Эфир целлюлозы является важной добавкой к строительным материалам, широко используемой в строительных растворах, шпатлевках, покрытиях и других продуктах для улучшения физических свойств и строительных характеристик материала. Основные компоненты эфира целлюлозы включают основную структуру целлюлозы и заместители, введенные путем химической модификации, которые придают ему уникальную растворимость, загущение, удержание воды и реологические свойства.
1. Основная структура целлюлозы
Целлюлоза — один из наиболее распространенных в природе полисахаридов, получаемый преимущественно из растительных волокон. Это основной компонент эфира целлюлозы, определяющий его основную структуру и свойства. Молекулы целлюлозы состоят из единиц глюкозы, соединенных β-1,4-гликозидными связями, образующих длинноцепочечную структуру. Эта линейная структура придает целлюлозе высокую прочность и высокую молекулярную массу, но ее растворимость в воде плохая. Чтобы улучшить водорастворимость целлюлозы и адаптировать ее к потребностям строительных материалов, целлюлозу необходимо химически модифицировать.
2. Заместители – ключевые компоненты реакции этерификации.
Уникальные свойства эфира целлюлозы достигаются главным образом за счет заместителей, введенных в результате реакции этерификации между гидроксильной группой (-ОН) целлюлозы и эфирными соединениями. Общие заместители включают метокси (-OCH₃), этокси (-OC2H5) и гидроксипропил (-CH2CHOHCH₃). Введение этих заместителей изменяет растворимость, загущение и водоудержание целлюлозы. По различным введенным заместителям эфиры целлюлозы можно разделить на метилцеллюлозу (МЦ), гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ), гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) и другие типы.
Метилцеллюлоза (MC): Метилцеллюлоза образуется путем введения метильных заместителей (-OCH₃) в гидроксильные группы молекулы целлюлозы. Этот эфир целлюлозы обладает хорошей растворимостью в воде и загущающими свойствами и широко используется в сухих строительных растворах, клеях и покрытиях. MC отлично удерживает воду и помогает снизить потери воды в строительных материалах, обеспечивая адгезию и прочность раствора и шпатлевки.
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ): Гидроксиэтилцеллюлоза образуется путем введения гидроксиэтильных заместителей (-OC₂H₅), что делает ее более водорастворимой и солеустойчивой. ГЭЦ обычно используется в покрытиях на водной основе, латексных красках и строительных добавках. Он обладает отличными загущающими и пленкообразующими свойствами и может значительно улучшить строительные характеристики материалов.
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ): Гидроксипропилметилцеллюлоза образуется путем одновременного введения гидроксипропильных (-CH2CHOHCH3) и метильных заместителей. Этот тип эфира целлюлозы демонстрирует превосходное удержание воды, смазывающую способность и удобство использования в строительных материалах, таких как сухой раствор, клей для плитки и системы изоляции наружных стен. HPMC также обладает хорошей термостойкостью и морозостойкостью, поэтому может эффективно улучшить характеристики строительных материалов в экстремальных климатических условиях.
3. Растворимость в воде и загущение.
Водорастворимость эфира целлюлозы зависит от типа и степени замещения заместителя (т.е. количества гидроксильных групп, замещенных на каждом звене глюкозы). Соответствующая степень замещения позволяет молекулам целлюлозы образовывать однородный раствор в воде, придавая материалу хорошие свойства загущения. В строительных материалах эфиры целлюлозы в качестве загустителей могут увеличивать вязкость раствора, предотвращать расслоение и сегрегацию материалов и, таким образом, улучшать строительные характеристики.
4. Задержка воды
Удержание воды в эфире целлюлозы имеет решающее значение для качества строительных материалов. В таких продуктах, как раствор и шпаклевочный порошок, эфир целлюлозы может образовывать плотную водную пленку на поверхности материала, предотвращая слишком быстрое испарение воды, тем самым продлевая открытое время и работоспособность материала. Это играет важную роль в улучшении прочности соединения и предотвращении растрескивания.
5. Реология и строительные характеристики.
Добавление эфира целлюлозы существенно улучшает реологические свойства строительных материалов, то есть текучесть и деформационное поведение материалов под действием внешних сил. Он может улучшить удержание воды и смазывающую способность раствора, повысить прокачиваемость и простоту изготовления материалов. В строительных процессах, таких как напыление, очистка и кладка, эфир целлюлозы помогает снизить сопротивление и повысить эффективность работы, обеспечивая при этом равномерное покрытие без провисания.
6. Совместимость и защита окружающей среды
Эфир целлюлозы имеет хорошую совместимость с различными строительными материалами, включая цемент, гипс, известь и т. д. В процессе строительства он не вступает в негативную реакцию с другими химическими компонентами, чтобы обеспечить стабильность материала. Кроме того, эфир целлюлозы является экологически чистой и экологически чистой добавкой, которая в основном получена из натуральных растительных волокон, безвредна для окружающей среды и отвечает экологическим требованиям современных строительных материалов.
7. Другие модифицированные ингредиенты
Для дальнейшего улучшения характеристик эфира целлюлозы в реальное производство могут быть введены другие модифицированные ингредиенты. Например, некоторые производители повышают водостойкость и стойкость к атмосферным воздействиям эфира целлюлозы, добавляя в него силикон, парафин и другие вещества. Добавление этих модифицированных ингредиентов обычно необходимо для удовлетворения конкретных требований применения, таких как повышение непроницаемости и долговечности материала в покрытиях наружных стен или водонепроницаемых растворах.
Являясь важным компонентом строительных материалов, эфир целлюлозы обладает многофункциональными свойствами, включая загущение, удержание воды и улучшенные реологические свойства. Его основными компонентами являются основная структура целлюлозы и заместители, введенные в результате реакции этерификации. Различные типы эфиров целлюлозы имеют разное применение и характеристики в строительных материалах из-за различий в их заместителях. Эфиры целлюлозы позволяют не только улучшить строительные характеристики материалов, но и улучшить общее качество и срок службы зданий. Поэтому эфиры целлюлозы имеют широкие перспективы применения в современных строительных материалах.
Время публикации: 18 сентября 2024 г.