solubilità, che ha un effetto negativo su la concentrazione della malta e le prestazioni della costruzione. Maggiore è la viscosità, più evidente è l'effetto addensante della malta, ma non si tratta di un rapporto proporzionale completo. Alcuni a bassa viscosità, ma l'etere di cellulosa modificato nel migliorare la resistenza strutturale della malta bagnata ha prestazioni più eccellenti, con l'aumento della viscosità, la ritenzione idrica dell'etere di cellulosa è migliorata.
Orario di pubblicazione: 30 marzo 2022