Tsellulooseeter on sünteetiline polümeer, mis on valmistatud looduslikust tselluloosist toorainena keemilise modifitseerimise teel. Tsellulooseeter on loodusliku tselluloosi derivaat, tsellulooseetri tootmine ja sünteetiline polümeer on erinev, selle põhimaterjaliks on tselluloos, looduslikud polümeeriühendid. Tselluloosi loodusliku struktuuri eripära tõttu ei suuda tselluloos ise eeterdava ainega reageerida. Kuid pärast punduva aine töötlemist hävisid tugevad vesiniksidemed molekulaarsete ahelate ja ahelate vahel ning hüdroksüülrühma aktiivsus vabanes reaktsioonivõimega leelistselluloosiks ning eeterdava aine — OH rühma reaktsioonil saadi tsellulooseeter. — VÕI rühm.
Tsellulooseetrite omadused sõltuvad asendajate tüübist, arvust ja jaotumisest. Tsellulooseetri klassifikatsioon põhineb ka asendajate tüübil, klassifitseerida saab eeterdamise astme, lahustuvuse ja sellega seotud kasutusala. Vastavalt molekulaarahela asendajate tüübile võib selle jagada üksikuks eetriks ja segaeetriks. MC-d kasutatakse tavaliselt ühe eetrina, HPmc aga segaeetrina. Metüültsellulooseeter MC on looduslik tselluloosi glükoosiühik hüdroksüül-metoksiidil, mis on asendatud toote struktuurivalemiga [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hüdroksüpropüülmetüültsellulooseeter HPmc on ühik hüdroksüülrühmal asendatud metoksiidist, asendatud teine osa hüdroksüpropüülist, Struktuurivalem on [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X ja hüdroksüetüülmetüültsellulooseeter HEmc, mida kasutatakse laialdaselt ja müüakse turul.
Lahustuvuse järgi saab jagada ioonseks ja mitteioonseks. Vees lahustuv mitteioonne tsellulooseeter koosneb peamiselt kahest sordist alküüleetrist ja hüdroksüülalküüleetrist. Ionic Cmc kasutatakse peamiselt sünteetiliste pesuvahendite, tekstiili, trükkimise, toiduainete ja nafta tootmisel. Mitteioonsed MC, HPmc, HEmc ja muud, mida kasutatakse peamiselt ehitusmaterjalides, latekskatetes, meditsiinis, igapäevases keemias ja muudes aspektides. Paksendava ainena, vett kinnihoidva ainena, stabilisaatorina, dispergeeriva ainena, kilet moodustava ainena.
Tsellulooseetri veepeetus
Ehitusmaterjalide, eriti kuivsegumördi valmistamisel on tsellulooseeter asendamatu osa, eriti spetsiaalmördi (modifitseeritud mördi) valmistamisel on asendamatu osa.
Vees lahustuva tsellulooseetri olulisel rollil mördis on peamiselt kolm aspekti, millest üks on suurepärane veepidavus, teine on mördi konsistentsi ja tiksotroopsuse mõju ning kolmas on koostoime tsemendiga.
Tsellulooseetri veepidavus, oleneb hüdroskoopsuse alusest, mördi koostisest, mördikihi paksusest, mördi veevajadusest, kondensatsioonimaterjali kondenseerumisajast. Tsellulooseetri veepeetus tuleneb tsellulooseetri enda lahustuvusest ja dehüdratsioonist. On hästi teada, et tselluloosi molekulaarsed ahelad, kuigi need sisaldavad suurel hulgal kõrgelt hüdreeritud OH-rühmi, on nende väga kristalse struktuuri tõttu vees lahustumatud. Ainuüksi hüdroksüülrühmade hüdratatsioonivõimest ei piisa tugevate molekulidevaheliste vesiniksidemete ja van der Waalsi jõudude eest tasumiseks. Asendajate sisestamisel molekulaarsesse ahelasse ei hävita mitte ainult asendajad vesinikahelat, vaid katkevad ka ahelatevahelised vesiniksidemed, kuna asendajad kiiluvad külgnevate ahelate vahele. Mida suuremad on asendajad, seda suurem on molekulide vaheline kaugus. Mida suurem on vesiniksideme efekti hävimine, tselluloosi võre laienemine, tsellulooseetri lahus muutub vees lahustuvaks, moodustub kõrge viskoossusega lahus. Temperatuuri tõustes polümeeri hüdratatsioon väheneb ja vesi ahelate vahel tõrjutakse välja. Kui veetustav toime on piisav, hakkavad molekulid agregeeruma ja geel voldib välja kolmemõõtmeliseks võrgustikuks. Mördi veepidavust mõjutavad tegurid on tsellulooseetri viskoossus, annus, osakeste peenus ja kasutustemperatuur.
Mida suurem on tsellulooseetri viskoossus, seda parem on veepidavus, polümeerilahuse viskoossus. Polümeeri molekulmassi (polümerisatsiooniastme) määrab ka ahela pikkus ja molekulaarstruktuuri morfoloogia ning asendajate arvu jaotus mõjutab otseselt viskoossuse vahemikku. [eta] = km alfa
Polümeerilahuste siseviskoossus
M polümeeri molekulmass
α polümeeri iseloomulik konstant
K viskoossuse lahuse koefitsient
Polümeerilahuse viskoossus sõltub polümeeri molekulmassist. Tsellulooseetri lahuste viskoossus ja kontsentratsioon on seotud erinevate rakendustega. Seetõttu on igal tsellulooseetril palju erinevaid viskoossuse spetsifikatsioone, viskoossuse reguleerimine toimub ka peamiselt leeliselise tselluloosi lagunemise, nimelt tselluloosi molekulaarse ahela purunemise kaudu.
Osakeste suuruse puhul, mida peenem on osake, seda parem on veepeetus. Suured tsellulooseetri osakesed kokkupuutel veega, pind lahustub koheselt ja moodustab geeli, mis mähib materjali kokku, et vältida veemolekulide edasist tungimist, mõnikord ei saa pikka aega segades ühtlaselt hajutada lahustunud, mudase helbelise lahuse teke või aglomeraat. Tsellulooseetri lahustuvus on tsellulooseetri valimisel üks tegureid.
Tsellulooseetri paksenemine ja tiksotroopsus
Tsellulooseetri teine toime – paksenemine sõltub: tsellulooseetri polümerisatsiooniastmest, lahuse kontsentratsioonist, nihkekiirusest, temperatuurist ja muudest tingimustest. Lahuse geelistumisomadus on ainulaadne alküültselluloosile ja selle modifitseeritud derivaatidele. Geelitumisomadused on seotud asendusastme, lahuse kontsentratsiooni ja lisanditega. Hüdroksüülalküüliga modifitseeritud derivaatide puhul on geeli omadused seotud ka hüdroksüülalküülmodifikatsiooni astmega. Madala viskoossusega MC ja HPmc lahuse kontsentratsiooniks saab valmistada 10–15% kontsentratsiooniga lahust, keskmise viskoossusega MC ja HPmc saab valmistada 5–10% lahuse ning kõrge viskoossusega MC ja HPmc saab valmistada ainult 2–3%. lahus ja tavaliselt hinnatakse ka tsellulooseetri viskoossust 1%-2% lahusega. Kõrge molekulmassiga tsellulooseetri paksendaja efektiivsus, sama lahuse kontsentratsioon, erineva molekulmassiga polümeeridel on erinev viskoossus, viskoossust ja molekulmassi saab väljendada järgmiselt, [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn on keskmine kõrge polümerisatsiooniaste. Madala molekulmassiga tsellulooseeter, et lisada soovitud viskoossuse saavutamiseks rohkem. Selle viskoossus sõltub vähem nihkekiirusest, kõrge viskoossus sihtviskoossuse saavutamiseks, vähema lisamiseks vajalik kogus, viskoossus sõltub paksendamise efektiivsusest. Seetõttu peab teatud konsistentsi saavutamiseks olema tagatud teatud kogus tsellulooseetrit (lahuse kontsentratsioon) ja lahuse viskoossus. Lahuse geelistumise temperatuur langes lineaarselt lahuse kontsentratsiooni tõustes ja geelistumine toimus toatemperatuuril pärast teatud kontsentratsiooni saavutamist. HPmc-l on toatemperatuuril kõrge geelistumise kontsentratsioon.
Konsistentsi saab reguleerida ka osakeste suuruse ja erineva modifikatsiooniastmega tsellulooseetrite valikuga. Niinimetatud modifikatsioon on hüdroksüülalküülrühma sisseviimine teatud asendusastmega MC skeleti struktuuri. Muutes kahe asendaja suhtelisi asendusväärtusi, st metoksü- ja hüdroksüülrühmade suhtelisi asendusväärtusi DS ja MS. Kahte tüüpi asendajate suhteliste asendusväärtuste muutmiseks on vaja tsellulooseetri erinevaid omadusi.
järjepidevuse ja modifikatsiooni suhe. Joonisel 5 mõjutab tsellulooseetri lisamine mördi veekulu ning muudab vee ja tsemendi vee-sideaine suhet, mis on paksendav toime. Mida suurem annus, seda rohkem vett kulub.
Pulbrilistes ehitusmaterjalides kasutatavad tsellulooseetrid peavad külmas vees kiiresti lahustuma ja tagama süsteemile õige konsistentsi. Kui antud nihkekiirus on endiselt flokuleeriv ja kolloidne, on see ebakvaliteetne või halva kvaliteediga toode.
Tsemendipulga konsistentsi ja tsellulooseetri annuse vahel on ka hea lineaarne seos, tsellulooseeter võib oluliselt suurendada mördi viskoossust, mida suurem on annus, seda ilmsem on mõju.
Suure viskoossusega tsellulooseetri vesilahusel on kõrge tiksotroopsus, mis on üks tsellulooseetri omadusi. Mc-tüüpi polümeeride vesilahustel on tavaliselt pseudoplastiline mittetiksotroopne voolavus nende geelitemperatuurist madalamal, kuid madalatel nihkekiirustel on Newtoni voolavusomadused. Pseudoplastilisus suureneb koos tsellulooseetri molekulmassi või kontsentratsiooni suurenemisega ning ei sõltu asendaja tüübist ja astmest. Seetõttu näitavad sama viskoossusastmega tsellulooseetrid, olgu MC, HPmc või HEmc, alati samu reoloogilisi omadusi, kui kontsentratsioon ja temperatuur jäävad konstantseks. Temperatuuri tõustes moodustub struktuurgeel ja tekib suur tiksotroopne vool. Kõrge kontsentratsiooniga ja madala viskoossusega tsellulooseetrid avaldavad tiksotroopsust isegi geeli temperatuurist madalamal. See omadus on väga kasulik ehitusmördi ehitamisel, et reguleerida selle voolavust ja voolavust. Siinkohal tuleb selgitada, et mida kõrgem on tsellulooseetri viskoossus, seda parem on veepeetus, kuid mida kõrgem on viskoossus, seda suurem on tsellulooseetri suhteline molekulmass, selle lahustuvuse vastav vähenemine, millel on negatiivne mõju mördi kontsentratsioon ja ehitusomadused. Mida suurem on viskoossus, seda ilmsem on mördi paksendav toime, kuid see ei ole täielik proportsionaalne suhe. Mõnel madala viskoossusega, kuid modifitseeritud tsellulooseetril märja mördi struktuurse tugevuse parandamisel on suurepärased omadused, viskoossuse suurenemisega paraneb tsellulooseetri veepeetus.
Postitusaeg: 30. märts 2022