O éter de celulose é um polímero sintético feito de celulose natural através da modificação química. O éter de celulose é um derivado da celulose natural. A produção de éter de celulose é diferente dos polímeros sintéticos. Seu material mais básico é a celulose, um composto de polímero natural. Devido à particularidade da estrutura natural da celulose, a própria celulose não tem capacidade de reagir com os agentes de etherificação. No entanto, após o tratamento do agente de inchaço, as fortes ligações de hidrogênio entre as cadeias moleculares e as cadeias são destruídas, e a liberação ativa do grupo hidroxila se torna uma celulose alcalina reativa. Obter éter de celulose.
As propriedades dos éteres de celulose dependem do tipo, número e distribuição de substituintes. A classificação dos éteres de celulose também se baseia no tipo de substituintes, grau de etherificação, solubilidade e propriedades de aplicação relacionadas. De acordo com o tipo de substituintes na cadeia molecular, ela pode ser dividida em éter mono e éter misto. Geralmente usamos MC como éter mono e HPMC como éter misto. O éter de metillululose MC é o produto após o grupo hidroxila na unidade de glicose da celulose natural é substituído pelo grupo metoxi. A fórmula estrutural é [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X É um produto obtido substituindo uma parte do grupo hidroxila na unidade com um grupo metoxi e outra parte com um grupo hidroxipropil. A fórmula estrutural é [C6H7O2 (OH) 3-Mn (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] X Há hemc hidroxietil-metilcelulose éter, que são as principais variedades amplamente utilizadas e vendidas no mercado.
Em termos de solubilidade, pode ser dividido em iônico e não iônico. Os éteres de celulose não iônicos solúveis em água são compostos principalmente por duas séries de éteres de alquil e éteres hidroxialquil. O CMC iônico é usado principalmente em detergentes sintéticos, impressão e tingimento têxtil, exploração de alimentos e petróleo. MC não iônico, HPMC, HEMC, etc. são usados principalmente em materiais de construção, tinta de látex, medicina, químico diário e assim por diante. Usado como espessante, agente de retenção de água, estabilizador, dispersante e agente de formação de filmes.
Retenção de água de éter de celulose
Na produção de materiais de construção, especialmente a argamassa seca, éter de celulose desempenha um papel insubstituível, especialmente na produção de argamassa especial (argamassa modificada), é um componente indispensável e importante.
O importante papel do éter de celulose solúvel em água na argamassa tem principalmente três aspectos, um é uma excelente capacidade de retenção de água, a outra é a influência na consistência e na tixotropia da argamassa, e a terceira é a interação com o cimento.
O efeito de retenção de água do éter de celulose depende da absorção de água da camada base, da composição da argamassa, da espessura da camada de argamassa, da demanda de água da argamassa e do tempo de configuração do material de configuração. A retenção de água do éter da celulose vem da solubilidade e desidratação do próprio éter de celulose. É sabido que, embora a cadeia molecular da celulose contenha um grande número de grupos OH altamente hidratáveis, ela não é solúvel em água, porque a estrutura da celulose tem um alto grau de cristalinidade. A capacidade de hidratação dos grupos hidroxila sozinha não é suficiente para cobrir as fortes ligações de hidrogênio e as forças de van der Waals entre moléculas. Portanto, apenas incha, mas não se dissolve na água. Quando um substituinte é introduzido na cadeia molecular, não apenas o substituinte destrói a cadeia de hidrogênio, mas também a ligação de hidrogênio do intercâmbio é destruída devido à cunhada do substituinte entre as cadeias adjacentes. Quanto maior o substituinte, maior a distância entre as moléculas. Quanto maior a distância. Quanto maior o efeito da destruição de ligações de hidrogênio, o éter da celulose se torna solúvel em água após a expansão da rede de celulose e a solução entra, formando uma solução de alta viscosidade. Quando a temperatura aumenta, a hidratação do polímero enfraquece e a água entre as correntes é expulsa. Quando o efeito de desidratação é suficiente, as moléculas começam a se agregar, formando um gel de estrutura de rede tridimensional e dobrado. Os fatores que afetam a retenção de água da argamassa incluem a viscosidade do éter da celulose, a quantidade adicionada, a finura das partículas e a temperatura de uso.
Quanto maior a viscosidade do éter da celulose, melhor o desempenho da retenção de água e maior a viscosidade da solução de polímero. Dependendo do peso molecular (grau de polimerização) do polímero, também é determinado pelo comprimento da cadeia da estrutura molecular e pela forma da cadeia, e a distribuição dos tipos e quantidades dos substituintes também afeta diretamente sua faixa de viscosidade.
[η] = km α
[η] viscosidade intrínseca da solução de polímero
M Peso molecular de polímero
constante característica do polímero α
K Coeficiente de solução de viscosidade
A viscosidade de uma solução de polímero depende do peso molecular do polímero. A viscosidade e a concentração da solução de éter de celulose estão relacionadas à aplicação em vários campos. Portanto, cada éter de celulose possui muitas especificações diferentes de viscosidade, e o ajuste da viscosidade é realizado principalmente pela degradação da celulose alcalina, ou seja, a quebra de cadeias moleculares de celulose.
Pode ser visto na Figura 1.2 que quanto maior a quantidade de éter de celulose adicionada à argamassa, melhor o desempenho da retenção de água e maior a viscosidade, melhor o desempenho da retenção de água.
Para o tamanho das partículas, quanto mais fino a partícula, melhor a retenção de água, consulte a Figura 3. Depois que as grandes partículas de éter de celulose entram em contato com a água, a superfície se dissolve imediatamente e forma um gel para envolver o material para impedir que as moléculas de água se infiltrem. Às vezes, não pode ser disperso e dissolvido uniformemente, mesmo após a agitação a longo prazo, formando uma solução ou aglomeração floculenta nublada. Afeta muito a retenção de água de seu éter de celulose, e a solubilidade é um dos fatores para a escolha do éter de celulose.
Espessamento e tixotropia de éter de celulose
A segunda função do éter de celulose - espessamento depende: o grau de polimerização do éter da celulose, concentração da solução, taxa de cisalhamento, temperatura e outras condições. A propriedade gelada da solução é exclusiva da alquil celulose e de seus derivados modificados. As propriedades de gelificação estão relacionadas ao grau de substituição, concentração de soluções e aditivos. Para derivados modificados por hidroxialquil, as propriedades do gel também estão relacionadas ao grau de modificação de hidroxialquil. Para MC e HPMC com baixa viscosidade, a solução de concentração de 10% a 15% pode ser preparada, a solução de 5% a 10% pode ser preparada para viscosidade média MC e HPMC e a solução de 2% -3% pode ser preparada para alta viscosidade MC e HPMC, e geralmente a classificação de viscosidade do éter de celulose também é graduada em 1%-Solution. O éter de celulose de alto peso molecular tem alta eficiência de espessamento. Os polímeros com diferentes pesos moleculares têm diferentes viscosidades na mesma solução de concentração. Alto grau. A viscosidade alvo só pode ser alcançada adicionando uma grande quantidade de éter de celulose de baixo peso molecular. Sua viscosidade depende da taxa de cisalhamento, e a alta viscosidade atinge a viscosidade alvo, e a quantidade de adição necessária é pequena e a viscosidade depende da eficiência do espessamento. Portanto, para atingir uma certa consistência, uma certa quantidade de éter de celulose (concentração da solução) e a viscosidade da solução devem ser garantidas. A temperatura do gel da solução também diminui linearmente com o aumento da concentração da solução e os géis à temperatura ambiente após atingir uma certa concentração. A concentração de gelificação do HPMC é maior à temperatura ambiente.
A consistência também pode ser ajustada escolhendo o tamanho das partículas e a escolha dos éteres de celulose com diferentes graus de modificação. A chamada modificação é introduzir um certo grau de substituição de grupos hidroxialquil na estrutura do esqueleto do MC. Alterando os valores relativos de substituição dos dois substituintes, ou seja, os valores de substituição relativa de DS e MS dos grupos metoxi e hidroxialquil que costumamos dizer. Vários requisitos de desempenho do éter de celulose podem ser obtidos alterando os valores de substituição relativa dos dois substituintes.
Na Figura 4, podemos ver a relação entre consistência e modificação. A adição de éter de celulose na Figura 5 afeta o consumo de água da argamassa e altera a relação água-cimento, que é o efeito espessante. Quanto maior a dose, maior o consumo de água.
Os éteres de celulose usados em materiais de construção em pó devem se dissolver rapidamente em água fria e fornecer uma consistência adequada para o sistema. Se tiver uma certa taxa de cisalhamento, ainda se tornará floculenta e bloqueio coloidal, que é um produto abaixo do padrão ou de baixa qualidade.
Há também uma boa relação linear entre a consistência da pasta de cimento e a dose de éter de celulose. O éter da celulose pode aumentar bastante a viscosidade da argamassa. Quanto maior a dosagem, mais óbvio o efeito, veja a Figura 6.
A solução aquosa de éter de celulose de alta viscosidade possui alta tixotropia, que também é uma característica importante do éter da celulose. Soluções aquosas de polímeros do tipo MC geralmente apresentam fluidez pseudoplástica e não tixotrópica abaixo da temperatura do gel, mas as propriedades de fluxo newtoniano a baixas taxas de cisalhamento. A pseudoplasticidade aumenta com o peso molecular ou a concentração de éter de celulose, independentemente do tipo de substituinte e o grau de substituição. Portanto, os éteres de celulose do mesmo grau de viscosidade, independentemente do MC, HPMC, HEMC, sempre mostrarão as mesmas propriedades reológicas, desde que a concentração e a temperatura sejam mantidas constantes. Os géis estruturais são formados quando a temperatura é elevada e os fluxos altamente tixotrópicos ocorrem. Alta concentração e baixa viscosidade éteres de celulose mostram tixotropia mesmo abaixo da temperatura do gel. Esta propriedade é de grande benefício para o ajuste do nivelamento e flacidez na construção da argamassa de construção. É preciso explicar aqui que quanto maior a viscosidade do éter da celulose, melhor a retenção de água, mas quanto maior a viscosidade, maior o peso molecular relativo do éter da celulose e a diminuição correspondente em sua solubilidade, o que tem um impacto negativo na concentração de argamassa e no desempenho da construção. Quanto maior a viscosidade, mais óbvio o efeito espessante na argamassa, mas não é completamente proporcional. Alguma viscosidade média e baixa, mas o éter de celulose modificado tem melhor desempenho na melhoria da força estrutural da argamassa úmida. Com o aumento da viscosidade, a retenção de água do éter da celulose melhora.
Horário de postagem: fevereiro de 18-2023