Η κυτταρίνη αιθέρα είναι ένα συνθετικό πολυμερές από φυσική κυτταρίνη μέσω χημικής τροποποίησης. Η κυτταρίνη αιθέρα είναι ένα παράγωγο της φυσικής κυτταρίνης. Η παραγωγή κυτταρίνης αιθέρα είναι διαφορετική από τα συνθετικά πολυμερή. Το πιο βασικό υλικό του είναι η κυτταρίνη, μια φυσική πολυμερή ένωση. Λόγω της ιδιαιτερότητας της φυσικής δομής της κυτταρίνης, η ίδια η κυτταρίνη δεν έχει καμία ικανότητα να αντιδρά με τους παράγοντες αιθέαρης. Ωστόσο, μετά τη θεραπεία του διόγκωσης, οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μοριακών αλυσίδων και των αλυσίδων καταστρέφονται και η ενεργός απελευθέρωση της υδροξυλομάδας γίνεται αντιδραστική αλκαλική κυτταρίνη. Αποκτήστε αιθέρα κυτταρίνης.
Οι ιδιότητες των αιθέρων κυτταρίνης εξαρτώνται από τον τύπο, τον αριθμό και την κατανομή των υποκαταστάτη. Η ταξινόμηση των αιθέρων κυτταρίνης βασίζεται επίσης στον τύπο υποκαταστάτη, τον βαθμό αιθεροποίησης, τη διαλυτότητα και τις σχετικές ιδιότητες εφαρμογής. Σύμφωνα με τον τύπο των υποκαταστάτη της μοριακής αλυσίδας, μπορεί να χωριστεί σε μονοεθέρα και μικτό αιθέρα. Συνήθως χρησιμοποιούμε MC ως μονοεθέρα και HPMC ως μικτό αιθέρα. Η MC της μεθυλο κυτταρίνης είναι το προϊόν μετά την υδροξυλομάδα στη μονάδα γλυκόζης της φυσικής κυτταρίνης αντικαθίσταται από μεθοξυ ομάδα. Ο δομικός τύπος είναι [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] x Είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται με υποκατάσταση ενός τμήματος της υδροξυλομάδας στη μονάδα με μεθοξυ ομάδα και ένα άλλο μέρος με υδροξυπροπυλική ομάδα. Η δομική φόρμουλα είναι [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] Χ Υπάρχει υδροξυαιθυλοθυλοκυτταρίνη αιθέρας HEMC, οι οποίες είναι οι κύριες ποικιλίες που χρησιμοποιούνται ευρέως και πωλούνται στην αγορά.
Από την άποψη της διαλυτότητας, μπορεί να χωριστεί σε ιοντικό και μη-ιονικό. Οι υδατοδιαλυτές μη ιοντικές κυτταρινικές αιθέρες αποτελούνται κυρίως από δύο σειρές αλκυλιθέρων και υδροξυαλυλίου. Το ιοντικό CMC χρησιμοποιείται κυρίως σε συνθετικά απορρυπαντικά, εκτύπωση και βαφή κλωστοϋφαντουργίας, εξερεύνηση τροφίμων και πετρελαίου. Τα μη ιονικά MC, HPMC, HEMC κ.λπ. χρησιμοποιούνται κυρίως σε δομικά υλικά, βαφή από λατέξ, ιατρική, καθημερινή χημική ουσία και ούτω καθεξής. Χρησιμοποιείται ως πυκνωτής, παράγοντας συγκράτησης νερού, σταθεροποιητής, διασκορπιστής και παράγοντας σχηματισμού ταινιών.
Διατήρηση νερού του κυτταρινικού αιθέρα
Στην παραγωγή δομικών υλικών, ειδικά σε κονίαμα με ξηρά, κυτταρίνη αιθέρα παίζει αναντικατάστατο ρόλο, ειδικά στην παραγωγή ειδικού κονιάματος (τροποποιημένο κονίαμα), είναι ένα απαραίτητο και σημαντικό συστατικό.
Ο σημαντικός ρόλος του υδατοδιαλυτού κυτταρίνης στο κονίαμα έχει κυρίως τρεις πτυχές, η μία είναι εξαιρετική ικανότητα συγκράτησης νερού, η άλλη είναι η επίδραση στη συνοχή και η θιξοτροπία του κονιάματος και η τρίτη είναι η αλληλεπίδραση με το τσιμέντο.
Η επίδραση κατακράτησης νερού του κυτταρινικού αιθέρα εξαρτάται από την απορρόφηση του νερού του στρώματος βάσης, τη σύνθεση του κονιάματος, το πάχος του στρώματος του κονιάματος, τη ζήτηση νερού του κονιάματος και τον χρόνο ρύθμισης του υλικού ρύθμισης. Η κατακράτηση νερού του ίδιου του κυτταρινικού αιθέρα προέρχεται από τη διαλυτότητα και την αφυδάτωση του ίδιου του κυτταρινικού αιθέρα. Είναι γνωστό ότι αν και η μοριακή αλυσίδα κυτταρίνης περιέχει μεγάλο αριθμό υψηλών υδραυλών ΟΗ ομάδων, δεν είναι διαλυτή στο νερό, επειδή η δομή της κυτταρίνης έχει υψηλό βαθμό κρυσταλλικότητας. Η ικανότητα ενυδάτωσης των υδροξυλομάδων από μόνη της δεν αρκεί για να καλύψει τους ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου και τις δυνάμεις van der Waals μεταξύ των μορίων. Ως εκ τούτου, διογκώνεται μόνο, αλλά δεν διαλύεται στο νερό. Όταν ένας υποκαταστάτης εισάγεται στη μοριακή αλυσίδα, όχι μόνο ο υποκαταστάτης καταστρέφει την αλυσίδα υδρογόνου, αλλά και ο δεσμός υδρογόνου ανταλλαγής καταστρέφεται λόγω της σφήνας του υποκαταστάτη μεταξύ παρακείμενων αλυσίδων. Όσο μεγαλύτερος είναι ο υποκαταστάτης, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ των μορίων. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση. Όσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση της καταστροφής των δεσμών υδρογόνου, ο κυτταρίνης αιθέρας γίνεται υδατοδιαλυτός μετά την επεκτατική του πλέγματος κυτταρίνης και το διάλυμα εισέρχεται, σχηματίζοντας ένα διάλυμα υψηλής ιξώδους. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η ενυδάτωση του πολυμερούς εξασθενεί και το νερό μεταξύ των αλυσίδων εκτοξεύεται. Όταν η επίδραση αφυδάτωσης είναι επαρκής, τα μόρια αρχίζουν να συσσωματώνονται, σχηματίζοντας ένα τρισδιάστατο πήκτωμα δομής δικτύου και διπλωμένο. Παράγοντες που επηρεάζουν την κατακράτηση του κονιάματος του νερού περιλαμβάνουν το ιξώδες του κυτταρινικού αιθέρα, την προστιθέμενη ποσότητα, την λεπτότητα των σωματιδίων και τη θερμοκρασία χρήσης.
Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του κυτταρινικού αιθέρα, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση συγκράτησης του νερού και όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του διαλύματος πολυμερούς. Ανάλογα με το μοριακό βάρος (βαθμός πολυμερισμού) του πολυμερούς, προσδιορίζεται επίσης από το μήκος της αλυσίδας της μοριακής δομής και το σχήμα της αλυσίδας και η κατανομή των τύπων και των ποσοτήτων των υποκαταστάτων επηρεάζει επίσης άμεσα το εύρος ιξώδους του.
[η] = km α
[η] Εγγενικό ιξώδες του πολυμερούς διαλύματος
m μοριακό βάρος πολυμερούς
α -πολυμερή χαρακτηριστική σταθερά
K συντελεστής διαλύματος ιξώδους
Το ιξώδες ενός διαλύματος πολυμερούς εξαρτάται από το μοριακό βάρος του πολυμερούς. Το ιξώδες και η συγκέντρωση διαλύματος κυτταρίνης αιθέρα σχετίζονται με την εφαρμογή σε διάφορους τομείς. Επομένως, κάθε αιθέρας κυτταρίνης έχει πολλές διαφορετικές προδιαγραφές ιξώδους και η ρύθμιση του ιξώδους πραγματοποιείται κυρίως από την αποικοδόμηση της αλκαλικής κυτταρίνης, δηλαδή της θραύσης των μοριακών αλυσίδων κυτταρίνης.
Μπορεί να φανεί από το Σχήμα 1.2 ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα της κυτταρίνης αιθέρα που προστέθηκε στο κονίαμα, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση της συγκράτησης του νερού και όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση της συγκράτησης του νερού.
Για το μέγεθος των σωματιδίων, το λεπτότερο είναι το σωματίδιο, τόσο καλύτερη είναι η κατακράτηση του νερού βλέπε το σχήμα 3, αφού τα μεγάλα σωματίδια κυτταρίνης αιθέρα έρχονται σε επαφή με το νερό, η επιφάνεια διαλύει αμέσως και σχηματίζει ένα πηκτώ Μερικές φορές δεν μπορεί να διασκορπιστεί ομοιόμορφα και να διαλύεται ακόμη και μετά από μακροπρόθεσμη ανάδευση, σχηματίζοντας ένα συννεφιασμένο κροκώδες διάλυμα ή συσσωμάτωση. Επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τη διατήρηση του νερού του κυτταρινικού αιθέρα και η διαλυτότητα είναι ένας από τους παράγοντες για την επιλογή κυτταρίνης αιθέρα.
Πάχυνση και θιξοτροπία κυτταρίνης αιθέρα
Η δεύτερη λειτουργία του κυτταρινικού αιθέρα - η πάχυνση εξαρτάται από: τον βαθμό πολυμερισμού κυτταρίνης αιθέρα, συγκέντρωσης διαλύματος, ρυθμού διάτμησης, θερμοκρασίας και άλλων συνθηκών. Η ιδιότητα πηκτής του διαλύματος είναι μοναδική για την αλκυλ κυτταρίνη και τα τροποποιημένα παράγωγά της. Οι ιδιότητες ζελατινοποίησης σχετίζονται με το βαθμό υποκατάστασης, τη συγκέντρωση διαλύματος και τα πρόσθετα. Για τα τροποποιημένα με υδροξυαλκυλό παράγωγα, οι ιδιότητες πηκτής σχετίζονται επίσης με τον βαθμό τροποποίησης του υδροξυαλκυλίου. Για MC και HPMC με χαμηλό ιξώδες, μπορεί να παρασκευαστεί διάλυμα συγκέντρωσης 10% -15%, μπορεί να παρασκευαστεί διάλυμα 5% -10% για MC και HPMC 2% και διάλυμα 2% -3% για υψηλό ιξώδες MC και HPMC και συνήθως η ταξινόμηση του ιξώδους κυτταρίνης αιθέρα βαθμολογείται επίσης με διάλυμα 1% -2%. Η κυτταρική αιθέρα υψηλού μοριακού βάρους έχει υψηλή απόδοση πάχυνσης. Τα πολυμερή με διαφορετικά μοριακά βάρη έχουν διαφορετικά ιξώδη στο ίδιο διάλυμα συγκέντρωσης. Υψηλός βαθμός. Το ιξώδες στόχου μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την προσθήκη μεγάλης ποσότητας αιθέρα κυτταρίνης χαμηλού μοριακού βάρους. Το ιξώδες του έχει ελάχιστη εξάρτηση από τον ρυθμό διάτμησης και το υψηλό ιξώδες φτάνει στο ιξώδες στόχου και η απαιτούμενη ποσότητα προσθήκης είναι μικρή και το ιξώδες εξαρτάται από την αποτελεσματικότητα πάχυνσης. Επομένως, για να επιτευχθεί μια ορισμένη συνέπεια, πρέπει να είναι εγγυημένη μια ορισμένη ποσότητα κυτταρίνης (συγκέντρωση του διαλύματος) και το ιξώδες διαλύματος. Η θερμοκρασία πηκτώματος του διαλύματος μειώνεται επίσης γραμμικά με την αύξηση της συγκέντρωσης του διαλύματος και τα πηκτώματα σε θερμοκρασία δωματίου μετά την επίτευξη μιας ορισμένης συγκέντρωσης. Η συγκέντρωση ζελατινοποίησης της HPMC είναι υψηλότερη σε θερμοκρασία δωματίου.
Η συνέπεια μπορεί επίσης να ρυθμιστεί επιλέγοντας το μέγεθος των σωματιδίων και την επιλογή των αιθέρων κυτταρίνης με διαφορετικούς βαθμούς τροποποίησης. Η λεγόμενη τροποποίηση είναι η εισαγωγή ενός ορισμένου βαθμού υποκατάστασης των υδροξυαλκυλικών ομάδων στη δομή του σκελετού του MC. Με την αλλαγή των σχετικών τιμών υποκατάστασης των δύο υποκαταστατών, δηλαδή των σχετικών τιμών υποκατάστασης DS και MS των ομάδων μεθοξυ και υδροξυαλκυλίου που συχνά λέμε. Διάφορες απαιτήσεις απόδοσης του κυτταρινικού αιθέρα μπορούν να ληφθούν με την αλλαγή των σχετικών τιμών υποκατάστασης των δύο υποκαταστάτη.
Από το Σχήμα 4 μπορούμε να δούμε τη σχέση μεταξύ συνέπειας και τροποποίησης. Η προσθήκη κυτταρίνης αιθέρα στο Σχήμα 5 επηρεάζει την κατανάλωση νερού του κονιάματος και αλλάζει τον λόγο νερού προς τσιμέντο, που είναι το φαινόμενο πάχυνσης. Όσο υψηλότερη είναι η δοσολογία, τόσο μεγαλύτερη είναι η κατανάλωση νερού.
Οι αιθέρες κυτταρίνης που χρησιμοποιούνται σε κονιοποιημένα δομικά υλικά πρέπει να διαλύονται γρήγορα σε κρύο νερό και να παρέχουν μια κατάλληλη συνοχή για το σύστημα. Εάν δοθεί ένας συγκεκριμένος ρυθμός διάτμησης, εξακολουθεί να γίνεται κροκίδα και κολλοειδές μπλοκ, το οποίο είναι ένα προϊόν υποβαθμισμένης ή κακής ποιότητας.
Υπάρχει επίσης μια καλή γραμμική σχέση μεταξύ της συνέπειας της πάστα τσιμέντου και της δοσολογίας κυτταρίνης αιθέρα. Η κυτταρίνη αιθέρα μπορεί να αυξήσει σημαντικά το ιξώδες του κονιάματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η δοσολογία, τόσο πιο προφανές είναι το αποτέλεσμα, βλ. Εικόνα 6.
Το υδατικό διάλυμα κυτταρίνης υψηλής ιξώδους έχει υψηλή θιξοτροπία, η οποία είναι επίσης ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του αιθέρα κυτταρίνης. Τα υδατικά διαλύματα πολυμερών τύπου MC έχουν συνήθως ψευδοπλαστική και μη θειοτροπική ρευστότητα κάτω από τη θερμοκρασία πηκτώματος, αλλά τις ιδιότητες ροής του Νευτώνα σε χαμηλούς ρυθμούς διάτμησης. Η ψευδοοπλαστικότητα αυξάνεται με το μοριακό βάρος ή τη συγκέντρωση κυτταρίνης αιθέρα, ανεξάρτητα από τον τύπο υποκαταστάτη και τον βαθμό υποκατάστασης. Επομένως, οι αιθέρνες κυτταρίνης του ίδιου βαθμού ιξώδους, ανεξάρτητα από το MC, HPMC, HEMC, θα δείχνουν πάντα τις ίδιες ρεολογικές ιδιότητες, εφόσον η συγκέντρωση και η θερμοκρασία διατηρούνται σταθερές. Οι δομικές πηκτές σχηματίζονται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία και εμφανίζονται εξαιρετικά θιξοτροπικές ροές. Η υψηλή συγκέντρωση και ο χαμηλός ιξώδες αιθέρων κυτταρίνης δείχνουν θιξοτροπία ακόμη και κάτω από τη θερμοκρασία του πηκτώματος. Αυτό το ακίνητο έχει μεγάλο όφελος για την προσαρμογή της ισοπέδωσης και της χαλάρωσης στην κατασκευή κτιρίου κονιάματος. Πρέπει να εξηγηθεί εδώ ότι όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του κυτταρινικού αιθέρα, τόσο καλύτερη είναι η κατακράτηση νερού, αλλά όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο υψηλότερο είναι το σχετικό μοριακό βάρος της κυτταρίνης αιθέρα και η αντίστοιχη μείωση της διαλυτότητάς του, η οποία έχει αρνητικό αντίκτυπο στη συγκέντρωση και την κατασκευή του κονιαμάτων. Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο πιο προφανές είναι η πάχυνση της επίδρασης στο κονίαμα, αλλά δεν είναι εντελώς αναλογικό. Κάποιο μέσο και χαμηλό ιξώδες, αλλά ο τροποποιημένος αιθέρα κυτταρίνης έχει καλύτερη απόδοση στη βελτίωση της δομικής αντοχής του υγρού κονιάματος. Με την αύξηση του ιξώδους, βελτιώνεται η κατακράτηση νερού κυτταρίνης.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-18-2023