Ефір целюлози є важливою добавкою до будівельних матеріалів, широко використовується в будівельних розчинах, шпаклівках, покриттях та інших продуктах для покращення фізичних властивостей і будівельних характеристик матеріалу. Основні компоненти ефіру целюлози включають основну структуру целюлози та замінники, введені шляхом хімічної модифікації, які надають їй унікальну розчинність, згущення, водоутримування та реологічні властивості.
1. Основна структура целюлози
Целюлоза є одним із найпоширеніших полісахаридів у природі, головним чином отриманим із рослинних волокон. Він є основним компонентом ефіру целюлози і визначає його основну структуру та властивості. Молекули целюлози складаються з одиниць глюкози, з’єднаних β-1,4-глікозидними зв’язками з утворенням довголанцюгової структури. Ця лінійна структура надає целюлозі високу міцність і високу молекулярну масу, але її розчинність у воді погана. Щоб покращити розчинність целюлози у воді та адаптувати її до потреб будівельних матеріалів, целюлозу потрібно хімічно модифікувати.
2. Замісники – ключові компоненти реакції етерифікації
Унікальні властивості ефіру целюлози в основному досягаються за допомогою замісників, введених реакцією етерифікації між гідроксильною групою (-ОН) целюлози та ефірними сполуками. Загальні замісники включають метокси (-OCH3), етокси (-OC₂H5) і гідроксипропіл (-CH2CHOHCH3). Введення цих заступників змінює розчинність, згущення та водоутримання целюлози. Відповідно до різних введених замісників прості ефіри целюлози можна розділити на метилцелюлозу (MC), гідроксиетилцелюлозу (HEC), гідроксипропілметилцелюлозу (HPMC) та інші типи.
Метилцелюлоза (MC): Метилцелюлоза утворюється шляхом введення метилових замісників (-OCH3) у гідроксильні групи в молекулі целюлози. Цей ефір целюлози має хорошу розчинність у воді та властивості згущення та широко використовується в сухих розчинах, клеях і покриттях. MC чудово утримує воду та допомагає зменшити втрати води в будівельних матеріалах, забезпечуючи адгезію та міцність розчину та шпаклівки.
Гідроксіетилцелюлоза (HEC): гідроксиетилцелюлоза утворюється шляхом введення гідроксиетилових замісників (-OC₂H5), що робить її більш водорозчинною та стійкою до солей. HEC зазвичай використовується в покриттях на водній основі, латексних фарбах і будівельних добавках. Володіє чудовими властивостями потовщення та плівкоутворення та може значно покращити будівельні характеристики матеріалів.
Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC): гідроксипропілметилцелюлоза утворюється шляхом одночасного введення гідроксипропілового (-CH₂CHOHCH3) та метильного замісників. Цей тип ефіру целюлози демонструє чудове утримання води, змащувальну здатність і працездатність у таких будівельних матеріалах, як сухий розчин, клеї для плитки та системи ізоляції зовнішніх стін. HPMC також має хорошу термостійкість і морозостійкість, тому може ефективно покращити експлуатаційні характеристики будівельних матеріалів в екстремальних кліматичних умовах.
3. Розчинність у воді та загущення
Розчинність ефіру целюлози у воді залежить від типу та ступеня заміщення замісника (тобто кількості гідроксильних груп, заміщених на кожній одиниці глюкози). Відповідний ступінь заміщення дозволяє молекулам целюлози утворювати однорідний розчин у воді, надаючи матеріалу хороші властивості загущення. У будівельних матеріалах ефіри целюлози як загусники можуть збільшити в’язкість будівельного розчину, запобігти розшаруванню та сегрегації матеріалів і, таким чином, покращити будівельні характеристики.
4. Затримка води
Утримання води ефіром целюлози має вирішальне значення для якості будівельних матеріалів. У таких продуктах, як будівельний розчин і шпаклівка, ефір целюлози може утворювати щільну водяну плівку на поверхні матеріалу, щоб запобігти надто швидкому випаровуванню води, тим самим подовжуючи відкритий час і працездатність матеріалу. Це відіграє важливу роль у покращенні міцності з’єднання та запобіганні розтріскування.
5. Реологічні та будівельні характеристики
Додавання ефіру целюлози значно покращує реологічні властивості будівельних матеріалів, тобто текучість і деформаційну поведінку матеріалів під дією зовнішніх сил. Це може покращити водоутримання та змащування будівельного розчину, збільшити прокачуваність та легкість будівництва матеріалів. У будівельних процесах, таких як розпилення, шабрування та кладка, ефір целюлози допомагає зменшити опір і підвищити ефективність роботи, одночасно забезпечуючи рівномірне покриття без провисання.
6. Сумісність і захист навколишнього середовища
Ефір целюлози має хорошу сумісність з різними будівельними матеріалами, включаючи цемент, гіпс, вапно тощо. У процесі будівництва він не буде негативно реагувати з іншими хімічними компонентами, щоб забезпечити стабільність матеріалу. Крім того, ефір целюлози є екологічно чистою добавкою, яка в основному одержується з натуральних рослинних волокон, є нешкідливою для навколишнього середовища та відповідає екологічним вимогам сучасних будівельних матеріалів.
7. Інші модифіковані інгредієнти
Для подальшого покращення продуктивності ефіру целюлози у фактичне виробництво можуть бути введені інші модифіковані інгредієнти. Наприклад, деякі виробники підвищать водостійкість і стійкість до атмосферних впливів ефіру целюлози шляхом змішування з силіконом, парафіном та іншими речовинами. Додавання цих модифікованих інгредієнтів зазвичай призначене для задоволення конкретних вимог до застосування, таких як підвищення антипроникності та довговічності матеріалу в покриттях зовнішніх стін або водонепроникних розчинах.
Будучи важливим компонентом будівельних матеріалів, ефір целюлози має багатофункціональні властивості, включаючи загущення, утримання води та покращені реологічні властивості. Його основними компонентами є основна структура целюлози та заступники, введені реакцією етерифікації. Різні типи простих ефірів целюлози мають різне застосування та характеристики в будівельних матеріалах через відмінності в їхніх заступниках. Прості ефіри целюлози можуть не тільки покращити будівельні характеристики матеріалів, але й покращити загальну якість і термін служби будівель. Тому ефіри целюлози мають широкі перспективи застосування в сучасних будівельних матеріалах.
Час публікації: 18 вересня 2024 р