Разница физико-химических свойств и применение HPMC и HEMC в строительной отрасли

Целлюлоза - самый старый и распространенный природный полимер на Земле. Это неисчерпаемый и самый ценный природный возобновляемый ресурс для человека. Целлюлоза имеет характеристики низкой цены, большого количества материала, биоразлагаемости, низкого нагрева, нетоксичности и хорошей биосовместимости. Основным кольцом макромолекулы целлюлозы является дегидратированная глюкоза, а ее молекулярная формула (c6h1005) n. Он содержит 44,44% углерода, 6,17% водорода и 49,39% кислорода. Каждое кольцо остатка глюкозы содержит три гидроксильные группы спирта, включая две гидроксильные группы вторичного спирта и одну гидроксильную группу первичного спирта, которые играют решающую роль в свойствах целлюлозы. Ряд производных целлюлозы можно получить путем химической модификации целлюлозы. Эфир целлюлозы может быть получен из натуральной целлюлозы путем подщелачивания, этерификации, нейтрализации, очистки и сушки.


Эфир целлюлозы - одно из важных производных целлюлозы. Его можно широко использовать в пищевой, медицинской, косметической, строительных материалах, производстве бумаги, нанесении покрытий, текстильной печати и крашении, повседневной химической промышленности, нефтедобыче и других отраслях. Он обладает такими характеристиками, как растворимость, вязкость, стабильность, нетоксичность и биосовместимость. По типам заместителей, ионизации и растворимости эфиров целлюлозы существуют разные классификации. Заместители в простых эфирах целлюлозы имеют большое влияние на их свойства. По разным заместителям простые эфиры целлюлозы можно разделить на MC, HEC, CMC, HPMC, HEMC и т. Д., См. Рис. 1. В этой статье в основном обсуждаются физические и химические свойства и применение HPMC и HEMC в строительной промышленности.

cellulose ethers substituents

1. Структура

1.1HPMC

Гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) можно производить из очищенного хлопка, древесной массы, метилового и полигидроксипропилового эфира целлюлозы. Его получают путем этерификации целлюлозы оксидом пропилена и хлороформом. Метоксигруппа на метилхлориде заменяет гидроксильную группу на кольце глюкозы, а гидроксильная группа заменяется гидроксипропокси, и происходит цепная полимеризация. Структура показана на рис. 2. ГПМЦ имеет характеристики термогеля, его раствор не имеет ионного заряда, не взаимодействует с солями металлов или ионными соединениями, обладает высокой устойчивостью к плесени и имеет хорошую дисперсию, эмульгирование, загустение, адгезию, водоудерживающие свойства.

HPMC structure


1.2 HEMC

Производство и получение гидроксиэтилметилцеллюлозы (HEMC) немного отличается от производства HPMC. После подщелачивания целлюлозы оксид пропилена заменяется оксидом этилена, чтобы заменить гидроксильную группу на кольце глюкозы. Структура показана на рис. 3. По сравнению с HPMC, химическая структура HEMC имеет больше гидрофильных групп, поэтому она более стабильна при высокой температуре и имеет хорошую термическую стабильность. По сравнению с обычным эфиром целлюлозы ГПМЦ он имеет относительно более высокую температуру геля и имеет преимущество перед высокой температурой. Как и HPMC, HEMC обладает хорошей устойчивостью к плесени, дисперсией, эмульгированием, загущением, адгезией, удерживанием воды и клея.


2. Физико-химические свойства

Физические и химические свойства стандарта включают: внешний вид, тонкость, потерю веса в сухом состоянии, сульфатную золу, значение pH, коэффициент пропускания раствора, вязкость раствора, температуру геля и групповое содержание (за исключением теста на нанесение строительного раствора).


Внешний вид, крупность, потеря веса при сушке, сульфатная зола, значение pH и коэффициент пропускания раствора, вязкость и т. Д. Зависят от модели и функции продукта. Уровень у разных производителей разный, поэтому здесь это не обсуждается.


2.1 Содержание эфирных групп целлюлозы

Из-за различных заместителей у HPMC и HEMC образцы эфира целлюлозы можно нагревать и реагировать в закрытом реакторе. При катализе адипиновой кислотой замещенные алкоксигруппы количественно расщепляются йодистоводородной кислотой с образованием соответствующих иоданов. Продукты реакции экстрагируют о-ксилолом, и экстракционный раствор вводят в газовый хроматограф для разделения компонентов. Можно выделить гидроксипропокси и гидроксиэтокси. Метод внутреннего стандарта использовался для количественной оценки и расчета содержания тестируемых компонентов в образце. Фиг. 5 представляет собой GC-спектр HPMC, а фиг. 6 представляет собой GC-спектр стандартного раствора для калибровки (содержащего метокси, гидроксиэтокси и гидроксипропокси). Нетрудно обнаружить, что время разделения гидроксиэтоксигруппы находится между метоксигруппой и гидроксипропоксигруппой. О типе группы можно судить, сравнив время разделения стандартного раствора. Тип группы определяли по времени пика, а содержание группы рассчитывали по площади пика. В общем, содержание метоксила в ГПМЦ составляет от 16% до 30%, содержание пропокси может составлять 4-32%, содержание метоксила в HEMC составляет 22-30%, а содержание гидроксиэтоксила составляет 2% -14%.

Fig.5 is GC spectrum of HPMC, and Fig. 6 is the GC spectrum of standard solution for calibration

2.2 Температура геля

Температура геля - важный показатель эфира целлюлозы. Водный раствор эфира целлюлозы имеет характеристики термогеля. При повышении температуры вязкость непрерывно снижается. Когда температура раствора достигает определенного значения, раствор эфира целлюлозы перестает быть прозрачным, а образует белый коллоид, который в конечном итоге теряет свою вязкость. Температурный тест геля означает, что образец эфира целлюлозы состоит из раствора эфира целлюлозы с концентрацией 0,2% и медленно нагревается на водяной бане до тех пор, пока раствор не станет белым или даже белым гелем, а вязкость полностью не потеряна. Температура раствора - это температура геля эфира целлюлозы. Рис. 7 представляет собой случайную выборку из 8 температур геля продуктов эфира целлюлозы в стране и за рубежом. В результате общая температура геля HEMC немного выше, чем у HPMC. Как правило, температура геля ГПМЦ составляет 60 ~ 75 градусов, а ЭМС - 75 ~ 90 C.


Отношение метокси и гидроксипропила к ГПМЦ оказывает определенное влияние на растворимость в воде, водоудерживающую способность, поверхностную активность и температуру геля продукта. Как правило, ГПМЦ с высоким содержанием метокси и низким содержанием гидроксипропила имеет хорошую растворимость в воде и хорошую поверхностную активность, но температура геля низкая: увеличение содержания гидроксипропила и уменьшение содержания метокси может повысить температуру геля, но избыточное содержание гидроксипропильной группы снизит температура геля и снижает растворимость в воде и поверхностную активность. Поэтому производитель эфира целлюлозы должен строго контролировать групповое содержание, чтобы гарантировать качество и стабильность продуктов.

temperatures of cellulose ether products


3. Применение строительной отрасли

HPMC и HEMC имеют схожие функции в строительных материалах. Его можно использовать в качестве диспергатора, водоудерживающего агента, загустителя, связующего и т. Д. Он в основном используется при формовании цементного раствора и гипсовых изделий. Он используется в цементном растворе для увеличения его сцепляемости, удобоукладываемости, уменьшения флокуляции, улучшения вязкости и усадки, а также имеет функции удержания воды, уменьшения потери воды на поверхности бетона, повышения прочности, предотвращения трещин и выветривания водорастворимых солей. Он широко используется в цементе, гипсе, растворе и других материалах. Его можно использовать в качестве пленкообразующего агента, загустителя, эмульгатора и стабилизатора в латексных покрытиях и покрытиях из водорастворимых смол. Он обладает хорошей износостойкостью, однородностью и адгезией, а также улучшает поверхностное натяжение, кислотно-щелочную стабильность и совместимость с металлическими пигментами. Благодаря хорошей стабильности вязкости при хранении, он особенно подходит для эмульсионных покрытий в качестве диспергатора. Одним словом, хотя объем системы невелик, она имеет большой эффект и широко используется.


Температура геля эфира целлюлозы определяет его термическую стабильность при применении. Температура геля ГПМЦ обычно составляет 60 ~ 75 ° C, в зависимости от типа, группового содержания и различных производственных процессов разных производителей. Из-за характеристик группы HEMC он имеет более высокую температуру геля, обычно выше 80 ° C, поэтому его стабильность при высоких температурах обеспечивается HPMC. При практическом применении в жарких условиях строительства летом водоудерживающая способность HEMC с той же вязкостью и дозировкой лучше, чем у HPMC. Строительный раствор, особенно на юге, иногда бывает при высокой температуре. Эфир целлюлозы с низкой температурой геля потеряет загустение и влагоудержание при высокой температуре, что ускоряет твердение цемента и раствора и напрямую влияет на конструкцию и сопротивление растрескиванию.


Поскольку в структуре HEMC больше гидрофильных групп, он имеет лучшую гидрофильность. Степень удержания воды HEMC в строительном растворе немного выше, чем у HEMC при той же дозировке продуктов с той же вязкостью. Кроме того, сопротивление вертикальному потоку HEMC также относительно хорошее. Следовательно, применение HEMC в клее для керамической плитки будет лучше.

Celotech предлагает широкий спектр строительных марок Celopro® и Celofiber®, чтобы гарантировать, что для каждой мыслимой ситуации доступен правильный продукт.

Приложения

Товары

Клей для укладки блоков

MK40M FP 、 MK70M FP 、 MT4016

Клей для цементной плитки (CTA)

MK40M FP 、 MK70M FP 、 MT4016

Цемент один слой

MH25M FP 、 MK30M FP

Цементное покрытие

MK30M FP 、 MT3025 、 MT3027

Затирки для плитки

MT6001

Гипсовая штукатурка для рук

MK30M FP 、 MT4031 、 MT5503

Самовыравнивание

MK400 FP 、 MT1004

КЛЮЧОВІ СЛОВА: эфир целлюлозы, HPMC, HEMC, физико-химические свойства, архитектурное применение.



×

Свяжитесь с нами

капча