Cellulose-ether

Basisinformatie

Cellulose-ether is een polyhydroxypolymeerverbinding die niet oplost of smelt. Na etherificatie is cellulose-ether oplosbaar in water, verdunde alkali-oplossing en organisch oplosmiddel en heeft thermoplasticiteit.

Natuur

De oplosbaarheid van cellulose na etherificatie verandert aanzienlijk. Het kan worden opgelost in water, verdund zuur, verdund alkali of organisch oplosmiddel. De oplosbaarheid hangt voornamelijk af van drie factoren: (1) De kenmerken van de groepen die in het etherificatieproces worden geïntroduceerd, hoe groter de groep, hoe lager de oplosbaarheid, en hoe sterker de polariteit van de geïntroduceerde groep, hoe gemakkelijker de cellulose-ether in water kan oplossen; (2) De mate van substitutie en de verdeling van verethereerde groepen in het macromolecuul. De meeste cellulose-ethers kunnen alleen worden opgelost in water onder een bepaalde substitutiegraad en de substitutiegraad ligt tussen 0 en 3; (3) de polymerisatiegraad van cellulose-ether, hoe hoger de polymerisatiegraad, hoe minder oplosbaar; Hoe lager de mate van substitutie die kan worden opgelost in water, hoe groter het bereik. Er zijn vele soorten cellulose-ethers met uitstekende prestaties, en zij worden wijd gebruikt in bouw, cement, aardolie, voedsel, textiel, detergent, verf, geneeskunde, papierfabricage en elektronische componenten en andere industrieën.

Ontwikkelen

China is's werelds grootste producent en consument van cellulose-ether, met een gemiddelde jaarlijkse groei van meer dan 20%. Volgens voorlopige statistieken zijn er ongeveer 50 cellulose-etherproductiebedrijven in China, de ontworpen productiecapaciteit van de cellulose-etherindustrie heeft meer dan 400.000 ton overschreden, en er zijn ongeveer 20 ondernemingen met meer dan 10.000 ton, voornamelijk verdeeld in Shandong, Hebei, Chongqing en Jiangsu. , Zhejiang, Shanghai en andere plaatsen.

Noodzaak

In 2011 bedroeg de CMC-productiecapaciteit van China ongeveer 300.000 ton. Met de groeiende vraag naar hoogwaardige cellulose-ethers in industrieën zoals medicijnen, voedsel en dagelijkse chemicaliën, neemt de binnenlandse vraag naar andere cellulose-etherproducten dan CMC toe. de productiecapaciteit van MC/HPMC is ongeveer 120.000 ton, en die van HEC is ongeveer 20.000 ton. PAC bevindt zich nog in de promotie-en toepassingsfase in China. Met de ontwikkeling van grote offshore olievelden en de ontwikkeling van bouwmaterialen, voedsel, chemische en andere industrieën, nemen de hoeveelheid en het veld van PAC jaar na jaar toe en uit te breiden, met een productiecapaciteit van meer dan 10.000 ton.

Categorie

Volgens de chemische structuurclassificatie van substituenten kunnen ze worden onderverdeeld in anionische, kationische en niet-ionische ethers. Afhankelijk van het gebruikte etherificatiemiddel zijn er methylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, ethylcellulose, benzylcellulose, hydroxypropylcellulose, cyaanethylcellulose, benzylcyaanethylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose en fenylcellulose, enz. Methylcellulose en ethylcellulose zijn praktischer.

Methylcellulose

Nadat het geraffineerde katoen is behandeld met alkali, wordt cellulose-ether geproduceerd door een reeks reacties met methaanchloride als etherificatiemiddel. Over het algemeen is de substitutiegraad 1,6 ~ 2,0, en de oplosbaarheid is ook verschillend met verschillende substitutiegraden. Het behoort tot niet-ionische cellulose-ether.

(1) Methylcellulose is oplosbaar in koud water en het zal moeilijk zijn om op te lossen in warm water. De waterige oplossing is zeer stabiel in het bereik van pH = 3 ~ 12. Het heeft een goede compatibiliteit met zetmeel, guargom, enz. En veel oppervlakteactieve stoffen. Wanneer de temperatuur de geleringstemperatuur bereikt, treedt gelering op.

(2) De waterretentie van methylcellulose hangt af van de hoeveelheid toevoeging, viscositeit, deeltjesfijnheid en oplossnelheid. Over het algemeen, als de hoeveelheid toevoeging is groot, de fijnheid is klein, en de viscositeit is groot, de waterretentie is hoog. Onder hen heeft de hoeveelheid toevoeging de grootste invloed op de waterretentiesnelheid en is het viscositeitsniveau niet recht evenredig met het niveau van waterretentiesnelheid. De oplossnelheid hangt voornamelijk af van de mate van oppervlaktemodificatie van cellulosedeeltjes en deeltjesfijnheid. Van de bovengenoemde cellulose-ethers hebben methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose een hogere waterretentiegraad.

(3) Veranderingen in temperatuur zullen de waterretentiesnelheid van methylcellulose ernstig beïnvloeden. Over het algemeen, hoe hoger de temperatuur, hoe slechter de waterretentie. Als de morteltemperatuur hoger is dan 40 ° C, zal de waterretentie van methylcellulose aanzienlijk worden verminderd, waardoor de constructie van de mortel ernstig wordt aangetast.

(4) Methylcellulose heeft een significant effect op de constructie en cohesie van mortel. De "adhesiviteit"Verwijst hier naar de hechtingskracht die wordt gevoeld tussen het applicatorgereedschap van de werknemer en het wandsubstraat, dat wil zeggen de schuifweerstand van de mortel. De kleefkracht is hoog, de schuifweerstand van de mortel is groot en de sterkte die de werknemers in het gebruiksproces nodig hebben, is ook groot en de constructieprestaties van de mortel zijn slecht. De samenhang van methylcellulose ligt op middelhoog niveau in cellulose-etherproducten.

Hydroxypropylmethylcellulose

Hydroxypropylmethylcellulose is een cellulosevariëteit waarvan de output en het verbruik snel toenemen. Het is een niet-ionische cellulose-gemengde ether gemaakt van geraffineerd katoen na alkalisatie, waarbij propyleenoxide en methylchloride als etherificatiemiddel worden gebruikt, via een reeks reacties. De mate van substitutie is over het algemeen 1,2 ~ 2,0. De eigenschappen ervan variëren afhankelijk van de verhouding van het methoxylgehalte tot het hydroxypropylgehalte.

(1) Hydroxypropylmethylcellulose is gemakkelijk oplosbaar in koud water en zal moeilijkheden ondervinden bij het oplossen in heet water. Maar de geleringstemperatuur in warm water is aanzienlijk hoger dan die van methylcellulose. De oplosbaarheid in koud water is ook sterk verbeterd in vergelijking met methylcellulose.

(2) De viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose is gerelateerd aan het molecuulgewicht en hoe groter het molecuulgewicht, hoe hoger de viscositeit. Temperatuur heeft ook invloed op de viscositeit, naarmate de temperatuur toeneemt, neemt de viscositeit af. De invloed van zijn hoge viscositeit en temperatuur is echter lager dan die van methylcellulose. De oplossing is stabiel wanneer deze bij kamertemperatuur wordt bewaard.

(3) De waterretentie van hydroxypropylmethylcellulose hangt af van de hoeveelheid toevoeging, viscositeit, enz., En de waterretentiesnelheid onder dezelfde additiehoeveelheid is hoger dan die van methylcellulose.

(4) Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel tot zuur en alkali en de waterige oplossing is zeer stabiel in het bereik van pH = 2 ~ 12. Bijtende soda en kalkwater hebben weinig effect op de prestaties, maar alkali kan het oplossen ervan versnellen en de viscositeit enigszins verhogen. Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel voor gewone zouten, maar wanneer de concentratie van zoutoplossing hoog is, heeft de viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose-oplossing de neiging toe te nemen.

(5) Hydroxypropylmethylcellulose kan worden gemengd met in water oplosbare polymeerverbindingen om een uniforme en hogere viscositeitsoplossing te vormen. Zoals polyvinylalcohol, zetmeelether, plantaardige gom, enz.

(6) Hydroxypropylmethylcellulose heeft een betere enzymweerstand dan methylcellulose en de mogelijkheid van enzymatische afbraak van zijn oplossing is lager dan die van methylcellulose.

(7) De adhesie van hydroxypropylmethylcellulose aan de mortelconstructie is hoger dan die van methylcellulose.

Hydroxyethylcellulose

Het is gemaakt van geraffineerd katoen behandeld met alkali en reageerde met ethyleenoxide als etherificatiemiddel in aanwezigheid van isopropanol. De substitutiegraad is over het algemeen 1,5 ~ 2,0. Het heeft een sterke hydrofiliciteit en is gemakkelijk om vocht te absorberen.

(1) Hydroxyethylcellulose is oplosbaar in koud water, maar het is moeilijk op te lossen in warm water. De oplossing is stabiel bij hoge temperatuur zonder gelering. Het kan lange tijd onder hoge temperatuur in mortel worden gebruikt, maar zijn waterretentie is lager dan die van methylcellulose.

(2) Hydroxyethylcellulose is stabiel tot algemeen zuur en alkali. Alkali kan zijn oplossing versnellen en zijn viscositeit enigszins verhogen. De dispergeerbaarheid ervan in water is iets slechter dan die van methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose.

(3) Hydroxyethylcellulose heeft goede anti-sag prestaties voor mortel, maar het heeft een langere vertragingstijd voor cement.

(4) De prestaties van hydroxyethylcellulose geproduceerd door sommige binnenlandse ondernemingen zijn aanzienlijk lager dan die van methylcellulose vanwege het hoge watergehalte en het hoge asgehalte.

(5) De meeldauw van de waterige oplossing van hydroxyethylcellulose is relatief ernstig. Bij een temperatuur van ongeveer 40 ° C kan meeldauw optreden binnen 3 tot 5 dagen, wat de prestaties zal beïnvloeden.

Basisprestaties

Bijmengsels spelen een sleutelrol bij het verbeteren van de prestaties van het bouwen van droge gemengde mortel en zijn goed voor meer dan 40% van de materiaalkosten in droge gemengde mortel. Een aanzienlijk deel van het mengsel op de binnenlandse markt wordt geleverd door buitenlandse fabrikanten en de referentiedosering van het product wordt ook door de leverancier verstrekt. Als gevolg hiervan blijven de kosten van droog-gemengde mortelproducten hoog en is het moeilijk om gewoon metselwerk en pleistermortels populair te maken met een grote hoeveelheid en een breed assortiment. Hoogwaardige marktproducten worden gecontroleerd door buitenlandse bedrijven, en fabrikanten van droge gemengde mortels hebben lage winsten en een slechte betaalbaarheid van de prijs; de toepassing van bijmengsels mist systematische en gerichte researCh, en volgt blindelings vreemde formules.

Watervasthoudmiddel is een belangrijk mengsel om de waterretentieprestaties van droog-gemengde mortel te verbeteren, en het is ook een van de belangrijkste bijmengsels om de kosten van droog-gemengde mortelmaterialen te bepalen. De belangrijkste functie van cellulose-ether is waterretentie.

Cellulose-ether is een algemene term voor een reeks producten die onder bepaalde omstandigheden door de reactie van alkalicellulose en etherificatiemiddel worden geproduceerd. Alkalicellulose wordt vervangen door verschillende etherificerende middelen om verschillende cellulose-ethers te verkrijgen. Volgens de ionisatie-eigenschappen van substituenten kunnen cellulose-ethers worden onderverdeeld in twee categorieën: ionisch (zoals carboxymethylcellulose) en niet-ionisch (zoals methylcellulose). Volgens het type substituent kan cellulose-ether worden onderverdeeld in monoether (zoals methylcellulose) en mengether (zoals hydroxypropylmethylcellulose). Volgens verschillende oplosbaarheid kan het worden onderverdeeld in oplosbaarheid in water (zoals hydroxyethylcellulose) en oplosbaarheid in organische oplosmiddelen (zoals ethylcellulose). Droge gemengde mortel is voornamelijk in water oplosbare cellulose en in water oplosbare cellulose is onderverdeeld in instanttype en oppervlaktebehandeld type met vertraagde oplossing.