რა როლს ასრულებს ცელულოზის ეთერი მშრალი შერეული ნაღმტყორცნებიდან?

ცელულოზის ეთერი არის სინთეზური პოლიმერი, რომელიც დამზადებულია ბუნებრივი ცელულოზისგან ქიმიური მოდიფიკაციის გზით. ცელულოზის ეთერი ბუნებრივი ცელულოზის წარმოშობაა. ცელულოზის ეთერის წარმოება განსხვავდება სინთეზური პოლიმერებისგან. მისი ყველაზე ძირითადი მასალა არის ცელულოზა, ბუნებრივი პოლიმერული ნაერთი. ბუნებრივი ცელულოზის სტრუქტურის სპეციფიკის გამო, ცელულოზას თავად არ აქვს რეაგირების უნარი ეთერიფიკაციის აგენტებთან. ამასთან, შეშუპების აგენტის მკურნალობის შემდეგ, განადგურებულია წყალბადის ძლიერი კავშირები მოლეკულურ ჯაჭვებსა და ჯაჭვებს შორის, ხოლო ჰიდროქსილის ჯგუფის აქტიური განთავისუფლება ხდება რეაქტიული ტუტე ცელულოზა. ცელულოზის ეთერის მიღება.

ცელულოზის ეთერების თვისებები დამოკიდებულია შემცვლელების ტიპზე, რაოდენობაზე და განაწილებაზე. ცელულოზის ეთერების კლასიფიკაცია ასევე ემყარება შემცვლელების ტიპს, ეთერიფიკაციის ხარისხს, ხსნადობას და მათთან დაკავშირებულ გამოყენებას. მოლეკულური ჯაჭვის შემცვლელების ტიპის მიხედვით, იგი შეიძლება დაიყოს მონო ეთერ და შერეულ ეთერში. ჩვენ ჩვეულებრივ ვიყენებთ MC- ს, როგორც მონო ეთერს, და HPMC, როგორც შერეული ეთერი. მეთილის ცელულოზის ეთერი MC არის პროდუქტი მას შემდეგ, რაც ჰიდროქსილის ჯგუფი ბუნებრივი ცელულოზის გლუკოზის ერთეულზე შეიცვალა მეტოქსი ჯგუფის მიერ. სტრუქტურული ფორმულა არის [Co H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X ეს არის პროდუქტი, რომელიც მოპოვებულია ჰიდროქსილის ჯგუფის ნაწილის ნაწილის ჩანაცვლებით, რომელთაც აქვთ მეთოქსიური ჯგუფი და კიდევ ერთი ნაწილი ჰიდროქსიპროპილის ჯგუფით. სტრუქტურული ფორმულა არის [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] X არის ჰიდროქსიეთილის მეთილკელულოზის ეთერი, რომელიც არის ძირითადი ჯიშები, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება და იყიდება ბაზარზე.

ხსნადობის თვალსაზრისით, იგი შეიძლება დაიყოს იონურ და არაიონიკად. წყლის ხსნადი არაიონური ცელულოზის ეთერები ძირითადად შედგება ალკილის ეთერების და ჰიდროქსიალილის ეთერების ორი სერიისაგან. იონური CMC ძირითადად გამოიყენება სინთეზური სარეცხი საშუალებების, ტექსტილის ბეჭდვისა და საღებავების, საკვების და ზეთის შესწავლაში. არა-იონური MC, HPMC, HEMC და ა.შ. გამოიყენება როგორც გასქელება, წყლის საყრდენი აგენტი, სტაბილიზატორი, დისპერსიული და ფილმის ფორმირების აგენტი.

ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება

სამშენებლო მასალების, განსაკუთრებით მშრალი ნაღმტყორცნებიდან, ცელულოზის ეთერი შეუსაბამო როლს ასრულებს, განსაკუთრებით სპეციალური ნაღმტყორცნების (მოდიფიცირებული ნაღმტყორცნებიდან) წარმოებაში, ეს არის შეუცვლელი და მნიშვნელოვანი კომპონენტი.

წყლის ხსნადი ცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვან როლს ძირითადად აქვს სამი ასპექტი, ერთი არის შესანიშნავი წყლის შეკავების მოცულობა, მეორე არის გავლენა ნაღმტყორცნების თანმიმდევრულობასა და თიქსოტროპიზე, ხოლო მესამე არის ცემენტთან ურთიერთქმედება.

ცელულოზის ეთერის წყლის შენარჩუნების ეფექტი დამოკიდებულია ბაზის ფენის წყლის შეწოვაზე, ნაღმტყორცნების შემადგენლობაზე, ნაღმტყორცნებიდან ფენის სისქეზე, ნაღმტყორცნების წყლის მოთხოვნილებაზე და პარამეტრის მასალის პარამეტრების დროზე. ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება თავისთავად წარმოიშვა ცელულოზის ეთერის ხსნადობისა და დეჰიდრატაციიდან. ცნობილია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ცელულოზის მოლეკულური ჯაჭვი შეიცავს უაღრესად ჰიდრატირებადი OH ჯგუფების დიდ რაოდენობას, ის წყალში ხსნად არ არის, რადგან ცელულოზის სტრუქტურას აქვს მაღალი ხარისხის კრისტალურობა. მხოლოდ ჰიდროქსილის ჯგუფების ჰიდრატაციის უნარი არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ დაფაროს ძლიერი წყალბადის ობლიგაციები და ვან დერ ვალის ძალები მოლეკულებს შორის. ამიტომ, ის მხოლოდ შეშუპებულია, მაგრამ არ იშლება წყალში. როდესაც შემცვლელი შედის მოლეკულურ ჯაჭვში, არამარტო შემცვლელი ანადგურებს წყალბადის ჯაჭვს, არამედ ასევე ინტეგრირებული წყალბადის ბმული განადგურებულია მიმდებარე ჯაჭვებს შორის შემცვლელის შეკუმშვის გამო. რაც უფრო დიდია შემცვლელი, მით უფრო დიდია მანძილი მოლეკულებს შორის. უფრო დიდი მანძილი. რაც უფრო დიდია წყალბადის ობლიგაციების განადგურების ეფექტი, ცელულოზის ეთერი ხდება წყალში ხსნადი მას შემდეგ, რაც ცელულოზის ცხრილები გაფართოვდება და ხსნარი შედის, რაც ქმნის მაღალი სიბლანტის ხსნარს. როდესაც ტემპერატურა იზრდება, პოლიმერის ჰიდრატაცია ასუსტებს და ჯაჭვებს შორის წყალი ამოძრავებს. როდესაც დეჰიდრატაციის ეფექტი საკმარისია, მოლეკულები იწყებენ აგრეგატს, ქმნიან სამგანზომილებიანი ქსელის სტრუქტურის გელს და იკეცება. ნაღმტყორცნების წყლის შენარჩუნებაზე გავლენის ფაქტორები მოიცავს ცელულოზის ეთერის სიბლანტეს, დამატებულ რაოდენობას, ნაწილაკების სისრულეს და გამოყენების ტემპერატურას.

რაც უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის სიბლანტე, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების შესრულება და რაც უფრო მაღალია პოლიმერული ხსნარის სიბლანტე. პოლიმერის მოლეკულური წონის (პოლიმერიზაციის ხარისხის) მიხედვით, იგი ასევე განისაზღვრება მოლეკულური სტრუქტურის ჯაჭვის სიგრძით და ჯაჭვის ფორმით, ხოლო შემცვლელების ტიპებისა და რაოდენობების განაწილება ასევე პირდაპირ გავლენას ახდენს მის სიბლანტის დიაპაზონში.

[η] = კმ α

[η] პოლიმერული ხსნარის შინაგანი სიბლანტე

M პოლიმერული მოლეკულური წონა

α პოლიმერის დამახასიათებელი მუდმივი

K სიბლანტის გადაწყვეტის კოეფიციენტი

პოლიმერული ხსნარის სიბლანტე დამოკიდებულია პოლიმერის მოლეკულურ წონაზე. ცელულოზის ეთერის ხსნარის სიბლანტე და კონცენტრაცია დაკავშირებულია სხვადასხვა სფეროში გამოყენებასთან. ამრიგად, თითოეულ ცელულოზის ეთერს აქვს მრავალი განსხვავებული სიბლანტის სპეციფიკაცია, ხოლო სიბლანტის კორექტირება ძირითადად ხასიათდება ტუტე ცელულოზის დეგრადაციით, ანუ ცელულოზის მოლეკულური ჯაჭვების დარღვევა.

ნახაზიდან 1.2 - დან ჩანს, რომ რაც უფრო მეტია ცელულოზის ეთერის ოდენობა ნაღმტყორცნებიდან, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების შესრულება და რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების შესრულება.

ნაწილაკების ზომისთვის, რაც უფრო უკეთესია ნაწილაკი, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავება, იხილეთ სურათი 3. მას შემდეგ, რაც ცელულოზის ეთერის დიდი ნაწილაკები შედის წყალთან კონტაქტში, ზედაპირი დაუყოვნებლივ იხსნება და ქმნის გელს, რომ მასალა გადაიტანოს, რათა თავიდან აიცილოს წყლის მოლეკულები. ზოგჯერ იგი არ შეიძლება ერთნაირად დაიშალოს და დაიშალოს გრძელვადიანი აჟიოტაჟის შემდეგაც კი, მოღრუბლული ფლოქსული ხსნარი ან აგლომერაცია. ეს დიდად მოქმედებს მისი ცელულოზის ეთერის წყლის შენარჩუნებაზე, ხოლო ხსნადობა ცელულოზის ეთერის არჩევის ერთ -ერთი ფაქტორია.

ცელულოზის ეთერის გასქელება და თიქსოტროპი

ცელულოზის ეთერის მეორე ფუნქცია - გასქელება დამოკიდებულია: ცელულოზის ეთერის პოლიმერიზაციის ხარისხი, ხსნარის კონცენტრაცია, გარსის სიჩქარე, ტემპერატურა და სხვა პირობები. ხსნარის გელინგის თვისება უნიკალურია ალკილის ცელულოზისა და მისი შეცვლილი წარმოებულებისთვის. გელაციის თვისებები დაკავშირებულია ჩანაცვლების ხარისხთან, ხსნარის კონცენტრაციასთან და დანამატებთან. ჰიდროქსიალკილის მოდიფიცირებული წარმოებულებისთვის, გელის თვისებები ასევე დაკავშირებულია ჰიდროქსიალკილის მოდიფიკაციის ხარისხთან. MC და HPMC– სთვის, რომელსაც აქვს დაბალი სიბლანტე, შეიძლება მომზადდეს 10% -15% კონცენტრაციის ხსნარი, 5% -10% ხსნარი შეიძლება მომზადდეს საშუალო სიბლანტის MC და HPMC– სთვის, ხოლო 2% -3% ხსნარი შეიძლება მომზადდეს მაღალი სიბლანტის MC და HPMC– სთვის, და ჩვეულებრივ, ცელულოზის ეთერის სიბლანტის კლასიფიკაცია ასევე ფასდება 1% –2% ხსნარით. მაღალი მოლეკულური წონის ცელულოზის ეთერს აქვს მაღალი გასქელება ეფექტურობა. სხვადასხვა მოლეკულური წონის მქონე პოლიმერებს აქვთ სხვადასხვა სიბლანტე იმავე კონცენტრაციის ხსნარში. მაღალი ხარისხი. სამიზნე სიბლანტის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ დიდი რაოდენობით დაბალი მოლეკულური წონის ცელულოზის ეთერის დამატებით. მის სიბლანტეს მცირე დამოკიდებულება აქვს გარსის სიჩქარეზე, ხოლო მაღალი სიბლანტე აღწევს სამიზნე სიბლანტეს, ხოლო საჭირო დამატების რაოდენობა მცირეა, ხოლო სიბლანტე დამოკიდებულია გასქელება ეფექტურობაზე. ამრიგად, გარკვეული თანმიმდევრულობის მისაღწევად, უნდა იყოს გარანტირებული ცელულოზის ეთერის გარკვეული რაოდენობა (ხსნარის კონცენტრაცია) და ხსნარის სიბლანტე. ხსნარის გელის ტემპერატურა ასევე წრფივად მცირდება ხსნარის კონცენტრაციის გაზრდით და გელები ოთახის ტემპერატურაზე გარკვეული კონცენტრაციის მიღწევის შემდეგ. HPMC- ის გელაციის კონცენტრაცია უფრო მაღალია ოთახის ტემპერატურაზე.

თანმიმდევრულობა ასევე შეიძლება მორგებული იყოს ნაწილაკების ზომების არჩევით და ცელულოზის ეთერების არჩევით სხვადასხვა ხარისხით მოდიფიკაციით. ე.წ. მოდიფიკაცია არის MC- ის ჩონჩხის სტრუქტურაზე ჰიდროქსიალკილის ჯგუფების ჩანაცვლების გარკვეული ხარისხის ჩანაცვლება. ორი შემცვლელის შედარებით შემცვლელი მნიშვნელობების შეცვლით, ანუ მეთოქსიისა და ჰიდროქსიალილ ჯგუფების DS და MS ფარდობითი მნიშვნელობებით, რომლებიც ხშირად ვამბობთ. ცელულოზის ეთერის სხვადასხვა შესრულების მოთხოვნების მიღება შესაძლებელია ორი შემცვლელის ფარდობითი შემცვლელი მნიშვნელობების შეცვლით.

მე -4 სურათი ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ კავშირი თანმიმდევრულობასა და მოდიფიკაციას შორის. ცელულოზის ეთერის დამატება ფიგურაში 5 გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების წყლის მოხმარებაზე და ცვლის წყალ-ცემენტის თანაფარდობას, რაც გასქელება ეფექტს წარმოადგენს. რაც უფრო მაღალია დოზა, მით უფრო დიდია წყლის მოხმარება.

ცელულოზის ეთერები, რომლებიც გამოიყენება ფხვნილის სამშენებლო მასალებში, სწრაფად უნდა დაიშალოს ცივ წყალში და უზრუნველყოს სისტემისთვის შესაფერისი თანმიმდევრულობა. თუ გარკვეულწილად გაჭედვის მაჩვენებელს ეძლევა, ის კვლავ ხდება ფლოქსული და კოლოიდური ბლოკი, რომელიც არის არასტანდარტული ან უხარისხო პროდუქტი.

ასევე არსებობს კარგი ხაზოვანი კავშირი ცემენტის პასტის თანმიმდევრულობასა და ცელულოზის ეთერის დოზას შორის. ცელულოზის ეთერმა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ნაღმტყორცნების სიბლანტე. რაც უფრო დიდია დოზა, მით უფრო აშკარა ეფექტი, იხ. სურათი 6.

მაღალი სიბლანტის ცელულოზის ეთერის წყალხსნარ ხსნარს აქვს მაღალი თიქსოტროპია, რაც ასევე ცელულოზის ეთერის მთავარი მახასიათებელია. MC- ს ტიპის პოლიმერების წყალხსნარებში, როგორც წესი, აქვთ ფსევდოპლასტიკური და არა-თიქსოტროპული სითხე მათი გელის ტემპერატურას ქვემოთ, მაგრამ ნიუტონის ნაკადის თვისებები დაბალი სიმსუბუქის სიჩქარით. ფსევდოპლასტიკა იზრდება ცელულოზის ეთერის მოლეკულური წონის ან კონცენტრაციით, მიუხედავად შემცვლელის ტიპისა და ჩანაცვლების ხარისხისა. ამრიგად, იგივე სიბლანტის კლასის ცელულოზის ეთერები, არ აქვს მნიშვნელობა MC, HPMC, HEMC, ყოველთვის აჩვენებს იმავე რევოლოგიურ თვისებებს, სანამ კონცენტრაცია და ტემპერატურა მუდმივად ინახება. სტრუქტურული გელები იქმნება ტემპერატურის მომატებისას, ხოლო უაღრესად თიქსოტროპული ნაკადები ხდება. მაღალი კონცენტრაცია და დაბალი სიბლანტის ცელულოზის ეთერები აჩვენებენ თიქსოტროპიას გელის ტემპერატურის ქვემოთც კი. ამ ქონებას დიდი სარგებელი მოაქვს შენობის ნაღმტყორცნების მშენებლობაში დონის დონის დონის კორექტირებისა და შესწორების მიზნით. აქ უნდა განუმარტოთ, რომ რაც უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის სიბლანტე, მით უფრო უკეთესია წყლის შეკავება, მაგრამ უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის ფარდობითი მოლეკულური წონა და რაც შეეხება მის ხსნადობას, რაც უარყოფით გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების კონცენტრაციაზე და მშენებლობის შესრულებაზე. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო აშკარაა გასქელება ნაღმტყორცნებიდან, მაგრამ ეს არ არის მთლიანად პროპორციული. ზოგიერთი საშუალო და დაბალი სიბლანტე, მაგრამ მოდიფიცირებული ცელულოზის ეთერს უკეთესი შესრულება აქვს სველი ნაღმტყორცნების სტრუქტურული სიძლიერის გაუმჯობესებაში. სიბლანტის გაზრდით, ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება აუმჯობესებს.