Wat is cellulose ether?

Cellulose -ether is een polymeerverbinding met een etherstructuur gemaakt van cellulose. Elke glucosylring in het cellulose -macromolecuul bevat drie hydroxylgroepen, de primaire hydroxylgroep op het zesde koolstofatoom, de secundaire hydroxylgroep op de tweede en derde koolstofatomen, en de waterstof in de hydroxylgroep wordt vervangen door een koolwaterstofgroep om cellulose -derivaten te genereren. Het is een product waarin de waterstof van de hydroxylgroep in het cellulosepolymeer wordt vervangen door een koolwaterstofgroep. Cellulose is een polyhydroxy -polymeerverbinding die noch oplost of smelt. Na etherificatie is cellulose oplosbaar in water, verdunde alkali -oplossing en organisch oplosmiddel en heeft thermoplasticiteit.

Cellulose is een polyhydroxy -polymeerverbinding die noch oplost of smelt. Na etherificatie is cellulose oplosbaar in water, verdunde alkali -oplossing en organisch oplosmiddel en heeft thermoplasticiteit.

1. Nature ：

De oplosbaarheid van cellulose na ethergerificatie verandert aanzienlijk. Het kan worden opgelost in water, verdunnen zuur, verdunde alkali of organisch oplosmiddel. De oplosbaarheid hangt voornamelijk af van drie factoren: (1) de kenmerken van de in het e -etherificatieproces geïntroduceerde groepen, hoe groter de groep, hoe lager de oplosbaarheid en hoe sterker de polariteit van de geïntroduceerde groep, hoe gemakkelijker de cellulose -ether is om op te lossen in water; (2) De mate van substituties en de verdeling van geïmherifieerde groepen in het macromolecuul. De meeste cellulose -ethers kunnen alleen worden opgelost in water onder een bepaalde mate van substitutie, en de mate van substitutie ligt tussen 0 en 3; (3) de mate van polymerisatie van celluloseether, hoe hoger de mate van polymerisatie, hoe minder oplosbaar; Hoe lager de mate van substitutie die kan worden opgelost in water, hoe breder het bereik. Er zijn veel soorten cellulose -ethers met uitstekende prestaties, en ze worden veel gebruikt in constructie, cement, petroleum, voedsel, voedsel, textiel, wasmiddel, verf, geneeskunde, papierproductie en elektronische componenten en andere industrieën.

2. Ontwikkel ：

China is 's werelds grootste producent en consument van cellulose -ether, met een gemiddeld jaarlijks groeipercentage van meer dan 20%. Volgens voorlopige statistieken zijn er ongeveer 50 cellulose -etherproductie -ondernemingen in China, de ontworpen productiecapaciteit van de cellulose -ether -industrie heeft 400.000 ton overschreden, en er zijn ongeveer 20 ondernemingen met meer dan 10.000 ton, voornamelijk verspreid in Shandong, Hebei, Chongqing en Jiangsu. , Zhejiang, Shanghai en andere plaatsen.

3. Need ：

In 2011 was de CMC -productiecapaciteit van China ongeveer 300.000 ton. Met de groeiende vraag naar hoogwaardige cellulose-ethers in industrieën zoals geneeskunde, voedsel en dagelijkse chemicaliën, neemt de binnenlandse vraag naar andere cellulose-etherproducten dan CMC toe. , De productiecapaciteit van MC/HPMC is ongeveer 120.000 ton, en die van HEC is ongeveer 20.000 ton. PAC bevindt zich nog steeds in de promotie- en applicatiefase in China. Met de ontwikkeling van grote offshore olievelden en de ontwikkeling van bouwmaterialen, voedsel, chemische en andere industrieën, nemen de hoeveelheid en het veld van PAC jaar na jaar toe en breiden ze uit, met een productiecapaciteit van meer dan 10.000 ton.

4. Classificatie:

Volgens de chemische structuurclassificatie van substituenten kunnen ze worden onderverdeeld in anionische, kationische en niet -ionische ethers. 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 Fenylcellulose, enz. Methylcellulose en ethylcellulose zijn praktischer.

Methylcellulose:

Nadat het verfijnde katoen is behandeld met alkali, wordt cellulose -ether geproduceerd door een reeks reacties met methaanchloride als ethergie -middel. Over het algemeen is de mate van substitutie 1,6 ~ 2,0 en is de oplosbaarheid ook anders met verschillende mate van substitutie. Het behoort tot niet-ionische cellulose-ether.

(1) Methylcellulose is oplosbaar in koud water en het zal moeilijk zijn om op te lossen in heet water. De waterige oplossing is zeer stabiel in het bereik van pH = 3 ~ 12. Het heeft een goede compatibiliteit met zetmeel, guargom, enz. En veel oppervlakteactieve stoffen. Wanneer de temperatuur de gelatietemperatuur bereikt, treedt gelering op.

(2) De waterretentie van methylcellulose hangt af van de toevoegingshoeveelheid, viscositeit, deeltjesgrootte en oplossingssnelheid. Over het algemeen, als de toevoegingshoeveelheid groot is, de fijnheid klein is en de viscositeit groot is, is de waterretentiegraad hoog. Onder hen heeft de hoeveelheid toevoeging de grootste impact op de waterretentiepercentage en het niveau van viscositeit is niet recht evenredig met het niveau van waterretentie. De oplossnelheid hangt voornamelijk af van de mate van oppervlaktemodificatie van cellulosedeeltjes en deeltjes fijnheid. Een van de bovengenoemde cellulose -ethers hebben methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose hogere waterretentiepercentages.

(3) Veranderingen in temperatuur kunnen de waterbehoud van methylcellulose ernstig beïnvloeden. Over het algemeen, hoe hoger de temperatuur, hoe slechter het waterbehoud. Als de mortiertemperatuur 40 ° C overschrijdt, zal de waterretentie van methylcellulose aanzienlijk worden verminderd, waardoor de constructie van de mortel ernstig wordt beïnvloed.

(4) Methylcellulose heeft een significant effect op de werkbaarheid en cohesie van mortel. De "hechtelijkheid" verwijst hier naar de bindingsmacht die wordt gevoeld tussen het applicatorgereedschap van de werknemer en het wandsubstraat, dat wil zeggen de afschuifweerstand van de mortel. De hechtelijkheid is hoog, de afschuifweerstand van de mortel is groot en de sterkte die de werknemers nodig hebben tijdens het gebruiksproces is ook groot en de constructieprestaties van de mortel zijn slecht. De cohesie van methylcellulose bevindt zich op een gemiddeld niveau in cellulose -etherproducten.

Hydroxypropylmethylcellulose ：

Hydroxypropylmethylcellulose is een cellulosevariëteit waarvan de output en het verbruik snel toenemen. Het is een niet-ionische cellulose gemengde ether gemaakt van geraffineerd katoen na alkalisatie, met behulp van propyleenoxide en methylchloride als ethateriveringsmiddel, door een reeks reacties. De mate van substitutie is in het algemeen 1,2 ~ 2.0. De eigenschappen variëren afhankelijk van de verhouding van het methoxylgehalte tot het hydroxypropylgehalte.

(1) Hydroxypropylmethylcellulose is gemakkelijk oplosbaar in koud water en zal problemen ondervinden bij het oplossen in heet water. Maar de gelatietemperatuur in heet water is aanzienlijk hoger dan die van methylcellulose. De oplosbaarheid in koud water is ook sterk verbeterd in vergelijking met methylcellulose.

(2) De viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose is gerelateerd aan het molecuulgewicht en hoe groter het molecuulgewicht, hoe hoger de viscositeit. Temperatuur beïnvloedt ook de viscositeit, naarmate de temperatuur toeneemt, de viscositeit afneemt. De invloed van zijn hoge viscositeit en temperatuur is echter lager dan die van methylcellulose. De oplossing is stabiel wanneer deze op kamertemperatuur wordt bewaard.

(3) De waterretentie van hydroxypropylmethylcellulose hangt af van de toevoegingshoeveelheid, viscositeit, enz., En de waterretentiegraad onder dezelfde toevoegingshoeveelheid is hoger dan die van methylcellulose.

(4) Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel voor zuur en alkali, en de waterige oplossing is zeer stabiel in het bereik van pH = 2 ~ 12. Caustic frisdrank en limoenwater hebben weinig effect op zijn prestaties, maar alkali kan zijn oplossing versnellen en zijn viscositeit enigszins vergroten. Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel voor gemeenschappelijke zouten, maar wanneer de concentratie van zoutoplossing hoog is, neemt de viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose -oplossing de neiging toe.

(5) Hydroxypropylmethylcellulose kan worden gemengd met in water oplosbare polymeerverbindingen om een ​​uniforme en hogere viscositeitsoplossing te vormen. Zoals polyvinylalcohol, zetmeel ether, groentekom, etc.

(6) Hydroxypropylmethylcellulose heeft een betere enzymresistentie dan methylcellulose, en de oplossing ervan is minder snel afgebroken door enzymen dan methylcellulose.

(7) De hechting van hydroxypropylmethylcellulose aan mortelconstructie is hoger dan die van methylcellulose.

Hydroxyethylcellulose ：

Het is gemaakt van geraffineerd katoen behandeld met alkali en reageerde met ethyleenoxide als ethergie -middel in aanwezigheid van isopropanol. De mate van substitutie is in het algemeen 1,5 ~ 2.0. Het heeft een sterke hydrofiliciteit en is gemakkelijk te absorberen vocht.

(1) Hydroxyethylcellulose is oplosbaar in koud water, maar het is moeilijk om op te lossen in heet water. De oplossing is stabiel bij hoge temperatuur zonder te geleren. Het kan lange tijd worden gebruikt onder hoge temperatuur in mortel, maar het waterretentie is lager dan die van methylcellulose.

(2) Hydroxyethylcellulose is stabiel voor algemene zuur en alkali, en alkali kan zijn oplossing versnellen en zijn viscositeit enigszins vergroten. De dispergeerbaarheid in water is iets slechter dan die van methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose.

(3) Hydroxyethylcellulose heeft goede antisagprestaties voor mortel, maar het heeft een langere vertragingstijd voor cement.

(4) De uitvoering vanhydroxyethylcelluloseGeproduceerd door sommige binnenlandse ondernemingen is duidelijk lager dan die van methylcellulose vanwege het hoge watergehalte en het hoge asgehalte.

(5) De meeldauw van de waterige oplossing van hydroxyethylcellulose is relatief ernstig. Bij een temperatuur van ongeveer 40 ° C kan meeldauw binnen 3 tot 5 dagen optreden, wat de prestaties zal beïnvloeden.

Carboxymethylcellulose ：

Lonische cellulose -ether is gemaakt van natuurlijke vezels (katoen, enz.) Na alkali -behandeling, met behulp van natriummonochlooracetaat als ethertherificatiemiddel en een reeks reactiebehandelingen ondergaan. De mate van substitutie is in het algemeen 0,4 ~ 1,4 en de prestaties ervan worden sterk beïnvloed door de mate van substitutie.

(1) Carboxymethylcellulose is hygroscopischer en zal meer water bevatten wanneer het onder algemene omstandigheden wordt opgeslagen.

(2) Carboxymethylcellulose waterige oplossing produceert geen gel en de viscositeit neemt af met de toename van de temperatuur. Wanneer de temperatuur groter is dan 50 ° C, is de viscositeit onomkeerbaar.

(3) De stabiliteit ervan wordt sterk beïnvloed door pH. Over het algemeen kan het worden gebruikt in op gips gebaseerde mortel, maar niet in op cement gebaseerde mortel. Wanneer het zeer alkalisch is, verliest het viscositeit.

(4) Het waterretentie is veel lager dan methylcellulose. Het heeft een vertragend effect op de op gips gebaseerde mortel en vermindert de sterkte. De prijs van carboxymethylcellulose is echter aanzienlijk lager dan die van methylcellulose.

Cellulose alkylether ：

Representatieve zijn methylcellulose en ethylcellulose. Bij de industriële productie wordt methylchloride of ethylchloride in het algemeen gebruikt als ethperificatiemiddel, en de reactie is als volgt:

In de formule vertegenwoordigt r CH3 of C2H5. Alkali -concentratie beïnvloedt niet alleen de mate van etherificatie, maar beïnvloedt ook de consumptie van alkylhalogeniden. Hoe lager de alkali -concentratie, hoe sterker de hydrolyse van het alkylhalide. Om het consumptie van het ethervertiemiddel te verminderen, moet de alkali -concentratie worden verhoogd. Wanneer echter de alkalimones te hoog is, wordt het zwellende effect van cellulose verminderd, wat niet bevorderlijk is voor de ethateriveringsreactie, en de mate van etherificatie wordt daarom verminderd. Voor dit doel kan geconcentreerde loog of vaste loog worden toegevoegd tijdens de reactie. De reactor moet een goed roerende en scheurapparaat hebben zodat de alkali gelijkmatig kan worden verdeeld. Methylcellulose wordt op grote schaal gebruikt als verdikkingsmiddel, lijm en beschermende colloïde enz. Het kan ook worden gebruikt als dispergeermiddel voor emulsiepolymerisatie, een bindingsdispersant voor zaden, een textiel slurry, een additief voor voedsel en cosmetica, een medische lijm, een medicijncoatingmateriaal, enz. Ethyl. Celluloseproducten hebben een hoge mechanische sterkte, flexibiliteit, hittebestendigheid en koude weerstand. Lage gesubstitueerde ethylcellulose is oplosbaar in water- en verdunde alkalische oplossingen, en hooggesomde producten zijn oplosbaar in de meeste organische oplosmiddelen. Het heeft een goede compatibiliteit met verschillende harsen en weekmakers. Het kan worden gebruikt om kunststoffen, films, vernissen, lijmen, latex- en coatingmaterialen voor medicijnen te maken, enz. Hydroxyalkylgroepen.

Cellulose Hydroxyalkyl Ether:

Representatieve zijn hydroxyethylcellulose en hydroxypropylcellulose. Etherify -middelen zijn epoxiden zoals ethyleenoxide en propyleenoxide. Gebruik zuur of base als katalysator. De industriële productie is om alkali -cellulose te reageren met ethperificatiemiddel: hydroxyethylcellulose met hoge substitutiewaarde is oplosbaar in zowel koud water als warm water. Hydroxypropylcellulose met hoge substitutiewaarde is alleen oplosbaar in koud water maar niet in heet water. Hydroxyethylcellulose kan worden gebruikt als verdikkingsmiddel voor latexcoatings, textielprinting en verven pasta's, materialen met papierafmetingen, lijmen en beschermende colloïden. Het gebruik van hydroxypropylcellulose is vergelijkbaar met dat van hydroxyethylcellulose. Hydroxypropylcellulose met een lage substitutiewaarde kan worden gebruikt als een farmaceutische excipiënt, die zowel bindende als desintegrerende eigenschappen kan hebben.

Carboxymethylcellulose, de Engelse afkorting CMC, bestaat over het algemeen in de vorm van natriumzout. Het etheriformering is monochloorazijnzuur en de reactie is als volgt:

Carboxymethylcellulose is de meest gebruikte in water oplosbare cellulose-ether. In het verleden werd het voornamelijk gebruikt als boormodder, maar nu is het uitgebreid om te worden gebruikt als een additief van wasmiddel, kledingslurry, latexverf, coating van karton en papier, enz. Pure carboxymethylcellulose kan worden gebruikt in voedsel, geneeskunde, cosmetica, en ook als een hechtende voor keramiek en schimmels.

Polyanionische cellulose (PAC) is een ionische cellulose-ether en is een high-end vervangend product voor carboxymethylcellulose (CMC). Het is een wit, gebroken wit of enigszins geel poeder of korrel, niet-toxisch, smakeloos, gemakkelijk op te lossen in water om een ​​transparante oplossing te vormen met een bepaalde viscositeit, heeft een betere stabiliteit van de warmtebestendigheid en zoutweerstand en sterke antibacteriële eigenschappen. Geen meeldauw en achteruitgang. Het heeft de kenmerken van hoge zuiverheid, hoge mate van substitutie en uniforme verdeling van substituenten. Het kan worden gebruikt als bindmiddel, verdikkingsmiddel, reologiemodificator, vloeistofverliesreducer, suspensiestabilisator, enz. Polyanionische cellulose (PAC) wordt veel gebruikt in alle industrieën waar CMC kan worden toegepast, wat de dosering aanzienlijk kan verminderen, gebruik kan verminderen, het gebruik kan vergemakkelijken, een betere stabiliteit bieden en hogere stabiliteit bieden en hogere procesvereisten kunnen voldoen.

Cyanoethylcellulose is het reactieproduct van cellulose en acrylonitril onder de katalyse van alkali.

Cyanoethylcellulose heeft een hoge diëlektrische constante en lage verliescoëfficiënt en kan worden gebruikt als een harsmatrix voor fosfor- en elektroluminescentielampen. Lage gesubstitueerde cyanoethylcellulose kan worden gebruikt als isolerend papier voor transformatoren.

Hogere vetalcoholethers, alkenylethers en aromatische alcoholethers van cellulose zijn bereid, maar zijn in de praktijk niet gebruikt.

De bereidingsmethoden van cellulose-ether kunnen worden onderverdeeld in watermedische methode, oplosmiddelmethode, kneedmethode, slurry-methode, gas-vaste methode, vloeibare fasemethode en de combinatie van de bovenstaande methoden.

5.Preparatieprincipe:

De hoge a-cellulosepulp wordt gedrenkt met alkalische oplossing om het op te zwellen om meer waterstofbruggen te vernietigen, de diffusie van reagentia te vergemakkelijken en alkali-cellulose te genereren en vervolgens te reageren met ethperificatie-middel om cellulose-ether te verkrijgen. Etherify -middelen omvatten koolwaterstofhalogeniden (of sulfaten), epoxiden en α en β onverzadigde verbindingen met elektronenacceptoren.

6.Basische prestaties:

Administraties spelen een sleutelrol bij het verbeteren van de prestaties van het bouwen van droge gemengde mortel en goed voor meer dan 40% van de materiaalkosten in dry-gemengde mortel. Een aanzienlijk deel van het mengsel op de binnenlandse markt wordt geleverd door buitenlandse fabrikanten en de referentiedosering van het product wordt ook verstrekt door de leverancier. Als gevolg hiervan blijven de kosten van droge mixed mortelproducten hoog en het is moeilijk om het gewone metselwerk en het pleisterwerkmortieren met een grote hoeveelheid en een breed bereik te populair maken. High-end marktproducten worden gecontroleerd door buitenlandse bedrijven, en droge gemengde mortelfabrikanten hebben een lage winst en een slechte prijsbetaalbaarheid; De toepassing van bijmengsels mist systematisch en gericht onderzoek en volgt blindelings buitenlandse formules.

Water voor het behouden van water is een belangrijk mengsel om de waterretentieprestaties van droge mixte mortel te verbeteren, en het is ook een van de belangrijkste mengsels om de kosten van droge mixte mortelmaterialen te bepalen. De belangrijkste functie vancellulose etheris waterbehoud.

Cellulose -ether is een algemene term voor een reeks producten die worden geproduceerd door de reactie van alkali -cellulose en etherifying onder bepaalde omstandigheden. Alkali -cellulose wordt vervangen door verschillende ethperify -middelen om verschillende cellulose -ethers te verkrijgen. Volgens de ionisatie -eigenschappen van substituenten kunnen cellulose -ethers worden onderverdeeld in twee categorieën: ionische (zoals carboxymethylcellulose) en niet -ionische (zoals methylcellulose). Volgens het type substituent kan cellulose -ether worden onderverdeeld in monoether (zoals methylcellulose) en gemengde ether (zoals hydroxypropylmethylcellulose). Volgens verschillende oplosbaarheid kan het worden onderverdeeld in oplosbaarheid in water (zoals hydroxyethylcellulose) en oplosbaarheid van organische oplosmiddelen (zoals ethylcellulose). Droge gemengde mortel is voornamelijk in water oplosbare cellulose en in water oplosbare cellulose wordt verdeeld in onmiddellijk type en oppervlak behandeld type vertraagde afstand.

Het werkingsmechanisme van cellulose -ether in mortel is als volgt:

(1) Nadat de cellulose -ether in de mortel in water is opgelost, wordt de effectieve en uniforme verdeling van het cementachtige materiaal in het systeem gewaarborgd vanwege de oppervlakteactiviteit, en de cellulose -ether, als een beschermende colloïde, "wikkelt" de vaste deeltjes en een laagje smeerfilm wordt gevormd, die de mortar -systeem meer stabiel is en de gladheid van de mortar van de mortar van de mortar van de mortar van het mengsel van de mortar van de mortar. constructie.

(2) Vanwege zijn eigen moleculaire structuur maakt de oplossing van de cellulose -ether het vocht in de mortel niet gemakkelijk te verliezen en laat het geleidelijk af gedurende een lange periode vrij, waardoor de mortel een goede waterbehoud en werkbaarheid begiftigt.