Cellulose ether là một loại polymer tổng hợp được làm 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, nguyên liệu cơ bản nhất của nó là cellulose, hợp chất polymer tự nhiên. Do đặc thù của cấu trúc xenluloza tự nhiên nên bản thân xenluloza không có khả năng phản ứng với tác nhân ete hóa. Nhưng sau khi xử lý chất trương nở, liên kết hydro mạnh giữa chuỗi và chuỗi phân tử bị phá hủy, hoạt động của nhóm hydroxyl được giải phóng thành cellulose kiềm có khả năng phản ứng và ete cellulose thu được thông qua phản ứng của chất ether hóa - nhóm OH thành - HOẶC nhóm.
Các tính chất của ete xenlulo phụ thuộc vào loại, số lượng và sự phân bố các nhóm thế. Việc phân loại ete cellulose cũng dựa trên loại nhóm thế, mức độ ete hóa, độ hòa tan và ứng dụng liên quan có thể được phân loại. Theo loại nhóm thế trên chuỗi phân tử, nó có thể được chia thành ether đơn và ether hỗn hợp. MC thường được sử dụng như một ether đơn lẻ, trong khi HPmc là một ether hỗn hợp. Methyl cellulose ether MC là một đơn vị glucose cellulose tự nhiên trên hydroxyl được thay thế bằng methoxide 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 được 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 và bán rộng rãi trên thị trường.
Từ độ hòa tan có thể được chia thành loại ion và loại không ion. Hai loại ete cellulose không ion hòa tan trong nước chủ yếu bao gồm alkyl ether và hydroxyl alkyl ether. Ionic Cmc chủ yếu được sử dụng trong chất tẩy rửa tổng hợp, dệt may, in ấn, thực phẩm và khai thác dầu khí. MC không ion, HPmc, HEmc và các loại khác chủ yếu được sử dụng trong vật liệu xây dựng, sơn cao su, y học, hóa học hàng ngày và các lĩnh vực khác. Là chất làm đặc, chất giữ nước, chất ổn định, chất phân tán, chất tạo màng.
Giữ nước ete cellulose
Trong sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt là vữa hỗn hợp 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 cellulose 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 của tính nhất quán và thixotropy của vữa, và thứ ba là tương tác với xi măng.
Khả năng giữ nước của ete cellulose phụ thuộc vào tính hút nước, thành phần của vữa, độ dày lớp vữa, nhu cầu nước của vữa, thời gian ngưng tụ của vật liệu ngưng tụ. Khả năng giữ nước của ete cellulose xuất phát từ khả năng hòa tan và khử nước của ete cellulose. Người ta biết rõ rằng các chuỗi phân tử cellulose, mặc dù chứa một số lượng lớn các nhóm OH hydrat hóa cao, nhưng lại không hòa tan trong nước do cấu trúc tinh thể cao của chúng. Chỉ riêng khả năng hydrat hóa của các nhóm hydroxyl là không đủ để tạo ra các liên kết hydro liên phân tử mạnh và lực van der Waals. Khi các nhóm thế được đưa vào chuỗi phân tử, không chỉ các nhóm thế phá hủy chuỗi hydro mà các liên kết hydro giữa các chuỗi cũng bị phá vỡ do sự xen kẽ của các nhóm thế giữa các chuỗi liền kề. Các nhóm thế càng lớn thì khoảng cách giữa các phân tử càng lớn. Hiệu ứng phá hủy liên kết hydro càng lớn, mạng 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 lên, quá trình hydrat hóa của polyme giảm và nước giữa các chuỗi bị đẩy ra ngoài. Khi hiệu ứng khử nước đủ hiệu quả, các phân tử bắt đầu kết tụ lại và gel sẽ gấp lại thành mạng ba chiều. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của vữa bao gồm độ nhớt của ete xenlulo, 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 polymer càng tốt. Trọng lượng phân tử (mức độ trùng hợp) của polymer cũng được xác định bởi chiều dài và hình thái cấu trúc phân tử của chuỗi và sự phân bố số lượng nhóm thế ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi độ nhớt. [eta] = Km alpha
Độ nhớt nội tại của dung dịch polymer
Trọng lượng phân tử polyme M
hằng số đặc tính polyme α
Hệ số 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 cellulose có liên quan đến nhiều ứng dụng khác nhau. Do đó, mỗi ete cellulose có nhiều thông số độ nhớt khác nhau, việc điều chỉnh độ nhớt cũng chủ yếu thông qua sự phân hủy cellulose kiềm, cụ thể là đạt được sự đứt gãy của chuỗi phân tử cellulose.
Đối với kích thước hạt, hạt càng mịn thì khả năng giữ nước càng tốt. Các hạt ete xenlulo lớn tiếp xúc với nước, bề mặt hòa tan ngay và tạo thành gel bao bọc vật liệu ngăn không cho các phân tử nước tiếp tục thẩm thấu, đôi khi khuấy lâu không phân tán đều, tạo thành dung dịch keo tụ bùn hoặc kết tụ lại. Độ hòa tan của ete xenlulo là một trong những yếu tố để lựa chọn ete xenlulo.
Làm dày và thixotropy của ete cellulose
Tác dụng thứ hai của cellulose ether - độ đặc phụ thuộc vào: mức độ trùng hợp của cellulose ether, nồng độ dung dịch, tốc độ cắt, nhiệt độ và các điều kiện khác. Đặc tính tạo gel của dung dịch là đặc trưng duy nhất của alkyl cellulose và các dẫn xuất biến tính của nó. Đặc tính tạo gel có 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 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 được chuẩn bị dung dịch 5% -10% và MC và HPmc có độ nhớt cao chỉ có thể được chuẩn bị 2% -3% dung dịch, và thông thường độ nhớt của ete xenlulo cũng được phân loại theo dung dịch 1% -2%. Hiệu suất làm đặc cellulose ether trọng lượng phân tử cao, cùng nồng độ dung dịch, các polyme trọng lượng phân tử khác nhau có độ nhớt, độ nhớt và trọng lượng phân tử khác nhau có thể được biểu thị như sau, [η] = 2,92 × 10-2 (DPn) 0,905, DPn là mức trung bình mức độ polyme hóa cao. Thêm ête cellulose 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 ether cellulose (nồng độ dung dịch) nhất định và độ nhớt của dung dịch. Nhiệt độ tạo gel của dung dịch giảm tuyến tính khi tăng nồng độ của dung dịch và quá trình tạo gel 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 xenlulo với mức độ biến đổi khác nhau. Cái gọi là sửa đổi là việc đưa nhóm hydroxyl alkyl vào cấu trúc khung của MC ở một mức độ thay thế nhất định. Bằng cách thay đổi giá trị thay thế tương đối của hai nhóm thế, nghĩa là 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 giá trị thay thế tương đối của hai loại nhóm thế.
mối quan hệ giữa tính nhất quán và sự sửa đổi. Trong Hình 5, việc bổ sung ete xenlulo ảnh hưởng đến lượng nước tiêu thụ của vữa và làm thay đổi tỷ lệ chất kết dính nước của nước và xi măng, đó là tác dụng làm đặc. Liều lượng càng cao thì lượng nước tiêu thụ càng nhiều.
Ete xenlulo được sử dụng trong vật liệu xây dựng dạng bột phải hòa tan nhanh chóng trong nước lạnh và mang lại cho hệ thống độ đặc phù hợp. Nếu tốc độ cắt nhất định vẫn còn kết bông và keo thì đó là sản phẩm không đạt tiêu chuẩn hoặc chất lượng kém.
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 cellulose ether có độ nhớt cao có tính thixotropy cao, đây là một trong những đặc tính của ether cellulose. Dung dịch nước của polyme loại Mc thường có tính lưu động giả dẻo, không thixotropic dưới nhiệt độ gel của chúng, nhưng có đặc tính dòng chảy Newton ở tốc độ cắt thấp. Tính giả dẻo tăng lên khi tăng trọng lượng phân tử hoặc nồng độ của ete xenlulo và không phụ thuộc vào loại và mức độ nhóm thế. Do đó, ete xenlulo có cùng độ nhớt, dù là MC, HPmc hay HEmc, luôn thể hiện các đặc tính lưu biến giống nhau miễn là nồng độ và nhiệt độ không đổi. Khi nhiệt độ tăng lên, gel cấu trúc được hình thành và xảy ra dòng chảy thixotropic cao. Ete xenlulo có nồng độ cao và độ nhớt thấp thể hiện tính thixotropy ngay cả khi ở dưới nhiệt độ gel. Đặc tính này mang lại lợi ích lớn cho việc xây dựng vữa xây dựng để điều chỉnh dòng chảy và đặc tính treo dòng chảy của nó. Ở đây cần phải giải thích rằng độ nhớt của ether cellulose càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt, nhưng độ nhớt càng cao thì trọng lượng phân tử tương đối của ether cellulose càng cao, độ hòa tan tương ứng của nó giảm, điều này có tác động tiêu cực đến nồng độ vữa và hiệu quả thi công. Độ nhớt càng cao thì tác dụng làm dày của vữa càng rõ ràng, nhưng nó không phải là mối quan hệ tỷ lệ hoàn toàn. Một số độ nhớt thấp, nhưng ete cellulose biến tính trong việc cải thiện độ bền kết cấu của vữa ướt có hiệu suất tuyệt vời hơn, khi độ nhớt tăng lên, khả năng giữ nước của ete cellulose được cải thiện.
Thời gian đăng: 30-03-2022