Celluloseether ist ein synthetisches Polymer aus natürlicher Cellulose durch chemische Modifikation. Celluloseether ist ein Derivat der natürlichen Cellulose. Die Produktion von Celluloseether unterscheidet sich von synthetischen Polymeren. Sein grundlegendes Material ist Cellulose, eine natürliche Polymerverbindung. Aufgrund der Besonderheit der natürlichen Cellulosestruktur hat die Cellulose selbst keine Fähigkeit, mit Etherifizierungsmitteln zu reagieren. Nach der Behandlung des Schwellungsmittels werden die starken Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den molekularen Ketten und den Ketten jedoch zerstört, und die aktive Freisetzung der Hydroxylgruppe wird zu einer reaktiven Alkali -Cellulose. Celluloseether erhalten.
Die Eigenschaften von Celluloseethern hängen von der Art, Anzahl und Verteilung von Substituenten ab. Die Klassifizierung von Celluloseether basiert auch auf der Art der Substituenten, dem Grad der Etherifizierung, der Löslichkeit und der verwandten Anwendungseigenschaften. Gemäß der Art der Substituenten in der molekularen Kette kann sie in Monoether und gemischtes Äther unterteilt werden. Wir verwenden normalerweise MC als Mono -Ether und HPMC als gemischter Ether. Methylcelluloseether MC ist das Produkt, nachdem die Hydroxylgruppe auf der Glukoseeinheit von natürlicher Cellulose durch die Methoxygruppe ersetzt wird. Die strukturelle Formel ist [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] x Es ist ein Produkt, das durch Ersetzen eines Teils der Hydroxylgruppe auf der Einheit mit einer Methoxygruppe und einem weiteren Teil durch eine Hydroxypropylgruppe erhalten wird. Die strukturelle Formel ist [C6H7O2 (OH) 3-Mn (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] Es gibt Hydroxyethylmethylcellulose-Ether-Hemc, die die wichtigsten Sorten sind, die häufig verwendet und auf dem Markt verkauft werden.
In Bezug auf die Löslichkeit kann es in ionisch und nichtionisch unterteilt werden. Wasserlösliche nichtionische Celluloseether bestehen hauptsächlich aus zwei Serien von Alkylether und Hydroxyalkylethern. Ionic CMC wird hauptsächlich in synthetischen Waschmitteln, Textildruck und Färben, Lebensmittel und Ölforschung verwendet. Nonionic MC, HPMC, HEMC usw. werden hauptsächlich in Baumaterialien, Latexfarbe, Medizin, täglicher Chemikalie und so weiter verwendet. Wird als Verdickungsmittel, Wasserbehörde, Stabilisator, Dispergiermittel und Filmformierungsmittel verwendet.
Wasserretention von Celluloseether
Bei der Herstellung von Baumaterialien, insbesondere von trockenem Mörtel, spielt Celluloseether eine unersetzliche Rolle, insbesondere bei der Herstellung von Special Mörtel (modifiziertem Mörtel), eine unverzichtbare und wichtige Komponente.
Die wichtige Rolle des wasserlöslichen Celluloseethers in Mörtel hat hauptsächlich drei Aspekte, eine hervorragende Wasserretentionskapazität, der andere ist der Einfluss auf die Konsistenz und Thixotropie von Mörtel und die dritte ist die Wechselwirkung mit Zement.
Der Wasserretentionseffekt des Celluloseethers hängt von der Wasseraufnahme der Basisschicht, der Zusammensetzung des Mörsers, der Dicke der Mörserschicht, dem Wasserbedarf des Mörsers und der Rettungszeit des Setting -Materials ab. Die Wasserretention von Celluloseether selbst ergibt sich aus der Löslichkeit und Dehydration von Celluloseether selbst. Es ist bekannt, dass die Molekularkette von Cellulose, obwohl sie eine große Anzahl hochhydratierbarer OH -Gruppen enthält, in Wasser nicht löslich ist, da die Cellulosestruktur einen hohen Grad an Kristallinität aufweist. Die Hydroxylgruppen allein reicht nicht aus, um die starken Wasserstoffbrückenbindungen und Van der Waals zwischen Molekülen zu bedecken. Daher schwillt es nur an, löst sich aber nicht in Wasser auf. Wenn ein Substituent in die molekulare Kette eingeführt wird, zerstört nicht nur der Substituent die Wasserstoffkette, sondern auch die Wasserstoffbrückenbindung durch die Wanderbindung aufgrund des Keiles des Substituenten zwischen benachbarten Ketten. Je größer der Substituent ist, desto größer ist der Abstand zwischen den Molekülen. Je größer die Entfernung. Je größer die Auswirkung der Zerstörung von Wasserstoffbrückenbindungen ist, ist der Celluloseether wasserlöslich, nachdem sich das Cellulosegitter ausdehnt und die Lösung eintritt und eine Lösung mit hoher Viskosität bildet. Wenn die Temperatur steigt, schwächt die Flüssigkeitszufuhr des Polymers und das Wasser zwischen den Ketten aus. Wenn der Dehydrationseffekt ausreicht, beginnen die Moleküle zu aggregieren, bilden ein dreidimensionales Netzwerkstrukturgel und falteten sich aus. Zu den Faktoren, die die Wasserretention von Mörtel beeinflussen, gehören die Viskosität von Celluloseether, die Menge, die die Feinheit von Partikeln und die Verwendungstemperatur.
Je höher die Viskosität des Celluloseethers, desto besser die Wasserretentionsleistung und desto höher die Viskosität der Polymerlösung. Abhängig vom Molekulargewicht (Polymerisationsgrad) des Polymers wird es auch durch die Kettenlänge der molekularen Struktur und die Form der Kette bestimmt, und die Verteilung der Arten und Mengen der Substituenten beeinflusst auch direkt ihren Viskositätsbereich.
[η] = km α
[η] intrinsische Viskosität der Polymerlösung
M Polymermolekulargewicht
α -Polymercharakteristische Konstante
K Viskositätslösungskoeffizient
Die Viskosität einer Polymerlösung hängt vom Molekulargewicht des Polymers ab. Die Viskosität und Konzentration der Cellulose -Ether -Lösung hängt mit der Anwendung in verschiedenen Bereichen zusammen. Daher hat jeder Celluloseether viele verschiedene Viskositätsspezifikationen, und die Anpassung der Viskosität wird hauptsächlich durch den Abbau von Alkali -Cellulose, dh das Brechen von Cellulosemolekülketten.
Aus Abbildung 1.2 ist ersichtlich, dass die Wasserretentionsleistung umso besser ist, je größer die Menge an Zelluloseether zugänglich ist, desto besser ist die Wasserretentionsleistung.
Für die Partikelgröße, je feiner das Partikel, desto besser die Wasserretention siehe Abbildung 3. Nachdem die großen Partikel des Celluloseethers mit Wasser in Kontakt gekommen sind, löst sich die Oberfläche sofort auf und bildet ein Gel, um das Material zu wickeln, um zu verhindern, dass Wassermoleküle infiltrieren. Manchmal kann es nicht gleichmäßig dispergiert und gelöst werden, auch nach langfristigem Rühren, wobei eine trübe flockige Lösung oder Agglomeration bildet. Es beeinflusst die Wasserretention seines Celluloseethers stark und Löslichkeit ist einer der Faktoren für die Auswahl der Celluloseether.
Verdickung und Thixotropie von Celluloseether
Die zweite Funktion des Celluloseethers - Verdickung hängt davon ab: Der Polymerisationsgrad von Celluloseether, Lösungskonzentration, Schergeschwindigkeit, Temperatur und andere Bedingungen. Die gelierende Eigenschaft der Lösung ist einzigartig für Alkylcellulose und ihre modifizierten Derivate. Die Gelationseigenschaften beziehen sich auf den Grad der Substitution, Lösungskonzentration und Additive. Für Hydroxyalkyl -modifizierte Derivate hängen die Geleigenschaften auch mit dem Modifikationsgrad von Hydroxyalkyl zusammen. Für MC und HPMC mit niedriger Viskosität können 10% -15% -Konzentrationslösung hergestellt werden, 5% -10% Lösung kann für die mittlere Viskosität MC und HPMC hergestellt werden, und eine Lösung von 2% -3% kann für hohe Viskositäts-MC und HPMC hergestellt werden, und normalerweise die Viskositätsklassifizierung von Cellulose-Ether wird auch mit 1% -2%-Lösung eingestuft. Hochmolekularer Zelluloseether hat eine hohe Verdickungseffizienz. Polymere mit unterschiedlichen Molekulargewichten haben unterschiedliche Viskositäten in derselben Konzentrationslösung. Hoher Grad. Die Zielviskosität kann nur durch Hinzufügen einer großen Menge an Celluloseether mit niedrigem Molekulargewicht erreicht werden. Seine Viskosität hat wenig Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit, und die hohe Viskosität erreicht die Zielviskosität, und die erforderliche Additionsmenge ist gering, und die Viskosität hängt von der Verdickungseffizienz ab. Um eine bestimmte Konsistenz zu erzielen, müssen daher eine bestimmte Menge an Celluloseether (Konzentration der Lösung) und Lösungsviskosität garantiert werden. Die Geltemperatur der Lösung nimmt auch linear mit zunehmender Konzentration der Lösung und Gele bei Raumtemperatur nach Erreichen einer bestimmten Konzentration ab. Die Gelationskonzentration von HPMC ist bei Raumtemperatur höher.
Konsistenz kann auch durch Auswahl der Partikelgröße und Auswahl von Celluloseether mit unterschiedlichem Modifikationsgrad eingestellt werden. Die sogenannte Modifikation besteht darin, einen gewissen Grad der Substitution von Hydroxyalkylgruppen in die Skelettstruktur von MC einzuführen. Durch die Änderung der relativen Substitutionswerte der beiden Substituenten, dh der relativen Substitutionswerte der DS- und MS -Substitution der Methoxy- und Hydroxyalkylgruppen, die wir oft sagen. Verschiedene Leistungsanforderungen an Celluloseether können durch Ändern der relativen Substitutionswerte der beiden Substituenten erhalten werden.
Aus Abbildung 4 können wir die Beziehung zwischen Konsistenz und Modifikation sehen. Die Zugabe von Celluloseether in Abbildung 5 beeinflusst den Wasserverbrauch des Mörsers und verändert das Wasser-zu-Zement-Verhältnis, was der Verdickungseffekt ist. Je höher die Dosierung, desto größer ist der Wasserverbrauch.
Celluloseethers, die in Baumaterialien pulverisierten Baumaterialien verwendet werden, müssen sich schnell in kaltem Wasser auflösen und eine geeignete Konsistenz für das System bieten. Wenn eine bestimmte Scherfrequenz angegeben ist, wird sie immer noch flocken und kolloidaler Block, was ein minderwertiges oder schlechte Qualität ist.
Es besteht auch eine gute lineare Beziehung zwischen der Konsistenz der Zementpaste und der Dosierung von Celluloseether. Celluloseether kann die Viskosität des Mörsers erheblich erhöhen. Je größer die Dosierung ist, desto offensichtlicher ist der Effekt, siehe Abbildung 6.
Hochviskositätszellulose-ätherische wässrige Lösung hat eine hohe Thixotropie, was auch ein Hauptmerkmal für Celluloseether ist. Wässrige Lösungen von MC-Typ-Polymeren haben normalerweise pseudoplastische und nicht Thixotrope Fluidität unter ihrer Geltemperatur, aber Newtonsche Flusseigenschaften bei niedrigen Scherraten. Die Pseudoplastizität nimmt mit dem Molekulargewicht oder der Konzentration von Celluloseether zu, unabhängig von der Art des Substituenten und dem Substitutionsgrad. Daher werden Celluloseethers mit demselben Viskositätsgrad, unabhängig von MC, HPMC, HEMC, immer die gleichen rheologischen Eigenschaften aufweisen, solange die Konzentration und Temperatur konstant gehalten werden. Strukturelle Gele werden gebildet, wenn die Temperatur erhöht wird, und es treten stark thixotrope Flüsse auf. Hohe Konzentration und Niedrigviskositätszellulose -Ether zeigen auch unterhalb der Geltemperatur eine Thixotropie. Diese Eigenschaft ist von großem Nutzen für die Anpassung des Nivellierens und Absetzens beim Bau von Bauenmörser. Hier muss erklärt werden, dass je höher die Viskosität von Celluloseether ist, desto besser die Wasserretention, je höher die Viskosität, desto höher ist das relative Molekulargewicht des Celluloseethers und die entsprechende Abnahme seiner Löslichkeit, die sich negativ auf die Mörtelkonzentration und die Konstruktionsleistung auswirkt. Je höher die Viskosität, desto offensichtlicher ist die Verdickungseffekt auf den Mörtel, aber nicht vollständig proportional. Einige mittlere und niedrige Viskosität, aber der modifizierte Celluloseether hat eine bessere Leistung bei der Verbesserung der strukturellen Festigkeit von Nassmörser. Mit zunehmender Viskosität verbessert sich die Wasserretention von Celluloseether.
Postzeit: Februar 18-2023