Eterul de celuloză este un aditiv important pentru materiale de construcție, utilizat pe scară largă în mortar de construcții, chit praf, acoperire și alte produse pentru a îmbunătăți proprietățile fizice și performanța de construcție a materialului. Principalele componente ale eterului de celuloză includ structura de bază a celulozei și substituenții introduși prin modificarea chimică, care îi conferă solubilitate, îngroșare, reținere de apă și proprietăți reologice unice.
1. Structura de bază a celulozei
Celuloza este una dintre cele mai comune polizaharide din natură, derivată în principal din fibre vegetale. Este componenta de bază a eterului de celuloză și determină structura și proprietățile sale de bază. Moleculele de celuloză sunt compuse din unități de glucoză legate prin legături β-1,4-glicozidice pentru a forma o structură cu lanț lung. Această structură liniară conferă celulozei rezistență ridicată și greutate moleculară mare, dar solubilitatea sa în apă este slabă. Pentru a îmbunătăți solubilitatea în apă a celulozei și pentru a se adapta la nevoile materialelor de construcție, celuloza trebuie modificată chimic.
2. Substituenți - componente cheie ale reacției de eterificare
Proprietățile unice ale eterului de celuloză sunt obținute în principal prin substituenții introduși prin reacția de eterificare între gruparea hidroxil (-OH) a celulozei și compușii eterici. Substituenţii comuni includ metoxi (-OCH3), etoxi (-OC2H₅) şi hidroxipropil (-CH2CHOHCH3). Introducerea acestor substituenți modifică solubilitatea, îngroșarea și retenția de apă a celulozei. Conform diferiților substituenți introduși, eterii de celuloză pot fi împărțiți în metil celuloză (MC), hidroxietil celuloză (HEC), hidroxipropil metil celuloză (HPMC) și alte tipuri.
Metil celuloză (MC): metil celuloza se formează prin introducerea substituenților metil (-OCH₃) în grupările hidroxil din molecula de celuloză. Acest eter de celuloză are proprietăți bune de solubilitate în apă și de îngroșare și este utilizat pe scară largă în mortar uscat, adezivi și acoperiri. MC are o retenție excelentă a apei și ajută la reducerea pierderilor de apă din materialele de construcție, asigurând aderența și rezistența mortarului și a chitului praf.
Hidroxietil celuloza (HEC): Hidroxietil celuloza se formează prin introducerea de substituenți hidroxietil (-OC₂H₅), ceea ce o face mai solubilă în apă și mai rezistentă la sare. HEC este utilizat în mod obișnuit în acoperiri pe bază de apă, vopsele latex și aditivi de construcție. Are proprietăți excelente de îngroșare și de formare a peliculei și poate îmbunătăți semnificativ performanța de construcție a materialelor.
Hidroxipropilmetilceluloza (HPMC): Hidroxipropilmetilceluloza se formează prin introducerea simultană a substituenților hidroxipropil (-CH₂CHOHCH₃) și metil. Acest tip de eter de celuloză prezintă o retenție excelentă a apei, lubrifiere și operabilitate în materiale de construcție, cum ar fi mortar uscat, adezivi pentru plăci și sisteme de izolație a pereților exteriori. HPMC are, de asemenea, rezistență bună la temperatură și rezistență la îngheț, astfel încât poate îmbunătăți eficient performanța materialelor de construcție în condiții climatice extreme.
3. Solubilitate în apă și îngroșare
Solubilitatea în apă a eterului de celuloză depinde de tipul și gradul de substituție al substituentului (adică, numărul de grupări hidroxil substituite pe fiecare unitate de glucoză). Gradul adecvat de substituție permite moleculelor de celuloză să formeze o soluție uniformă în apă, dând materialului proprietăți bune de îngroșare. În materialele de construcție, eterii de celuloză ca agenți de îngroșare pot crește vâscozitatea mortarului, pot preveni stratificarea și segregarea materialelor și, astfel, pot îmbunătăți performanța construcției.
4. Retentie de apa
Retenția de apă a eterului de celuloză este crucială pentru calitatea materialelor de construcție. În produse precum mortarul și praful de chit, eterul de celuloză poate forma o peliculă densă de apă pe suprafața materialului pentru a preveni evaporarea prea rapidă a apei, prelungind astfel timpul deschis și operabilitatea materialului. Acest lucru joacă un rol important în îmbunătățirea rezistenței de lipire și prevenirea fisurilor.
5. Reologie și performanță în construcție
Adăugarea de eter de celuloză îmbunătățește semnificativ proprietățile reologice ale materialelor de construcție, adică comportamentul de curgere și deformare a materialelor sub forțele externe. Poate îmbunătăți retenția de apă și lubrifierea mortarului, poate crește pompabilitatea și ușurința de construcție a materialelor. În procesul de construcție, cum ar fi pulverizarea, răzuirea și zidăria, eterul de celuloză ajută la reducerea rezistenței și la îmbunătățirea eficienței muncii, asigurând în același timp o acoperire uniformă, fără căderi.
6. Compatibilitate și protecția mediului
Eterul de celuloză are o compatibilitate bună cu o varietate de materiale de construcție, inclusiv ciment, gips, var etc. În timpul procesului de construcție, nu va reacționa negativ cu alte componente chimice pentru a asigura stabilitatea materialului. În plus, eterul de celuloză este un aditiv verde și prietenos cu mediul, care este derivat în principal din fibre naturale din plante, este inofensiv pentru mediu și îndeplinește cerințele de protecție a mediului ale materialelor moderne de construcție.
7. Alte ingrediente modificate
Pentru a îmbunătăți și mai mult performanța eterului de celuloză, în producția reală pot fi introduse și alte ingrediente modificate. De exemplu, unii producători vor spori rezistența la apă și rezistența la intemperii a eterului de celuloză prin amestecarea cu silicon, parafină și alte substanțe. Adăugarea acestor ingrediente modificate este de obicei pentru a îndeplini cerințele specifice de aplicare, cum ar fi creșterea anti-permeabilității și durabilității materialului în acoperirile pereților exteriori sau mortarele impermeabile.
Ca o componentă importantă a materialelor de construcție, eterul de celuloză are proprietăți multifuncționale, inclusiv îngroșare, reținere a apei și proprietăți reologice îmbunătățite. Componentele sale principale sunt structura de bază a celulozei și substituenții introduși prin reacția de eterificare. Diferite tipuri de eteri de celuloză au aplicații și performanțe diferite în materialele de construcție, datorită diferenței dintre substituenții lor. Eteri de celuloză nu numai că pot îmbunătăți performanța de construcție a materialelor, ci și calitatea generală și durata de viață a clădirilor. Prin urmare, eterii de celuloză au perspective largi de aplicare în materialele de construcție moderne.
Ora postării: 18-sept-2024