Éter de celulose

Informações básicas

O éter de celulose é um composto de polímero poli-hidroxi que não se dissolve nem derrete. Após a eterificação, o éter de celulose é solúvel em água, solução alcalina diluída e solvente orgânico e tem termoplasticidade.

Natureza

A solubilidade da celulose após a eterificação muda significativamente. Pode ser dissolvido em água, ácido diluído, álcali diluído ou solvente orgânico. A solubilidade depende principalmente de três fatores: (1) As características dos grupos introduzidos no processo de eterificação, o introduzido Quanto maior o grupo, menor a solubilidade, e quanto mais forte a polaridade do grupo introduzido, mais fácil é o éter de celulose para se dissolver na água; (2) O grau de substituição e a distribuição dos grupos eterificados na macromolécula. A maioria dos éteres de celulose só pode ser dissolvida em água sob um certo grau de substituição, e o grau de substituição está entre 0 e 3; (3) O grau de polimerização do éter de celulose, quanto maior o grau de polimerização, menos solúvel; Quanto menor o grau de substituição que pode ser dissolvido na água, maior o intervalo. Existem muitos tipos de éteres de celulose com excelente desempenho, e eles são amplamente utilizados na construção, cimento, petróleo, alimentos, têxteis, detergente, tinta, medicina, fabricação de papel e componentes eletrônicos e outras indústrias.

Desenvolver

A China é o maior produtor e consumidor mundial de éter de celulose, com uma taxa média de crescimento anual de mais de 20%. De acordo com estatísticas preliminares, existem cerca de 50 empresas de produção de éter de celulose na China, a capacidade de produção projetada da indústria de éter de celulose ultrapassou 400.000 toneladas, e existem cerca de 20 empresas com mais de 10.000 toneladas, distribuídas principalmente em Shandong, Hebei, Chongqing e Jiangsu. , Zhejiang, Xangai e outros lugares.

Necessidade

Em 2011, a capacidade de produção de CMC da China era de cerca de 300.000 toneladas. Com a crescente demanda por éteres de celulose de alta qualidade em indústrias como medicamentos, alimentos e produtos químicos diários, a demanda doméstica por outros produtos de éter de celulose além do CMC está aumentando., a capacidade de produção de MC/HPMC é de cerca de 120.000 toneladas, e a de HEC é de cerca de 20.000 toneladas. O PAC ainda está em fase de promoção e aplicação na China. Com o desenvolvimento de grandes campos de petróleo offshore e o desenvolvimento de materiais de construção, alimentos, produtos químicos e outras indústrias, a quantidade e o campo do PAC estão aumentando e se expandindo ano a ano, com uma capacidade de produção de mais de 10.000 toneladas.

Categoria

De acordo com a classificação da estrutura química dos substituintes, eles podem ser divididos em éteres aniônicos, catiônicos e não iônicos. Dependendo do agente de eterificação utilizado, existem metil celulose, hidroxietil metil celulose, carboximetilcelulose, etil celulose, benzil celulose, hidroxietil celulose, hidroxipropil metil celulose celulose, cianoetil celulose, benzil cianoetil celulose, carboximetil hidroxietil celulose e fenil celulose, etc. Celulose metila e etil celulose são mais práticos.

Metilcelulose

Depois que o algodão refinado é tratado com álcali, o éter de celulose é produzido por meio de uma série de reações com cloreto de metano como agente de eterificação. Geralmente, o grau de substituição é 1,6 ~ 2,0, e a solubilidade também é diferente com diferentes graus de substituição. Pertence ao éter de celulose não iônico.

(1) A metilcelulose é solúvel em água fria e será difícil dissolver em água quente. Sua solução aquosa é muito estável na faixa de pH = 3 ~ 12. Tem boa compatibilidade com amido, goma de guar, etc. e muitos surfactantes. Quando a temperatura atinge a temperatura de gelificação, ocorre a gelificação.

(2) A retenção de água de metilcelulose depende de sua quantidade de adição, viscosidade, finura de partícula e taxa de dissolução. Geralmente, se a quantidade de adição é grande, a finura é pequena e a viscosidade é grande, a taxa de retenção de água é alta. Entre eles, a quantidade de adição tem o maior impacto na taxa de retenção de água, e o nível de viscosidade não é diretamente proporcional ao nível de taxa de retenção de água. A taxa de dissolução depende principalmente do grau de modificação da superfície das partículas de celulose e da finura das partículas. Entre os éteres de celulose acima, a metilcelulose e a hidroxipropil metil celulose têm taxas de retenção de água mais altas.

(3) Mudanças na temperatura afetarão seriamente a taxa de retenção de água de metilcelulose. Geralmente, quanto maior a temperatura, pior a retenção de água. Se a temperatura da argamassa exceder 40 ° C, a retenção de água de metilcelulose será significativamente reduzida, afetando seriamente a construção da argamassa.

(4) A celulose metílica tem um efeito significativo na construção e coesão da argamassa. A "adesividade"Aqui se refere à força de ligação sentida entre a ferramenta aplicadora do trabalhador e o substrato da parede, ou seja, a resistência ao cisalhamento da argamassa. A adesividade é alta, a resistência ao cisalhamento da argamassa é grande e a resistência exigida pelos trabalhadores no processo de uso também é grande, e o desempenho de construção da argamassa é ruim. A coesão da metilcelulose está em um nível médio em produtos de éter de celulose.

Hidroxipropilmetilcelulose

Hidroxipropil metilcelulose é uma variedade de celulose cuja produção e consumo estão aumentando rapidamente. É um éter misto de celulose não iônico feito de algodão refinado após alcalinização, usando óxido de propileno e cloreto de metila como agente de eterificação, por meio de uma série de reações. O grau de substituição é geralmente 1,2 ~ 2,0. Suas propriedades variam dependendo da razão entre o teor de metoxila e o teor de hidroxipropila.

(1) A hidroxipropil metilcelulose é facilmente solúvel em água fria e encontrará dificuldades na dissolução em água quente. Mas sua temperatura de gelificação em água quente é significativamente maior do que a da metilcelulose. A solubilidade em água fria também é muito melhorada em comparação com a metilcelulose.

(2) A viscosidade da hidroxipropil metilcelulose está relacionada ao seu peso molecular, e quanto maior o peso molecular, maior a viscosidade. A temperatura também afeta sua viscosidade, à medida que a temperatura aumenta, a viscosidade diminui. No entanto, a influência de sua alta viscosidade e temperatura é menor que a da metilcelulose. Sua solução é estável quando armazenada à temperatura ambiente.

(3) A retenção de água de hidroxipropil metilcelulose depende de sua quantidade de adição, viscosidade, etc., e sua taxa de retenção de água sob a mesma quantidade de adição é maior do que a de metilcelulose.

(4) A hidroxipropilmetilcelulose é estável em ácido e álcali, e sua solução aquosa é muito estável na faixa de pH = 2 ~ 12. A soda cáustica e a água de cal têm pouco efeito em seu desempenho, mas o álcali pode acelerar sua dissolução e aumentar ligeiramente sua viscosidade. A hidroxipropil metilcelulose é estável aos sais comuns, mas quando a concentração da solução salina é alta, a viscosidade da solução de hidroxipropil metilcelulose tende a aumentar.

(5) Hidroxipropil metilcelulose pode ser misturada com compostos poliméricos solúveis em água para formar uma solução uniforme e de maior viscosidade. Como álcool polivinílico, éter de amido, goma vegetal, etc.

(6) A hidroxipropil metilcelulose tem melhor resistência enzimática do que a metilcelulose, e a possibilidade de degradação enzimática de sua solução é menor do que a metilcelulose.

(7) A adesão da hidroxipropil metilcelulose à construção de argamassa é maior do que a da metilcelulose.

Hidroxietil celulose

É feito de algodão refinado tratado com álcali e reagido com óxido de etileno como agente de eterificação na presença de isopropanol. Seu grau de substituição é geralmente 1,5 ~ 2,0. Tem forte hidrofilicidade e é fácil de absorver a umidade.

(1) A hidroxietil celulose é solúvel em água fria, mas é difícil de dissolver em água quente. Sua solução é estável em alta temperatura sem gelificação. Pode ser usado por um longo tempo sob alta temperatura em argamassa, mas sua retenção de água é menor do que a de metilcelulose.

(2) Hidroxietil celulose é estável ao ácido geral e álcali. O álcali pode acelerar sua dissolução e aumentar ligeiramente sua viscosidade. Sua dispersibilidade em água é ligeiramente pior do que a de metil celulose e hidroxipropil metil celulose..

(3) Hidroxietil celulose tem bom desempenho anti-sag para argamassa, mas tem um tempo de retardamento mais longo para o cimento.

(4) O desempenho da hidroxietilcelulose produzida por algumas empresas nacionais é significativamente inferior ao da metilcelulose devido ao seu alto teor de água e alto teor de cinzas.

(5) O mofo da solução aquosa de hidroxietil celulose é relativamente sério. A uma temperatura de cerca de 40 ° C, o mofo pode ocorrer dentro de 3 a 5 dias, o que afetará seu desempenho.

Desempenho básico

As misturas desempenham um papel fundamental na melhoria do desempenho da construção de argamassa mista a seco e respondem por mais de 40% do custo do material em argamassa mista a seco. Uma parte considerável da mistura no mercado interno é fornecida por fabricantes estrangeiros, e a dosagem de referência do produto também é fornecida pelo fornecedor. Como resultado, o custo dos produtos de argamassa mista a seco permanece alto, e é difícil popularizar as morteiros de alvenaria e reboco comuns com uma grande quantidade e uma ampla gama. Os produtos de mercado de alta qualidade são controlados por empresas estrangeiras, e os fabricantes de argamassa mista seca têm baixos lucros e baixo preço acessível; a aplicação de misturas carece de resear sistemático e direcionadoCh, e segue cegamente fórmulas estrangeiras.

O agente de retenção de água é uma mistura chave para melhorar o desempenho de retenção de água do almofariz misturado a seco, e também é uma das principais misturas para determinar o custo dos materiais de argamassa misturados a seco. A principal função do éter de celulose é a retenção de água.

Éter de celulose é um termo geral para uma série de produtos produzidos pela reação de celulose alcalina e agente eterificante sob certas condições. A celulose alcalina é substituída por diferentes agentes eterificantes para obter diferentes éteres de celulose. De acordo com as propriedades de ionização dos substituintes, os éteres de celulose podem ser divididos em duas categorias: iônica (como a carboximetilcelulose) e não iônica (como a metilcelulose). De acordo com o tipo de substituinte, o éter de celulose pode ser dividido em monoéter (como a metilcelulose) e éter misto (como a hidroxipropil metil celulose). De acordo com a solubilidade diferente, pode ser dividido em solubilidade em água (como hidroxietil celulose) e solubilidade em solvente orgânico (como etil celulose). A argamassa misturada a seco é principalmente celulose solúvel em água, e a celulose solúvel em água é dividida em tipo instantâneo e tipo de dissolução retardada tratada com superfície.