Що таке целюлозний ефір?

Целюлозний ефір - це полімерна сполука з ефірною структурою, виготовленою з целюлози. Кожне глюкозильне кільце в целюлозній макромолекулі містить три гідроксильні групи, первинна гідроксильна група на шостому атомі вуглецю, вторинна гідроксильна група на другому та третьому атомах вуглецю, а водню в гідроксильній групі замінюється групою вуглеводнів для генерування похідних ефірних похідних. Це продукт, в якому водень гідроксильної групи в целюлозному полімеру замінюється вуглеводневою групою. Целюлоза - це полімерна сполука з полігідрокси, яка ні розчиняє, ні розплави. Після ефірифікації целюлоза розчинна у воді, розведений луг розчин і органічний розчинник і має термопластичність.

Целюлоза - це полімерна сполука з полігідрокси, яка ні розчиняє, ні розплави. Після ефірифікації целюлоза розчинна у воді, розведений луг розчин і органічний розчинник і має термопластичність.

1.nature:

Розчинність целюлози після ефірифікації значно змінюється. Його можна розчиняти у воді, розведеній кислоті, розведеному лугу або органічному розчиннику. Розчинність в основному залежить від трьох факторів: (1) характеристики груп, введених у процесі ефірифікації, чим введена більша група, тим нижча розчинність і чим сильніше полярність введеної групи, тим легше ефір целюлози - розчинення у воді; (2) Ступінь заміщення та розподіл ефірних груп у макромолекулі. Більшість целюлозних ефірів можна розчиняти лише у воді за певного ступеня заміщення, а ступінь заміщення становить від 0 до 3; (3) ступінь полімеризації ефіру целюлози, чим вища ступінь полімеризації, тим менш розчинна; Чим нижчий ступінь заміщення, яку можна розчинити у воді, тим ширше діапазон. Існує багато видів ефірів целюлози з відмінними показниками, і вони широко використовуються в будівництві, цементі, нафтопродукті, їжі, текстилі, миючих засобах, фарбі, ліках, виробництві паперу та електронних компонентів та інших галузей.

2. Розвивати:

Китай - найбільший у світі виробник і споживач ефіру целюлози, середньорічний темп зростання понад 20%. Згідно з попередньою статистикою, в Китаї існує близько 50 підприємств з виробництва ефіру целюлози, розроблена виробнича потужність ефірної промисловості целюлози перевищила 400 000 тонн, а близько 20 підприємств з більш ніж 10 000 тонн, в основному розповсюджені в Шаньдуні, Хебі, Чункіні та Цзянсу. , Чжецзян, Шанхай та інші місця.

3. Потрібна:

У 2011 році виробнича потужність CMC Китаю становила близько 300 000 тонн. Зі зростаючим попитом на високоякісні ефри целюлози в таких галузях, як медицина, продукти харчування та щоденні хімічні речовини, внутрішній попит на інші ефірні продукти целюлози, крім CMC, зростає. , виробнича потужність MC/HPMC становить близько 120 000 тонн, а потужність HEC - близько 20 000 тонн. PAC все ще перебуває в етапі просування та подання заявки в Китаї. З розвитком великих офшорних нафтових родовищ та розробки будівельних матеріалів, харчових, хімічних та інших галузей промисловості, кількість та сфера ПАК збільшуються та розширюються з року в рік, виробнича потужність понад 10 000 тонн.

4. Класифікація:

Відповідно до класифікації хімічної структури замінників, їх можна розділити на аніонні, катіонні та неіонні ефіри. Depending on the etherification agent used, there are methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, benzyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose cellulose, cyanoethyl cellulose, benzyl cyanoethyl cellulose, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose and phenyl cellulose, etc. Метилова целюлоза та етил целюлоза є більш практичними.

Метилцелюлоза:

Після того, як вдосконалена бавовна обробляється лугом, целюлозний ефір виробляється через ряд реакцій з хлоридом метану як агентом ефірності. Як правило, ступінь заміщення становить 1,6 ~ 2,0, а розчинність також відрізняється від різних ступенів заміщення. Він належить до неіонного целюлозного ефіру.

(1) Метилцелюлоза розчинна в холодній воді, і в гарячій воді буде важко розчиняти. Його водний розчин дуже стабільний у діапазоні pH = 3 ~ 12. Він має хорошу сумісність з крохмалем, гуаною гумкою тощо та багатьма поверхневими речовинами. Коли температура досягає температури гелеутворення, настає гелеутворення.

(2) Затримка води метилової целюлози залежить від кількості додавання, в'язкості, розміру частинок та швидкості розчинення. Як правило, якщо кількість додавання велика, тонка обласність невелика, а в'язкість велика, швидкість утримання води висока. Серед них кількість доповнення має найбільший вплив на швидкість утримання води, а рівень в'язкості не безпосередньо пропорційний рівням утримання води. Швидкість розчинення в основному залежить від ступеня поверхневої модифікації частинок целюлози та тонкості частинок. Серед вищезазначених ефірів целюлози метил целюлоза та гідроксипропіл метил целюлоза мають більш високу швидкість затримки води.

(3) Зміни температури можуть серйозно вплинути на затримку води метилової целюлози. Як правило, чим більша температура, тим гірше утримання води. Якщо температура мінометів перевищує 40 ° С, затримка води метил целюлози буде значно знижена, серйозно враховуючи будівництво мінометів.

(4) Метилова целюлоза суттєво впливає на обробку та згуртованість мінометів. Тут "адгезивність" стосується сили скріплення між інструментом аплікатора робітника та стіновою підкладкою, тобто стійкістю до зсуву мінометів. Агезивність висока, стійкість зсуву розчину велика, а сила, необхідна працівникам у процесі використання, також велика, а будівельні показники розчину є поганою. Згурення метилової целюлози знаходиться на середньому рівні в продуктах ефіру целюлози.

Гідроксипропілметилцелюлоза:

Гідроксипропіл метилцелюлоза - це целюлозне різноманіття, вихід і споживання яких швидко зростають. Це неіонний целюлозний змішаний ефір, виготовлений з вдосконаленої бавовни після алкалізації, використовуючи пропіленоксид та метилхлорид в якості ефірного агента через ряд реакцій. Ступінь заміщення, як правило, 1,2 ~ 2,0. Його властивості змінюються залежно від відношення вмісту метоксилу до вмісту гідроксипропілу.

(1) Гідроксипропіл -метилцелюлоза легко розчиняється в холодній воді, і вона зіткнеться з труднощами при розчині в гарячій воді. Але температура його гелеутворення в гарячій воді значно вища, ніж у метил -целюлози. Розчинність у холодній воді також значно покращується порівняно з метиловою целюлозою.

(2) В'язкість гідроксипропіл метилцелюлози пов'язана з її молекулярною масою, і чим більша молекулярна маса, тим вище в'язкість. Температура також впливає на її в'язкість, коли температура збільшується, в'язкість зменшується. Однак вплив його високої в'язкості та температури нижчий, ніж у метилової целюлози. Його розчин стабільний при зберіганні при кімнатній температурі.

(3) Утримання води гідроксипропіл метилцелюлози залежить від кількості додавання, в'язкості тощо, а швидкість затримки води в одній кількості додавання вище, ніж у метил -целюлози.

(4) Гідроксипропіл -метилцелюлоза є стабільною до кислот та лугу, а її водний розчин дуже стабільний у діапазоні pH = 2 ~ 12. Каустична сода та вапняна вода мало впливають на її продуктивність, але луг може прискорити його розчинення і трохи збільшити його в'язкість. Гідроксипропіл метилцелюлоза є стабільною до звичайних солей, але коли концентрація сольового розчину висока, в'язкість розчину гідроксипропіл метилцелюлози має тенденцію до збільшення.

(5) Гідроксипропіл-метилцелюлозу можна змішати з водорозчинними полімерними сполуками для утворення рівномірного та вищого розчину в'язкості. Такі як полівініловий спирт, крохмальний ефір, овочева гумка тощо.

(6) Гідроксипропіл метилцелюлоза має кращу резистентність до ферментів, ніж метилцелюлоза, і її розчин рідше деградує ферментами, ніж метилцелюлоза.

(7) Адгезія гідроксипропіл метилцелюлози до конструкції розчину вище, ніж у метилцелюлози.

Гідроксиетил целюлоза:

Він виготовляється з рафінованої бавовни, обробленої лугом, і реагував з оксидом етилену як ефірного агента в присутності ізопропанолу. Його ступінь заміщення, як правило, 1,5 ~ 2,0. Він має сильну гідрофільність і легко поглинати вологу.

(1) Гідроксиетил целюлоза розчинна в холодній воді, але важко розчиняти в гарячій воді. Його розчин стабільно при високій температурі без гелінгу. Він може використовуватися протягом тривалого часу при високій температурі в розчині, але його затримка води нижча, ніж у метилової целюлози.

(2) Гідроксиетил целюлоза стабільна до загальної кислоти та лугу, а луг може прискорити її розчинення і незначно збільшити його в'язкість. Його дисперсність у воді трохи гірша, ніж у метил -целюлози та гідроксипропіл метил целюлози.

(3) Гідроксиетил целюлоза має хорошу ефективність анти-SAG для розчину, але вона має більш тривалий час для цементу.

(4) Продуктивністьгідроксиетил целюлозаВиготовлений деякими вітчизняними підприємствами, очевидно, нижчий, ніж у метилової целюлози через його високий вміст води та високий вміст золи.

(5) Покладка водного розчину гідроксиетил целюлози є відносно серйозною. При температурі приблизно 40 ° C циклі може відбуватися протягом 3 - 5 днів, що вплине на його продуктивність.

Карбоксиметил целюлоза:

Лонічний целюлозний ефір виготовляється з природних волокон (бавовна тощо) після обробки лужами, використовуючи монохлорацетат натрію як агент ефірності та проходить низку реакційних методів лікування. Ступінь заміщення, як правило, 0,4 ~ 1,4, і на її ефективність сильно впливає ступінь заміщення.

(1) Карбоксиметил целюлоза є більш гігроскопічною, і вона буде містити більше води при збереженні в загальних умовах.

(2) Водний розчин карбоксиметил целюлози не виробляє гель, а в'язкість зменшується зі збільшенням температури. Коли температура перевищує 50 ° C, в'язкість незворотна.

(3) На його стабільність сильно впливає рН. Як правило, його можна використовувати в розчині на основі гіпсу, але не в цементному розчині. Коли сильно лужно, він втратить в'язкість.

(4) Його затримка води набагато нижча за метилову целюлозу. Він має затримку впливу на розчин на основі гіпсу та зменшує його силу. Однак ціна карбоксиметил целюлози значно нижча, ніж ціна метилової целюлози.

Целюлоза алкільного ефіру:

Репрезентативні - це целюлоза та етил целюлоза. У промисловому виробництві метилхлорид або етилхлорид зазвичай використовується як агент ефірності, а реакція така:

У формулі R являє собою CH3 або C2H5. Концентрація лугу не тільки впливає на ступінь ефірифікації, але й впливає на споживання алкільних галогенідів. Чим нижча концентрація лугу, тим сильніша гідроліз алкілового галогеніду. З метою зменшення споживання ефірного агента концентрація лугу повинна бути збільшена. Однак, коли концентрація лугу занадто висока, набрякла целюлози знижується, що не сприяє реакції ефірифікації, і ступінь ефірифікації зменшується. Для цього під час реакції можна додати концентрованого луга або твердого луга. Реактор повинен мати хороший ворушливий і розривний пристрій, щоб луг міг бути рівномірно розподілений. Метилова целюлоза широко використовується як загусник, клей і захисний колоїд тощо. Він також може бути використаний як дисперсанта для емульсійної полімеризації, дисперсанта для насіння, текстильної суспензії, добавки для їжі та косметики, медичного адгезенту, матеріалу для наркотиків, і використовується в запізненій фарбі, друкованому кольорі, цераміки та змішуваному в кінці. Продукти целюлози мають високу механічну міцність, гнучкість, теплостійкість та стійкість до холоду. Низько заміщена етилова целюлоза розчинна у воді та розведених лужних розчинах, а продукти з високим вмістом є розчинними у більшості органічних розчинників. Він має хорошу сумісність з різними смолами та пластифікаторами. Він може бути використаний для виготовлення пластмас, плівок, лаків, клеїв, латексних та покриттів матеріалів для лікарських засобів тощо. Введення гідроксиалкільних груп у целюлозні алкільні ефіри може покращити його розчинність, зменшити його чутливість до засолення, підвищити температуру гелеутворення та покращити гарячі властивості розплаву тощо. Ступій змін у вищезазначеній властивості, що змінюють хворобу, з різницею, що перебуває у хворих, з хворобимбілі -хворих на хворобі, що перебувають у хвостві. групи.

Целюлоза гідроксиалклового ефіру:

Репрезентативними є гідроксиетил целюлоза та гідроксипропіл целюлоза. Ефрифікуючі агенти - це епоксиди, такі як оксид етилену та оксид пропілену. Використовуйте кислоту або основу як каталізатор. Промислове виробництво має реагувати лужну целюлозу з ефірним агентом: гідроксиетил целюлоза з високим значенням заміщення розчиняється як у холодній воді, так і в гарячій воді. Гідроксипропіл целюлоза з високим значенням заміщення розчиняється лише в холодній воді, але не в гарячій воді. Гідроксиетил целюлоза може використовуватися як загусник для покриттів з латексу, текстильного друку та фарбування паст, матеріалів розміру паперу, клеїв та захисних колоїдів. Використання гідроксипропіл целюлози схоже на гідроксиетил целюлозу. Гідроксипропіл целюлоза з низьким значенням заміщення може використовуватися як фармацевтичний допоміжний засіб, який може мати як зв'язування, так і розпадаючі властивості.

Карбоксиметил целюлоза, англійська абревіатура CMC, як правило, існує у вигляді натрієвої солі. Етерифікуючий засіб є монохлороцтовою кислотою, а реакція така:

Карбоксиметил целюлоза-це найбільш широко використовувана водорозчинна целюлозна ефір. У минулому він в основному використовувався як бурова грязь, але тепер вона була розширена для використання як добавка миючого засобу, суспензії одягу, латексної фарби, покриття картону та паперу тощо. Чиста карбоксиметил целюлоза може використовуватися в їжі, медицині, косметиці, а також як клея для кераміки та форм.

Поліаніонна целюлоза (PAC) є іонним целюлозним ефіром і є замінником високого класу для карбоксиметил-целюлози (CMC). Це білий, білий або злегка жовтий порошок або гранула, нетоксичний, несмачний, простий у розчині у воді, утворюючи прозорий розчин з певною в'язкістю, має кращу стійкість до теплостійкості та стійкість до солі та сильні антибактеріальні властивості. Немає цвілі та погіршення. Він має характеристики високої чистоти, високого ступеня заміщення та рівномірного розподілу замінників. Його можна використовувати як сполучний, загусник, модифікатор реології, редуктор втрати рідини, стабілізатор суспензії тощо. Поліаніонна целюлоза (PAC) широко використовується у всіх галузях, де можна застосовувати CMC, що може значно зменшити дозування, полегшити використання, забезпечити кращу стабільність та задовольнити більш високі вимоги до процесу.

Цианоетил целюлоза - це продукт реакції целюлози та акрилонітрил під каталізом лугу.

Цианоетил целюлоза має високу діелектричну постійну та коефіцієнт низьких втрат і може використовуватися як матриця смоли для фосфору та електролюмінесцентних світильників. Низько заміщена ціаноетил целюлоза може використовуватися як ізоляційний папір для трансформаторів.

Вищі жирні алкогольні ефіри, алкенилові ефіри та ароматичні алкогольні ефіри целюлози були підготовлені, але не використовувались на практиці.

Методи підготовки ефіру целюлози можна поділити на метод водного середовища, метод розчинника, метод заміщення, метод суспензії, метод газового твердого, метод рідкої фази та комбінація вищезазначених методів.

5. Принцип підготовки:

Високий α-клітинний м’якоть просочується лужним розчином, щоб набрякати його для знищення більшої кількості водневих зв’язків, полегшення дифузії реагентів і генерування лужної целюлози, а потім реагувати з ефірним агентом для отримання ефіру целюлози. Ефірні агенти включають галогеніди вуглеводнів (або сульфати), епоксиди та α та β ненасичені сполуки з акцепторами електронів.

6. Базичні показники:

Домішки відіграють ключову роль у покращенні продуктивності ступеня розчину з сухим змішаним та складають понад 40% від вартості матеріалу в мінометному змішуванні. Значна частина домішки на внутрішньому ринку постачається іноземними виробниками, а референтна дозування продукту також надається постачальником. Як результат, вартість сухих змішаних виробів з розчину залишається високою, і важко популяризувати загальні кладки та гіпсні міномети великою кількістю та широким асортиментом. Ринкові продукти високого класу контролюються іноземними компаніями, а виробники мінометів з сухими сухістю мають низький прибуток та низьку доступність цін; У застосуванні домішок не вистачає систематичних та цілеспрямованих досліджень, а сліпо слідує за іноземними формулами.

Агент, що зберігає воду, є ключовою домішкою для поліпшення продуктивності утримання води сухого змішаного розчину, а також є одним із ключових домішок для визначення вартості сухих змішаних матеріалів. Основна функціяцелюлоза ефірє утриманням води.

Целюлозний ефір є загальним терміном для ряду продуктів, що виробляються реакцією лужної целюлози та ефірного агента в певних умовах. Лужна целюлоза замінюється різними ефірними агентами для отримання різних ефірів целюлози. Відповідно до іонізаційних властивостей замісників, целюлозні ефіри можна розділити на дві категорії: іонні (такі як карбоксиметил целюлоза) та неіонна (наприклад, метилова целюлоза). Відповідно до типу заступника, целюлозне ефір можна розділити на монотер (наприклад, метил -целюлозу) та змішаний ефір (наприклад, гідроксипропіл -метил -целюлозу). Відповідно до різної розчинності, її можна розділити на розчинність води (наприклад, гідроксиетил целюлозу) та органічну розчинність розчинника (наприклад, етил целюлоза). Сухе змішаний розчин-це в основному водорозчинна целюлоза, а водорозчинна целюлоза поділяється на тип миттєвого типу та поверхневого лікування.

Механізм дії ефіру целюлози в мінометах такий:

(1) After the cellulose ether in the mortar is dissolved in water, the effective and uniform distribution of the cementitious material in the system is ensured due to the surface activity, and the cellulose ether, as a protective colloid, “wraps” the solid particles and A layer of lubricating film is formed on its outer surface, which makes the mortar system more stable, and also improves the fluidity of the mortar during the mixing process and the гладкість будівництва.

(2) Завдяки власній молекулярній структурі розчин ефіру целюлози робить вологу в розчині непростим, і поступово вивільняє її протягом тривалого періоду часу, що надає міномет хорошим утриманням води та працездатністю.