Hvad er celluloseether?

Celluloseether er en polymerforbindelse med en etherstruktur lavet af cellulose. Hver glukosylring i cellulosemakromolekylet indeholder tre hydroxylgrupper, den primære hydroxylgruppe på det sjette carbonatom, den sekundære hydroxylgruppe på den anden og tredje carbonatomer, og hydrogen i hydroxylgruppen erstattes af en hydrokarbongruppe til at generere cellulose -ether -derivater. Det er et produkt, hvor hydrogenet fra hydroxylgruppen i cellulosepolymeren erstattes af en carbonhydridgruppe. Cellulose er en polyhydroxy -polymerforbindelse, som hverken opløses eller smelter. Efter æterificering er cellulose opløselig i vand, fortyndet alkaliopløsning og organisk opløsningsmiddel og har termoplasticitet.

Cellulose er en polyhydroxy -polymerforbindelse, som hverken opløses eller smelter. Efter æterificering er cellulose opløselig i vand, fortyndet alkaliopløsning og organisk opløsningsmiddel og har termoplasticitet.

1.Nature ：

Opløseligheden af ​​cellulose efter æterificering ændrer sig markant. Det kan opløses i vand, fortyndet syre, fortyndet alkali eller organisk opløsningsmiddel. Opløseligheden afhænger hovedsageligt af tre faktorer: (1) egenskaberne for de grupper, der blev introduceret i æterificeringsprocessen, jo introduceret jo større er gruppen, jo lavere er opløseligheden, og jo stærkere er polariteten i den introducerede gruppe, jo lettere er celluloseetheren at opløse i vand; (2) Graden af ​​substitution og fordelingen af ​​æterificerede grupper i makromolekylet. De fleste celluloseethere kan kun opløses i vand under en vis grad af substitution, og graden af ​​substitution er mellem 0 og 3; (3) graden af ​​polymerisation af celluloseether, jo højere er graden af ​​polymerisation, jo mindre opløselig; Jo lavere substitutionsgrad, der kan opløses i vand,, jo bredere er rækkevidden. Der er mange slags celluloseethere med fremragende ydelse, og de er vidt brugt i konstruktion, cement, olie, mad, tekstil, vaskemiddel, maling, medicin, papirfremstilling og elektroniske komponenter og andre industrier.

2. Udvikle ：

Kina er verdens største producent og forbruger af celluloseether med en gennemsnitlig årlig vækstrate på mere end 20%. I henhold til foreløbige statistikker er der omkring 50 cellulose -etherproduktionsvirksomheder i Kina, den designede produktionskapacitet i celluloseetherindustrien har overskredet 400.000 tons, og der er omkring 20 virksomheder med mere end 10.000 tons, hovedsageligt distribueret i Shandong, Hebei, Chongqing og Jiangsu. , Zhejiang, Shanghai og andre steder.

3. brug for ：

I 2011 var Kinas CMC -produktionskapacitet omkring 300.000 tons. Med den voksende efterspørgsel efter celluloseethere af høj kvalitet i industrier som medicin, mad og daglige kemikalier, øges den indenlandske efterspørgsel efter andre celluloseetherprodukter end CMC. , produktionskapaciteten på MC/HPMC er omkring 120.000 tons, og HEC er ca. 20.000 tons. PAC er stadig i promoverings- og ansøgningsstadiet i Kina. Med udviklingen af ​​store offshore -oliefelter og udvikling af byggematerialer, mad, kemiske og andre industrier, stiger mængden og feltet for PAC og udvides år for år med en produktionskapacitet på mere end 10.000 ton.

4. klassificering ：

I henhold til den kemiske strukturklassificering af substituenter kan de opdeles i anioniske, kationiske og ikke -ioniske ethere. Afhængig af den anvendte æterificeringsmiddel er der methylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, ethylcellulose, benzylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, cyanoethylcellulose, benzylcyanoethylcellulose, carboxymethylhydroxyyhylscelloselcellose og cellulose og cyanousyethylscellose og cyanousyethyl cellulose and Phenylcellulose osv. Methylcellulose og ethylcellulose er mere praktiske.

Methylcellulose ：

Efter at den raffinerede bomuld er behandlet med alkali, produceres celluloseether gennem en række reaktioner med methanklorid som æterificeringsmiddel. Generelt er graden af ​​substitution 1,6 ~ 2,0, og opløseligheden er også forskellig med forskellige grader af substitution. Det hører til ikke-ionisk celluloseether.

(1) Methylcellulose er opløseligt i koldt vand, og det vil være vanskeligt at opløses i varmt vand. Dens vandige opløsning er meget stabil i området pH = 3 ~ 12. Det har god kompatibilitet med stivelse, guargummi osv. Og mange overfladeaktive stoffer. Når temperaturen når geleringstemperaturen, forekommer gelering.

(2) Vandretentionen af ​​methylcellulose afhænger af dens tilsætningsbeløb, viskositet, partikelstørrelse og opløsningshastighed. Generelt, hvis tilføjelsesmængden er stor, er finheden lille, og viskositeten er stor, er vandopbevaringshastigheden høj. Blandt dem har mængden af ​​tilføjelse den største indflydelse på vandopbevaringshastigheden, og viskositetsniveauet er ikke direkte proportionalt med niveauet for vandopbevaringsgrad. Opløsningshastigheden afhænger hovedsageligt af graden af ​​overflademodifikation af cellulosepartikler og partikelfinhed. Blandt ovennævnte celluloseethere har methylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose højere vandopbevaringshastigheder.

(3) Ændringer i temperatur kan alvorligt påvirke vandopbevaring af methylcellulose. Generelt, jo højere temperatur, jo værre er vandretentionen. Hvis mørteltemperaturen overstiger 40 ° C, reduceres vandopbevaring af methylcellulose markant, hvilket alvorligt påvirker konstruktionen af ​​mørtelen.

(4) Methylcellulose har en signifikant effekt på brugbarheden og samhørigheden af ​​mørtel. "Adhæsiviteten" her henviser til den bindingsstyrke, der føles mellem arbejderens applikatorværktøj og vægsubstratet, det vil sige forskydningsresistensen af ​​mørtelen. Adhæsiviteten er høj, forskydningsresistensen af ​​mørtelen er stor, og den styrke, som arbejderne kræver i brugsprocessen, er også stor, og mørtelens konstruktionsydelse er dårlig. Samhørigheden af ​​methylcellulose er på mellemstor niveau i celluloseetherprodukter.

Hydroxypropylmethylcellulose ：

Hydroxypropylmethylcellulose er en cellulosesort, hvis output og forbrug stiger hurtigt. Det er en ikke-ionisk celluloseblandet ether lavet af raffineret bomuld efter alkalisering ved anvendelse af propylenoxid og methylchlorid som æterificeringsmiddel gennem en række reaktioner. Graden af ​​substitution er generelt 1,2 ~ 2,0. Dens egenskaber varierer afhængigt af forholdet mellem methoxylindhold og hydroxypropylindhold.

(1) Hydroxypropylmethylcellulose er let opløseligt i koldt vand, og det vil støde på vanskeligheder ved opløsning i varmt vand. Men dens geleringstemperatur i varmt vand er signifikant højere end for methylcellulose. Opløseligheden i koldt vand forbedres også meget sammenlignet med methylcellulose.

(2) Viskositeten af ​​hydroxypropylmethylcellulose er relateret til dens molekylvægt, og jo større molekylvægt er, jo højere er viskositeten. Temperaturen påvirker også dens viskositet, når temperaturen stiger, falder viskositeten. Imidlertid er påvirkningen af ​​dens høje viskositet og temperatur lavere end for methylcellulose. Dens opløsning er stabil, når den opbevares ved stuetemperatur.

(3) Vandretentionen af ​​hydroxypropylmethylcellulose afhænger af dens tilsætningsbeløb, viskositet osv., Og dens vandopbevaringsgrad under det samme tilsætningsmængde er højere end for methylcellulose.

(4) Hydroxypropylmethylcellulose er stabil for syre og alkali, og dens vandige opløsning er meget stabil i området pH = 2 ~ 12. Kaustisk soda og kalkvand har ringe indflydelse på dens ydeevne, men alkali kan fremskynde sin opløsning og lidt øge dens viskositet. Hydroxypropylmethylcellulose er stabil for almindelige salte, men når koncentrationen af ​​saltopløsning er høj, er viskositeten af ​​hydroxypropylmethylcelluloseopløsning en tendens til at stige.

(5) Hydroxypropylmethylcellulose kan blandes med vandopløselige polymerforbindelser for at danne en ensartet og højere viskositetsopløsning. Såsom polyvinylalkohol, stivelsesether, grøntsagsgummi osv.

(6) Hydroxypropylmethylcellulose har bedre enzymresistens end methylcellulose, og dens opløsning er mindre tilbøjelig til at blive nedbrudt af enzymer end methylcellulose.

(7) Vedhæftning af hydroxypropylmethylcellulose til mørtelkonstruktion er højere end for methylcellulose.

Hydroxyethylcellulose ：

Det er lavet af raffineret bomuld behandlet med alkali og reagerede med ethylenoxid som æterificeringsmiddel i nærvær af isopropanol. Dets substitutionsgrad er generelt 1,5 ~ 2,0. Det har stærk hydrofilicitet og er let at absorbere fugt.

(1) Hydroxyethylcellulose er opløseligt i koldt vand, men det er vanskeligt at opløses i varmt vand. Dens opløsning er stabil ved høj temperatur uden gelering. Det kan bruges i lang tid under høj temperatur i mørtel, men dens vandopbevaring er lavere end for methylcellulose.

(2) Hydroxyethylcellulose er stabil til generel syre og alkali, og alkali kan fremskynde dens opløsning og øge dens viskositet lidt. Dens spredbarhed i vand er lidt værre end for methylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose.

(3) Hydroxyethylcellulose har god antisag-ydeevne til mørtel, men det har en længere retarderingstid for cement.

(4) udførelsen afHydroxyethylcelluloseProduceret af nogle indenlandske virksomheder er åbenlyst lavere end for methylcellulose på grund af dets høje vandindhold og højt askeindhold.

(5) Muggen af ​​den vandige opløsning af hydroxyethylcellulose er relativt alvorlig. Ved en temperatur på ca. 40 ° C kan meldug forekomme inden for 3 til 5 dage, hvilket vil påvirke dens ydeevne.

Carboxymethylcellulose ：

Lonic celluloseether er fremstillet af naturlige fibre (bomuld osv.) Efter alkali -behandling ved anvendelse af natriummonochloracetat som æterificeringsmiddel og gennemgået en række reaktionsbehandlinger. Graden af ​​substitution er generelt 0,4 ~ 1,4, og dens ydeevne påvirkes meget af graden af ​​substitution.

(1) Carboxymethylcellulose er mere hygroskopisk, og den vil indeholde mere vand, når den opbevares under generelle forhold.

(2) Carboxymethylcellulose -vandig opløsning producerer ikke gel, og viskositeten falder med stigningen i temperaturen. Når temperaturen overstiger 50 ° C, er viskositeten irreversibel.

(3) dens stabilitet påvirkes i høj grad af pH. Generelt kan det bruges i gipsbaseret mørtel, men ikke i cementbaseret mørtel. Når det er meget alkalisk, mister det viskositet.

(4) dens vandopbevaring er langt lavere end methylcellulose. Det har en retarderende virkning på gipsbaseret mørtel og reducerer dens styrke. Prisen på carboxymethylcellulose er imidlertid signifikant lavere end for methylcellulose.

Cellulose alkylether ：

Repræsentative er methylcellulose og ethylcellulose. I industriel produktion anvendes methylchlorid eller ethylchlorid generelt som æterificeringsmiddel, og reaktionen er som følger:

I formlen repræsenterer R CH3 eller C2H5. Alkalikoncentration påvirker ikke kun graden af ​​æterificering, men påvirker også forbruget af alkylhalogenider. Jo lavere alkalikoncentrationen er, jo stærkere er hydrolysen af ​​alkylhalogenid. For at reducere forbruget af æterificeringsmiddel skal alkalikoncentrationen øges. Når alkalikoncentrationen er for høj, reduceres hævelseseffekten af ​​cellulose imidlertid, hvilket ikke er befordrende for æterificeringsreaktionen, og graden af ​​æterificering reduceres derfor. Til dette formål kan koncentreret lut eller solid lut tilsættes under reaktionen. Reaktoren skal have en god omrørings- og rivningsanordning, så alkalien kan fordeles jævnt. Methylcellulose bruges i vid udstrækning som fortykningsmiddel, klæbende og beskyttende kolloid osv. Det kan også bruges som spredningsmiddel til emulsionspolymerisation, et bindingsspredningsmiddel til frø, en tekstilopslæmning, et additivt til mad og kosmetik, en medicinsk klæbemiddel, en lægemiddelbelægningsmateriale og anvendt i senexmaling, trykning af blæk, keramisk produktion og blandet til cement, der bruges til at kontrollere, hvilket sætter det til at fastgøre den indledende tid og stigning på det første og stigende indledende indledende indledende indledende indledende indledende indledende indledende initialt styrke osv. Ethylcelluloseprodukter har høj mekanisk styrke, fleksibilitet, varmemodstand og kold modstand. Lavt substituerede ethylcellulose er opløseligt i vand og fortyndede alkaliske opløsninger, og højsubstituerede produkter er opløselige i de fleste organiske opløsningsmidler. Det har god kompatibilitet med forskellige harpikser og blødgører. It can be used to make plastics, films, varnishes, adhesives, latex and coating materials for drugs, etc. The introduction of hydroxyalkyl groups into cellulose alkyl ethers can improve its solubility, reduce its sensitivity to salting out, increase the gelation temperature and improve hot melt properties, etc. The degree of change in the above properties varies with the nature of the substituents and the ratio of Alkyl til hydroxyalkylgrupper.

Cellulose hydroxyalkylether ：

Repræsentative er hydroxyethylcellulose og hydroxypropylcellulose. Etherificerende midler er epoxider, såsom ethylenoxid og propylenoxid. Brug syre eller base som katalysator. Industriel produktion er at reagere alkali -cellulose med æterificeringsmiddel: hydroxyethylcellulose med høj substitutionsværdi er opløselig i både koldt vand og varmt vand. Hydroxypropylcellulose med høj substitutionsværdi er kun opløselig i koldt vand, men ikke i varmt vand. Hydroxyethylcellulose kan bruges som en fortykningsmiddel til latexbelægninger, tekstilprint og farvningspastaer, papirstørrelsesmaterialer, klæbemidler og beskyttende kolloider. Anvendelsen af ​​hydroxypropylcellulose svarer til brugen af ​​hydroxyethylcellulose. Hydroxypropylcellulose med lav substitutionsværdi kan anvendes som en farmaceutisk excipient, som kan have både bindings- og opløsning af egenskaber.

Carboxymethylcellulose, den engelske forkortelse CMC, findes generelt i form af natriumsalt. Det æterificerende middel er monochloreddikesyre, og reaktionen er som følger:

Carboxymethylcellulose er den mest anvendte vandopløselige celluloseether. Tidligere blev det hovedsageligt brugt som boremudder, men nu er det blevet udvidet til at blive brugt som et tilsætningsstof af vaskemiddel, tøjopslæmning, latexmaling, belægning af pap og papir osv. Pure carboxymethylcellulose kan bruges i mad, medicin, kosmetik og også som et adhæsiv til keramik og skummier.

Polyanionisk cellulose (PAC) er en ionisk celluloseether og er et avanceret erstatningsprodukt til carboxymethylcellulose (CMC). Det er en hvid, off-white eller lidt gul pulver eller granulat, ikke-giftig, smagløs, let at opløse i vand for at danne en gennemsigtig opløsning med en bestemt viskositet, har bedre varmemodstandsstabilitet og saltresistens og stærke antibakterielle egenskaber. Ingen meldug og forringelse. Det har egenskaberne ved høj renhed, høj grad af substitution og ensartet fordeling af substituenter. Det kan bruges som bindemiddel, fortykningsmiddel, rheologimodifikator, fluidtabsreduktion, ophængsstabilisator osv. Polyanionisk cellulose (PAC) er vidt brugt i alle brancher, hvor CMC kan anvendes, hvilket i høj grad kan reducere doseringen, lette brug, give bedre stabilitet og opfylde højere processkrav.

Cyanoethylcellulose er reaktionsproduktet af cellulose og acrylonitril under katalyse af alkali.

Cyanoethylcellulose har en høj dielektrisk konstant og lavtabskoefficient og kan bruges som en harpiksmatrix til phosphor- og elektroluminescerende lamper. Lavt substitueret cyanoethylcellulose kan anvendes som isolerende papir til transformere.

Højere fedtholdige alkoholethere, alkenylethere og aromatiske alkoholethere af cellulose er blevet fremstillet, men er ikke blevet brugt i praksis.

Fremstillingsmetoderne for celluloseether kan opdeles i vandmediummetode, opløsningsmiddemetode, æltemetode, opslæmningsmetode, gas-solid metode, flydende fasemetode og kombinationen af ​​ovenstående metoder.

5. Forberedelse princip:

Den høje a-cellulosepapir er gennemvædet med alkalisk opløsning for at kvælde den for at ødelægge flere brintbindinger, lette diffusionen af ​​reagenser og generere alkali-cellulose og reagere derefter med æterificeringsmiddel for at opnå celluloseether. Etherificerende midler inkluderer carbonhydridhalogenider (eller sulfater), epoxider og α og ß umættede forbindelser med elektronacceptorer.

6. Basisk ydeevne:

Blandinger spiller en nøglerolle i forbedring af ydelsen af ​​at bygge tørblandet mørtel og tegner sig for mere end 40% af materialets omkostninger i tørblandet mørtel. En betydelig del af blandingen på hjemmemarkedet leveres af udenlandske producenter, og referencedoseringen af ​​produktet leveres også af leverandøren. Som et resultat forbliver omkostningerne ved tørblandede mørtelprodukter høje, og det er vanskeligt at popularisere almindeligt murværk og pudsemørtler med en stor mængde og en bred vifte. High-end markedsprodukter kontrolleres af udenlandske virksomheder, og tørblandede mørtelproducenter har lave overskud og dårlig prisoverkommelige pris; Anvendelsen af ​​blandinger mangler systematisk og målrettet forskning og følger blindt udenlandske formler.

Vandbeholdningsmiddel er en nøgleblanding til forbedring af vandopbevaringsydelsen af ​​tørblandet mørtel, og det er også en af ​​de vigtigste blandinger at bestemme omkostningerne ved tørblandet mørtelmaterialer. Hovedfunktionen afCelluloseetherer vandopbevaring.

Celluloseether er en generel betegnelse for en række produkter produceret ved reaktionen af ​​alkali -cellulose og etherificeringsmiddel under visse betingelser. Alkali -cellulose erstattes af forskellige æterificeringsmidler for at opnå forskellige celluloseethere. I henhold til ioniseringsegenskaberne af substituenter kan celluloseethere opdeles i to kategorier: ionisk (såsom carboxymethylcellulose) og ikke -ionisk (såsom methylcellulose). I henhold til typen af ​​substituent kan celluloseether opdeles i monoether (såsom methylcellulose) og blandet ether (såsom hydroxypropylmethylcellulose). I henhold til forskellige opløselighed kan den opdeles i vandopløselighed (såsom hydroxyethylcellulose) og organisk opløsningsmiddelopløselighed (såsom ethylcellulose). Tørblandet mørtel er hovedsageligt vandopløselig cellulose, og vandopløselig cellulose er opdelt i øjeblikkelig type og overfladebehandlet forsinket dissopløsning.

Mekanismen for virkning af cellulosether i mørtel er som følger:

(1) Efter at celluloseetheren i mørtelen er opløst i vand, sikres den effektive og ensartede fordeling af det cementholdige materiale i systemet på grund af overfladeaktiviteten, og celluloseether af konstruktion.

(2) På grund af sin egen molekylære struktur gør celluloseetheropløsningen fugtigheden i mørtelen ikke let at miste, og frigiver den gradvist over en lang periode, hvilket giver mørtelen til god vandopbevaring og arbejdsevne.