Cellulose ether là một loại polymer tổng hợp được tạo thành từ cellulose tự nhiên làm nguyên liệu thô bằng cách biến đổi hóa học. Cellulose ether là một dẫn xuất của cellulose tự nhiên, sản xuất ether cellulose và polymer tổng hợp là khác nhau, vật liệu cơ bản nhất của nó là cellulose, hợp chất polymer tự nhiên. Do đặc thù của cấu trúc cellulose tự nhiên, bản thân cellulose không có khả năng phản ứng với tác nhân ether hóa. Nhưng sau khi xử lý tác nhân trương nở, các liên kết hydro mạnh giữa các chuỗi phân tử và chuỗi đã bị phá hủy và hoạt động của nhóm hydroxyl được giải phóng thành cellulose kiềm có khả năng phản ứng và ether cellulose thu được thông qua phản ứng của tác nhân ether hóa — nhóm OH thành — nhóm OR.
Tính chất của ete cellulose phụ thuộc vào loại, số lượng và sự phân bố của các chất thay thế. Phân loại ete cellulose cũng dựa trên loại chất thay thế, mức độ ete hóa, độ hòa tan và ứng dụng liên quan có thể được phân loại. Theo loại chất thay thế trên chuỗi phân tử, nó có thể được chia thành ete đơn và ete hỗn hợp. MC thường được sử dụng như một ete đơn, trong khi HPmc là một ete hỗn hợp. Methyl cellulose ether MC là một đơn vị glucose cellulose tự nhiên trên hydroxyl là methoxide được thay thế bằng công thức cấu trúc sản phẩm [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hydroxypropyl methyl cellulose ether HPmc là một đơn vị trên hydroxyl là một phần của methoxide được thay thế, một phần khác của sản phẩm thay thế hydroxypropyl, Công thức cấu trúc là [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X và hydroxyethyl methyl cellulose ether HEmc, được sử dụng rộng rãi và bán trên thị trường.
Từ độ hòa tan có thể chia thành loại ion và loại không ion. Ete cellulose không ion hòa tan trong nước chủ yếu bao gồm alkyl ether và hydroxyl alkyl ether hai loại. Cmc ion chủ yếu được sử dụng trong chất tẩy rửa tổng hợp, dệt may, in ấn, thực phẩm và khai thác dầu mỏ. MC không ion, HPmc, HEmc và các loại khác chủ yếu được sử dụng trong vật liệu xây dựng, lớp phủ latex, y học, hóa học hàng ngày và các khía cạnh khác. Là chất làm đặc, chất giữ nước, chất ổn định, chất phân tán, chất tạo màng.
Giữ nước của ete cellulose
Trong sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt là vữa trộn khô, ete xenlulo đóng vai trò không thể thay thế, đặc biệt trong sản xuất vữa đặc biệt (vữa biến tính), là một phần không thể thiếu.
Vai trò quan trọng của ete xenlulo hòa tan trong nước trong vữa chủ yếu có ba khía cạnh, một là khả năng giữ nước tuyệt vời, thứ hai là ảnh hưởng đến độ đặc và tính lưu biến của vữa, thứ ba là tương tác với xi măng.
Khả năng giữ nước của ete cellulose phụ thuộc vào cơ sở độ hút nước, thành phần vữa, độ dày lớp vữa, nhu cầu nước của vữa, thời gian ngưng tụ vật liệu ngưng tụ. Khả năng giữ nước của ete cellulose xuất phát từ độ hòa tan và mất nước của chính ete cellulose. Người ta đã biết rằng các chuỗi phân tử cellulose, mặc dù chúng chứa một số lượng lớn các nhóm OH ngậm nước cao, nhưng không tan trong nước do cấu trúc tinh thể cao của chúng. Khả năng ngậm nước của riêng các nhóm hydroxyl không đủ để trả cho các liên kết hydro liên phân tử mạnh và lực van der Waals. Khi các chất thế được đưa vào chuỗi phân tử, không chỉ các chất thế phá hủy chuỗi hydro mà các liên kết hydro giữa các chuỗi cũng bị phá vỡ do sự chèn ép của các chất thế giữa các chuỗi liền kề. Các chất thế càng lớn thì khoảng cách giữa các phân tử càng lớn. Hiệu ứng phá hủy liên kết hydro càng lớn, mạng lưới cellulose giãn nở, dung dịch vào ete cellulose trở nên hòa tan trong nước, hình thành dung dịch có độ nhớt cao. Khi nhiệt độ tăng, quá trình hydrat hóa của polyme giảm và nước giữa các chuỗi bị đẩy ra ngoài. Khi hiệu ứng mất nước đủ, các phân tử bắt đầu kết tụ và gel gấp lại thành mạng lưới ba chiều. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của vữa bao gồm độ nhớt ete cellulose, liều lượng, độ mịn của hạt và nhiệt độ sử dụng.
Độ nhớt của ete cellulose càng lớn thì hiệu suất giữ nước càng tốt, độ nhớt của dung dịch polyme càng cao. Trọng lượng phân tử (mức độ trùng hợp) của polyme cũng được xác định bởi độ dài và hình thái của cấu trúc phân tử của chuỗi, và sự phân bố số lượng chất thay thế ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi độ nhớt. [eta] = Km alpha
Độ nhớt nội tại của dung dịch polyme
Khối lượng phân tử của polyme M
hằng số đặc trưng của polyme α
Hệ số độ nhớt dung dịch K
Độ nhớt của dung dịch polyme phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của polyme. Độ nhớt và nồng độ của dung dịch ete xenlulo liên quan đến nhiều ứng dụng khác nhau. Do đó, mỗi ete xenlulo có nhiều thông số độ nhớt khác nhau, việc điều chỉnh độ nhớt cũng chủ yếu thông qua sự phân hủy xenlulo kiềm, tức là sự đứt gãy của chuỗi phân tử xenlulo để đạt được.
Đối với kích thước hạt, hạt càng mịn thì khả năng giữ nước càng tốt. Các hạt ete cellulose lớn tiếp xúc với nước, bề mặt ngay lập tức hòa tan và tạo thành một lớp gel bao bọc vật liệu để ngăn không cho các phân tử nước tiếp tục xâm nhập, đôi khi khuấy trong thời gian dài không thể phân tán đều hòa tan, hình thành dung dịch keo tụ hoặc kết tụ. Độ hòa tan của ete cellulose là một trong những yếu tố để lựa chọn ete cellulose.
Làm đặc và tính lưu biến của ete xenlulo
Hiệu ứng thứ hai của ete cellulose – độ đặc phụ thuộc vào: mức độ trùng hợp ete cellulose, nồng độ dung dịch, tốc độ cắt, nhiệt độ và các điều kiện khác. Tính chất gel hóa của dung dịch là duy nhất đối với alkyl cellulose và các dẫn xuất biến tính của nó. Các đặc tính gel hóa liên quan đến mức độ thay thế, nồng độ dung dịch và chất phụ gia. Đối với các dẫn xuất biến tính hydroxyl alkyl, tính chất gel cũng liên quan đến mức độ biến tính hydroxyl alkyl. Đối với nồng độ dung dịch của MC và HPmc có độ nhớt thấp có thể chuẩn bị dung dịch nồng độ 10%-15%, MC và HPmc có độ nhớt trung bình có thể chuẩn bị dung dịch 5%-10% và MC và HPmc có độ nhớt cao chỉ có thể chuẩn bị dung dịch 2%-3% và thông thường độ nhớt của ete cellulose cũng được phân loại theo dung dịch 1%-2%. Hiệu quả chất làm đặc ete cellulose có trọng lượng phân tử cao, cùng một nồng độ dung dịch, các polyme có trọng lượng phân tử khác nhau có độ nhớt khác nhau, độ nhớt và trọng lượng phân tử có thể được biểu thị như sau, [η] = 2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn là độ trùng hợp trung bình của ete cellulose có trọng lượng phân tử cao. Thêm ete cellulose có trọng lượng phân tử thấp để đạt được độ nhớt mục tiêu. Độ nhớt của nó ít phụ thuộc vào tốc độ cắt, độ nhớt cao để đạt được độ nhớt mục tiêu, lượng cần thêm ít hơn, độ nhớt phụ thuộc vào hiệu quả làm đặc. Do đó, để đạt được độ đặc nhất định, phải đảm bảo một lượng ete cellulose (nồng độ dung dịch) và độ nhớt của dung dịch nhất định. Nhiệt độ gel hóa của dung dịch giảm tuyến tính khi nồng độ dung dịch tăng và quá trình gel hóa xảy ra ở nhiệt độ phòng sau khi đạt đến nồng độ nhất định. HPmc có nồng độ gel hóa cao ở nhiệt độ phòng.
Độ đặc cũng có thể được điều chỉnh bằng cách chọn kích thước hạt và ete cellulose với các mức độ biến đổi khác nhau. Cái gọi là biến đổi là đưa nhóm hydroxyl alkyl vào một mức độ thay thế nhất định trên cấu trúc khung của MC. Bằng cách thay đổi các giá trị thay thế tương đối của hai nhóm thế, tức là các giá trị thay thế tương đối DS và MS của nhóm methoxy và hydroxyl. Các tính chất khác nhau của ete cellulose được yêu cầu bằng cách thay đổi các giá trị thay thế tương đối của hai loại nhóm thế.
mối quan hệ giữa độ đặc và biến đổi. Trong Hình 5, việc bổ sung ete xenlulo ảnh hưởng đến lượng nước tiêu thụ của vữa và thay đổi tỷ lệ nước-chất kết dính của nước và xi măng, đây là hiệu ứng làm đặc. Liều lượng càng cao thì lượng nước tiêu thụ càng nhiều.
Các ete cellulose được sử dụng trong vật liệu xây dựng dạng bột phải hòa tan nhanh trong nước lạnh và cung cấp cho hệ thống độ đặc thích hợp. Nếu tốc độ cắt nhất định vẫn còn kết bông và dạng keo thì đó là sản phẩm kém chất lượng hoặc kém tiêu chuẩn.
Ngoài ra còn có mối quan hệ tuyến tính tốt giữa độ đặc của vữa xi măng và liều lượng ete xenlulo, ete xenlulo có thể làm tăng đáng kể độ nhớt của vữa, liều lượng càng lớn thì hiệu quả càng rõ ràng.
Dung dịch nước ete cellulose có độ nhớt cao có tính lưu biến cao, đây là một trong những đặc tính của ete cellulose. Dung dịch nước của polyme loại Mc thường có tính lưu biến giả, không lưu biến dưới nhiệt độ gel của chúng, nhưng có tính chất chảy Newton ở tốc độ cắt thấp. Tính lưu biến giả tăng theo sự gia tăng trọng lượng phân tử hoặc nồng độ ete cellulose và không phụ thuộc vào loại và mức độ thay thế. Do đó, ete cellulose có cùng cấp độ nhớt, dù là MC, HPmc hay HEmc, luôn thể hiện cùng một tính chất lưu biến miễn là nồng độ và nhiệt độ không đổi. Khi nhiệt độ tăng, gel cấu trúc được hình thành và xảy ra dòng chảy lưu biến cao. ete cellulose có nồng độ cao và độ nhớt thấp thể hiện tính lưu biến ngay cả dưới nhiệt độ gel. Tính chất này có lợi rất lớn cho việc xây dựng vữa xây dựng để điều chỉnh tính chất chảy và tính chất treo dòng chảy của nó. Cần giải thích ở đây rằng độ nhớt của ete cellulose càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt, nhưng độ nhớt càng cao thì trọng lượng phân tử tương đối của ete cellulose càng cao, độ hòa tan của nó giảm tương ứng, ảnh hưởng tiêu cực đến nồng độ vữa và hiệu suất thi công. Độ nhớt càng cao thì hiệu ứng làm đặc của vữa càng rõ ràng, nhưng không phải là mối quan hệ tỷ lệ hoàn chỉnh. Một số độ nhớt thấp, nhưng ete cellulose đã biến tính trong việc cải thiện cường độ kết cấu của vữa ướt có hiệu suất tuyệt vời hơn, với sự gia tăng độ nhớt, khả năng giữ nước của ete cellulose được cải thiện.
Thời gian đăng: 30-03-2022