Co je ether celulózy?

Éter celulózy je polymerní sloučenina s etherovou strukturou vyrobená z celulózy.Každý glukosylový kruh v makromolekule celulózy obsahuje tři hydroxylové skupiny, primární hydroxylovou skupinu na šestém atomu uhlíku, sekundární hydroxylovou skupinu na druhém a třetím atomu uhlíku a vodík v hydroxylové skupině je nahrazen uhlovodíkovou skupinou za vzniku celulózy. éterové deriváty věcí.Jde o produkt, ve kterém je vodík hydroxylové skupiny v celulózovém polymeru nahrazen uhlovodíkovou skupinou.Celulóza je polyhydroxypolymerní sloučenina, která se nerozpouští ani netaje.Po etherifikaci je celulóza rozpustná ve vodě, zředěném alkalickém roztoku a organickém rozpouštědle a má termoplasticitu.

Celulóza je polyhydroxypolymerní sloučenina, která se nerozpouští ani netaje.Po etherifikaci je celulóza rozpustná ve vodě, zředěném alkalickém roztoku a organickém rozpouštědle a má termoplasticitu.

1.Příroda:

Rozpustnost celulózy po etherifikaci se výrazně mění.Může být rozpuštěn ve vodě, zředěné kyselině, zředěné alkálii nebo organickém rozpouštědle.Rozpustnost závisí hlavně na třech faktorech: (1) Charakteristiky skupin zavedených do procesu etherifikace, zavedené Čím větší skupina, tím nižší rozpustnost a silnější polarita zavedené skupiny, tím snadnější je ether celulózy. rozpustit ve vodě;(2) Stupeň substituce a distribuce etherifikovaných skupin v makromolekule.Většina etherů celulózy může být rozpuštěna ve vodě pouze pod určitým stupněm substituce a stupeň substituce je mezi 0 a 3;(3) Stupeň polymerace etheru celulózy, čím vyšší je stupeň polymerace, tím je méně rozpustný;Čím nižší je stupeň substituce, který lze rozpustit ve vodě, tím širší je rozsah.Existuje mnoho druhů éterů celulózy s vynikajícím výkonem a jsou široce používány ve stavebnictví, cementu, ropě, potravinářství, textilu, detergentech, barvách, medicíně, výrobě papíru a elektronických součástek a dalších průmyslových odvětvích.

2. Vyvinout:

Čína je největším světovým výrobcem a spotřebitelem éteru celulózy s průměrným ročním tempem růstu více než 20 %.Podle předběžných statistik je v Číně asi 50 podniků na výrobu éteru celulózy, projektovaná výrobní kapacita průmyslu éteru celulózy přesáhla 400 000 tun a existuje asi 20 podniků s více než 10 000 tunami, které jsou distribuovány zejména v Shandong, Hebei, Chongqing a Jiangsu., Zhejiang, Šanghaj a další místa.

3. Potřeba:

V roce 2011 byla čínská výrobní kapacita CMC asi 300 000 tun.S rostoucí poptávkou po vysoce kvalitních éterech celulózy v průmyslových odvětvích, jako je medicína, potraviny a denní chemikálie, roste domácí poptávka po jiných produktech z éterů celulózy než CMC., výrobní kapacita MC/HPMC je asi 120 000 tun a kapacita HEC je asi 20 000 tun.PAC je v Číně stále ve fázi propagace a aplikace.S rozvojem velkých pobřežních ropných polí a rozvojem stavebních materiálů, potravinářského, chemického a dalšího průmyslu se množství a pole PAC rok od roku zvyšuje a rozšiřuje, s výrobní kapacitou více než 10 000 tun.

4. Klasifikace:

Podle klasifikace chemické struktury substituentů je lze rozdělit na aniontové, kationtové a neiontové ethery.V závislosti na použitém etherifikačním činidle se rozlišují methylcelulóza, hydroxyethylmethylcelulóza, karboxymethylcelulóza, ethylcelulóza, benzylcelulóza, hydroxyethylcelulóza, hydroxypropylmethylcelulóza, kyanoethylcelulóza, benzylkyanoethylcelulóza, karboxymethylhydroxyethylcelulóza a fenylcelulóza atd. Methylcelulóza celulóza a ethylcelulóza jsou praktičtější.

Methylcelulóza:

Poté, co je rafinovaná bavlna ošetřena alkálií, vzniká ether celulózy prostřednictvím série reakcí s methanchloridem jako etherifikačním činidlem.Obecně je stupeň substituce 1,6~2,0 a rozpustnost se také liší s různými stupni substituce.Patří k neiontovému etheru celulózy.

(1) Methylcelulóza je rozpustná ve studené vodě a bude obtížné ji rozpustit v horké vodě.Jeho vodný roztok je velmi stabilní v rozmezí pH=3~12.Má dobrou kompatibilitu se škrobem, guarovou gumou atd. a mnoha povrchově aktivními látkami.Když teplota dosáhne teploty gelovatění, dojde ke gelovatění.

(2) Zadržování vody v methylcelulóze závisí na jejím přidaném množství, viskozitě, velikosti částic a rychlosti rozpouštění.Obecně platí, že pokud je přidané množství velké, jemnost je malá a viskozita je velká, míra retence vody je vysoká.Mezi nimi má množství přídavku největší vliv na rychlost zadržování vody a úroveň viskozity není přímo úměrná úrovni rychlosti zadržování vody.Rychlost rozpouštění závisí především na stupni povrchové modifikace celulózových částic a jemnosti částic.Z výše uvedených etherů celulózy mají methylcelulóza a hydroxypropylmethylcelulóza vyšší míru zadržování vody.

(3) Změny teploty mohou vážně ovlivnit zadržování vody methylcelulózou.Obecně platí, že čím vyšší teplota, tím horší zadržování vody.Pokud teplota malty překročí 40°C, retence vody methylcelulózou se výrazně sníží, což vážně ovlivní konstrukci malty.

(4) Metylcelulóza má významný vliv na zpracovatelnost a soudržnost malty.„Přilnavost“ se zde vztahuje na spojovací sílu pociťovanou mezi pracovním nástrojem aplikátoru a podkladem stěny, tj. odolnost malty ve smyku.Přilnavost je vysoká, odolnost malty ve smyku je velká a síla požadovaná pracovníky v procesu použití je také velká a konstrukční vlastnosti malty jsou špatné.Koheze methylcelulózy je v produktech éteru celulózy na střední úrovni.

Hydroxypropylmethylcelulóza:

Hydroxypropylmethylcelulóza je odrůda celulózy, jejíž produkce a spotřeba rychle roste.Jedná se o neiontový směsný ether celulózy vyrobený z rafinované bavlny po alkalizaci za použití propylenoxidu a methylchloridu jako etherifikačního činidla prostřednictvím řady reakcí.Stupeň substituce je obecně 1,2~2,0.Jeho vlastnosti se mění v závislosti na poměru obsahu methoxylu k obsahu hydroxypropylu.

(1) Hydroxypropylmethylcelulóza je snadno rozpustná ve studené vodě a při rozpouštění v horké vodě narazí na potíže.Ale jeho teplota gelovatění v horké vodě je výrazně vyšší než u methylcelulózy.Rozpustnost ve studené vodě je také výrazně lepší ve srovnání s methylcelulózou.

(2) Viskozita hydroxypropylmethylcelulózy souvisí s její molekulovou hmotností a čím větší je molekulová hmotnost, tím vyšší je viskozita.Teplota také ovlivňuje jeho viskozitu, s rostoucí teplotou viskozita klesá.Vliv její vysoké viskozity a teploty je však nižší než u methylcelulózy.Jeho roztok je stabilní při skladování při pokojové teplotě.

(3) Zadržování vody hydroxypropylmethylcelulózou závisí na jejím přidaném množství, viskozitě atd. a její míra zadržování vody při stejném přidaném množství je vyšší než u methylcelulózy.

(4) Hydroxypropylmethylcelulóza je stabilní vůči kyselinám a zásadám a její vodný roztok je velmi stabilní v rozmezí pH=2~12.Louh sodný a vápenná voda mají malý vliv na jeho výkon, ale alkálie mohou urychlit jeho rozpouštění a mírně zvýšit jeho viskozitu.Hydroxypropylmethylcelulóza je stabilní vůči běžným solím, ale když je koncentrace roztoku soli vysoká, viskozita roztoku hydroxypropylmethylcelulózy má tendenci se zvyšovat.

(5) Hydroxypropylmethylcelulóza může být smíchána s ve vodě rozpustnými polymerními sloučeninami za vzniku jednotného roztoku s vyšší viskozitou.Například polyvinylalkohol, ether škrobu, rostlinná guma atd.

(6) Hydroxypropylmethylcelulóza má lepší odolnost vůči enzymům než methylcelulóza a její roztok je méně pravděpodobně degradován enzymy než methylcelulóza.

(7) Přilnavost hydroxypropylmethylcelulózy ke konstrukci malty je vyšší než přilnavost methylcelulózy.

Hydroxyethylcelulóza:

Vyrábí se z rafinované bavlny ošetřené alkálií a reaguje s ethylenoxidem jako etherifikačním činidlem v přítomnosti isopropanolu.Jeho stupeň substituce je obecně 1,5~2,0.Má silnou hydrofilitu a snadno absorbuje vlhkost.

(1) Hydroxyethylcelulóza je rozpustná ve studené vodě, ale je obtížné ji rozpustit v horké vodě.Jeho roztok je stabilní při vysoké teplotě bez gelovatění.Lze ji používat dlouhodobě při vysoké teplotě v maltě, ale její retence vody je nižší než u metylcelulózy.

(2) Hydroxyethylcelulóza je stabilní vůči obecným kyselinám a zásadám a zásada může urychlit její rozpouštění a mírně zvýšit její viskozitu.Jeho dispergovatelnost ve vodě je o něco horší než u methylcelulózy a hydroxypropylmethylcelulózy.

(3) Hydroxyethylcelulóza má dobré vlastnosti proti stékání malty, ale má delší dobu zpomalení pro cement.

(4) Výkonnosthydroxyethylcelulózaprodukovaný některými domácími podniky je zjevně nižší než u methylcelulózy kvůli vysokému obsahu vody a vysokému obsahu popela.

(5) Plíseň vodného roztoku hydroxyethylcelulózy je poměrně závažná.Při teplotě kolem 40°C se může během 3 až 5 dnů objevit plíseň, která ovlivní její výkonnost.

Karboxymethylcelulóza:

Celulózový ether Lonic se vyrábí z přírodních vláken (bavlna atd.) po alkalickém zpracování, za použití monochloracetátu sodného jako etherifikačního činidla a podrobení se řadě reakčních úprav.Stupeň substituce je obecně 0,4~1,4 a jeho výkon je značně ovlivněn stupněm substituce.

(1) Karboxymethylcelulóza je více hygroskopická a při skladování za obecných podmínek bude obsahovat více vody.

(2) Vodný roztok karboxymethylcelulózy neprodukuje gel a viskozita klesá s rostoucí teplotou.Když teplota překročí 50°C, viskozita je nevratná.

(3) Jeho stabilita je značně ovlivněna pH.Obecně lze použít v maltách na bázi sádry, ale ne v maltách na bázi cementu.Když je vysoce alkalický, ztratí viskozitu.

(4) Jeho retence vody je mnohem nižší než u methylcelulózy.Na maltu na bázi sádry působí retardačně a snižuje její pevnost.Cena karboxymethylcelulózy je však výrazně nižší než cena methylcelulózy.

Alkylether celulózy:

Reprezentativními jsou methylcelulóza a ethylcelulóza.V průmyslové výrobě se jako etherifikační činidlo obecně používá methylchlorid nebo ethylchlorid a reakce je následující:

Ve vzorci R představuje CH3 nebo C2H5.Koncentrace alkálií ovlivňuje nejen stupeň etherifikace, ale ovlivňuje i spotřebu alkylhalogenidů.Čím nižší je koncentrace alkálie, tím silnější je hydrolýza alkylhalogenidu.Aby se snížila spotřeba etherifikačního činidla, musí se zvýšit koncentrace alkálie.Když je však koncentrace alkálie příliš vysoká, bobtnací účinek celulózy se snižuje, což neprospívá etherifikační reakci, a stupeň etherifikace se proto snižuje.Za tímto účelem lze během reakce přidat koncentrovaný louh nebo pevný louh.Reaktor by měl mít dobré míchací a trhací zařízení, aby se alkálie mohla rovnoměrně distribuovat.Methylcelulóza je široce používána jako zahušťovadlo, lepidlo a ochranný koloid atd. Může být také použita jako dispergační činidlo pro emulzní polymeraci, pojivo pro semena, textilní kaše, přísada do potravin a kosmetiky, lékařské lepidlo, povlak léčiv materiál a používá se v latexových barvách, tiskařských barvách, výrobě keramiky a přimíchává se do cementu Používá se ke kontrole doby tuhnutí a zvýšení počáteční pevnosti atd. Výrobky z etylcelulózy mají vysokou mechanickou pevnost, pružnost, tepelnou odolnost a odolnost proti chladu.Nízko substituovaná ethylcelulóza je rozpustná ve vodě a zředěných alkalických roztocích a vysoce substituované produkty jsou rozpustné ve většině organických rozpouštědel.Má dobrou kompatibilitu s různými pryskyřicemi a plastifikátory.Lze z něj vyrábět plasty, filmy, laky, lepidla, latexové a potahové materiály pro léky atd. Zavedení hydroxyalkylových skupin do alkyletherů celulózy může zlepšit její rozpustnost, snížit její citlivost na vysolování, zvýšit teplotu gelovatění a zlepšit vlastnosti horké taveniny atd. Stupeň změny výše uvedených vlastností se mění s povahou substituentů a poměrem alkylových a hydroxyalkylových skupin.

Hydroxyalkylether celulózy:

Reprezentativními jsou hydroxyethylcelulóza a hydroxypropylcelulóza.Eterifikační činidla jsou epoxidy, jako je ethylenoxid a propylenoxid.Jako katalyzátor použijte kyselinu nebo zásadu.Průmyslová výroba spočívá v reakci alkalické celulózy s etherifikačním činidlem: hydroxyethylcelulóza s vysokou substituční hodnotou je rozpustná ve studené i horké vodě.Hydroxypropylcelulóza s vysokou substituční hodnotou je rozpustná pouze ve studené vodě, ale ne v horké vodě.Hydroxyethylcelulózu lze použít jako zahušťovadlo pro latexové nátěry, textilní tiskařské a barvicí pasty, materiály pro klížení papíru, lepidla a ochranné koloidy.Použití hydroxypropylcelulózy je podobné jako u hydroxyethylcelulózy.Hydroxypropylcelulóza s nízkou hodnotou substituce může být použita jako farmaceutický excipient, který může mít jak vazebné, tak dezintegrační vlastnosti.

Karboxymethylcelulóza, anglická zkratka CMC, obecně existuje ve formě sodné soli.Eterifikační činidlo je kyselina monochloroctová a reakce je následující:

Karboxymethylcelulóza je nejrozšířenějším ve vodě rozpustným etherem celulózy.V minulosti se používal především jako vrtné bahno, nyní se rozšířil o použití jako přísada do pracích prostředků, oděvních břeček, latexových barev, nátěrů kartonů a papíru atd. Čistá karboxymethylcelulóza může být použita v potravinářství, léky, kosmetika a také jako lepidlo na keramiku a formy.

Polyaniontová celulóza (PAC) je iontový ether celulózy a je špičkovým náhradním produktem za karboxymethylcelulózu (CMC).Je to bílý, téměř bílý nebo slabě žlutý prášek nebo granule, netoxický, bez chuti, snadno rozpustný ve vodě za vzniku průhledného roztoku s určitou viskozitou, má lepší tepelnou stabilitu a odolnost vůči solím a silné antibakteriální vlastnosti.Žádné plísně a poškození.Vyznačuje se vysokou čistotou, vysokým stupněm substituce a rovnoměrnou distribucí substituentů.Může být použit jako pojivo, zahušťovadlo, modifikátor reologie, omezovač ztráty tekutin, stabilizátor suspenze atd. Polyaniontová celulóza (PAC) je široce používána ve všech průmyslových odvětvích, kde lze aplikovat CMC, což může výrazně snížit dávkování, usnadnit použití, poskytnout lepší stabilitu a splňují vyšší procesní požadavky.

Kyanoethylcelulóza je reakční produkt celulózy a akrylonitrilu za katalýzy alkálií.

Kyanoethylcelulóza má vysokou dielektrickou konstantu a nízký ztrátový koeficient a lze ji použít jako pryskyřičnou matrici pro fosforové a elektroluminiscenční lampy.Nízko substituovaná kyanoethylcelulóza může být použita jako izolační papír pro transformátory.

Byly připraveny ethery vyšších mastných alkoholů, alkenylethery a aromatické alkoholethery celulózy, ale v praxi nebyly použity.

Způsoby přípravy etheru celulózy lze rozdělit na metodu ve vodním prostředí, metodu rozpouštědel, metodu hnětení, metodu v suspenzi, metodu plyn-pevná látka, metodu v kapalné fázi a kombinaci výše uvedených metod.

5. Princip přípravy:

Buničina s vysokým obsahem α-celulózy se nasákne alkalickým roztokem, aby nabobtnal, aby se zničilo více vodíkových vazeb, usnadnila se difúze činidel a vytvořila se alkalická celulóza, a poté reaguje s etherifikačním činidlem za získání etheru celulózy.Eterifikační činidla zahrnují halogenidy uhlovodíků (nebo sírany), epoxidy a a a p nenasycené sloučeniny s akceptory elektronů.

6. Základní výkon:

Přísady hrají klíčovou roli při zlepšování vlastností stavebních malt míchaných za sucha a tvoří více než 40 % nákladů na materiál v suchých maltách.Značnou část příměsí na tuzemském trhu dodávají zahraniční výrobci a referenční dávkování přípravku zajišťuje i dodavatel.V důsledku toho zůstávají náklady na maltové výrobky míchané za sucha vysoké a je obtížné popularizovat běžné zdicí a omítací malty velkým množstvím a širokým sortimentem.Špičkové tržní produkty jsou kontrolovány zahraničními společnostmi a výrobci suchých malt mají nízké zisky a špatnou cenovou dostupnost;aplikace příměsí postrádá systematický a cílený výzkum a slepě se řídí cizími vzorci.

Činidlo zadržující vodu je klíčovou přísadou pro zlepšení schopnosti zadržování vody u malty míchané za sucha a je také jednou z klíčových přísad pro stanovení ceny materiálů na maltu míchanou za sucha.Hlavní funkcíether celulózyje zadržování vody.

Ether celulózy je obecný termín pro řadu produktů vyrobených reakcí alkalické celulózy a etherifikačního činidla za určitých podmínek.Alkalická celulóza je nahrazena různými etherifikačními činidly, aby se získaly různé ethery celulózy.Podle ionizačních vlastností substituentů lze ethery celulózy rozdělit do dvou kategorií: iontové (jako je karboxymethylcelulóza) a neiontové (jako je methylcelulóza).Podle typu substituentu lze ether celulózy rozdělit na monoether (jako je methylcelulóza) a směsný ether (jako je hydroxypropylmethylcelulóza).Podle různé rozpustnosti lze rozdělit na rozpustnost ve vodě (jako je hydroxyethylcelulóza) a rozpustnost v organickém rozpouštědle (jako je ethylcelulóza).Malta míchaná za sucha je převážně ve vodě rozpustná celulóza a ve vodě rozpustná celulóza se dělí na instantní typ a povrchově upravený typ se zpožděným rozpouštěním.

Mechanismus účinku éteru celulózy v maltě je následující:

(1) Po rozpuštění éteru celulózy v maltě ve vodě je povrchovou aktivitou zajištěna efektivní a rovnoměrná distribuce cementového materiálu v systému a éter celulózy jako ochranný koloid „obalí“ pevnou látku. Na jeho vnějším povrchu se vytvoří vrstva mazacího filmu, který činí maltový systém stabilnější a také zlepšuje tekutost malty během procesu míchání a hladkost stavby.

(2) Díky své vlastní molekulární struktuře roztok éteru celulózy způsobuje, že se vlhkost v maltě neztrácí snadno a postupně ji uvolňuje po dlouhou dobu, čímž maltě poskytuje dobrou retenci vody a zpracovatelnost.