Éter celulózy je důležitým aditivem stavebních materiálů, široce používaným ve stavebních maltách, tmelových prášcích, nátěrech a dalších produktech pro zlepšení fyzikálních vlastností a konstrukčního výkonu materiálu. Mezi hlavní složky éteru celulózy patří základní struktura celulózy a substituenty zavedené chemickou modifikací, které jí dodávají jedinečnou rozpustnost, zahušťování, retenci vody a reologické vlastnosti.
1. Základní struktura celulózy
Celulóza je jedním z nejběžnějších polysacharidů v přírodě, získává se především z rostlinných vláken. Je základní složkou éteru celulózy a určuje jeho základní strukturu a vlastnosti. Molekuly celulózy jsou složeny z glukózových jednotek spojených β-1,4-glykosidickými vazbami za vzniku struktury dlouhého řetězce. Tato lineární struktura dává celulóze vysokou pevnost a vysokou molekulovou hmotnost, ale její rozpustnost ve vodě je špatná. Aby se zlepšila rozpustnost celulózy ve vodě a přizpůsobila se potřebám stavebních materiálů, je třeba celulózu chemicky upravit.
2. Substituenty-klíčové složky etherifikační reakce
Jedinečných vlastností etheru celulózy je dosaženo především substituenty zaváděnými etherifikační reakcí mezi hydroxylovou skupinou (-OH) celulózy a etherovými sloučeninami. Mezi běžné substituenty patří methoxy (-OCH3), ethoxy (-OC2H5) a hydroxypropyl (-CH2CHOHCH3). Zavedení těchto substituentů mění rozpustnost, zahušťování a retenci vody celulózy. Podle různých zavedených substituentů lze ethery celulózy rozdělit na methylcelulózu (MC), hydroxyethylcelulózu (HEC), hydroxypropylmethylcelulózu (HPMC) a další typy.
Methylcelulóza (MC): Methylcelulóza vzniká zavedením methylových substituentů (-OCH3) do hydroxylových skupin v molekule celulózy. Tento éter celulózy má dobrou rozpustnost ve vodě a zahušťovací vlastnosti a je široce používán v suché maltě, lepidlech a nátěrech. MC výborně zadržuje vodu a pomáhá snižovat ztráty vody ve stavebních materiálech, zajišťuje přilnavost a pevnost malty a tmelu.
Hydroxyethylcelulóza (HEC): Hydroxyethylcelulóza vzniká zavedením hydroxyethylových substituentů (-OC₂H5), díky čemuž je lépe rozpustná ve vodě a odolná vůči solím. HEC se běžně používá v nátěrech na vodní bázi, latexových barvách a stavebních přísadách. Má vynikající zahušťovací a filmotvorné vlastnosti a může výrazně zlepšit konstrukční vlastnosti materiálů.
Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC): Hydroxypropylmethylcelulóza vzniká současným zavedením hydroxypropylových (-CH2CHOHCH3) a methylových substituentů. Tento typ éteru celulózy vykazuje vynikající zadržování vody, kluznost a provozuschopnost ve stavebních materiálech, jako je suchá malta, lepidla na dlaždice a vnější izolační systémy stěn. HPMC má také dobrou teplotní odolnost a mrazuvzdornost, takže může účinně zlepšit výkon stavebních materiálů v extrémních klimatických podmínkách.
3. Rozpustnost ve vodě a zahušťování
Rozpustnost etheru celulózy ve vodě závisí na typu a stupni substituce substituentu (tj. počtu hydroxylových skupin substituovaných na každé jednotce glukózy). Vhodný stupeň substituce umožňuje molekulám celulózy tvořit jednotný roztok ve vodě, což dává materiálu dobré zahušťovací vlastnosti. Ve stavebních materiálech mohou étery celulózy jako zahušťovadla zvýšit viskozitu malty, zabránit stratifikaci a segregaci materiálů, a tím zlepšit vlastnosti konstrukce.
4. Zadržování vody
Zadržování vody éterem celulózy je rozhodující pro kvalitu stavebních materiálů. V produktech, jako je malta a tmel, může éter celulózy vytvořit na povrchu materiálu hustý vodní film, aby se zabránilo příliš rychlému odpařování vody, čímž se prodlužuje otevřená doba a provozuschopnost materiálu. To hraje důležitou roli při zlepšování pevnosti spoje a předcházení praskání.
5. Reologie a konstrukční vlastnosti
Přídavek éteru celulózy výrazně zlepšuje reologické vlastnosti stavebních materiálů, tedy tokové a deformační chování materiálů při působení vnějších sil. Může zlepšit zadržování vody a kluznost malty, zvýšit čerpatelnost a snadnou konstrukci materiálů. Při stavebních procesech, jako je stříkání, škrábání a zdění, pomáhá éter celulózy snižovat odpor a zlepšovat efektivitu práce a zároveň zajišťuje rovnoměrný nátěr bez prohýbání.
6. Kompatibilita a ochrana životního prostředí
Éter celulózy má dobrou kompatibilitu s různými stavebními materiály, včetně cementu, sádry, vápna atd. Během procesu výstavby nebude nepříznivě reagovat s jinými chemickými složkami, aby byla zajištěna stabilita materiálu. Éter celulózy je navíc zelená a ekologicky nezávadná přísada, která pochází převážně z přírodních rostlinných vláken, je nezávadná pro životní prostředí a splňuje požadavky na ochranu životního prostředí moderních stavebních materiálů.
7. Jiné modifikované přísady
Aby se dále zlepšila účinnost etheru celulózy, mohou být při skutečné výrobě zavedeny další modifikované přísady. Někteří výrobci například zvýší odolnost éteru celulózy proti vodě a povětrnostním vlivům smícháním se silikonem, parafínem a dalšími látkami. Přídavek těchto modifikovaných přísad má obvykle splňovat specifické aplikační požadavky, jako je zvýšení antipropustnosti a trvanlivosti materiálu ve venkovních nátěrech stěn nebo vodotěsných maltách.
Jako důležitá složka ve stavebních materiálech má éter celulózy multifunkční vlastnosti, včetně zahušťování, zadržování vody a zlepšených reologických vlastností. Jeho hlavními složkami jsou základní struktura celulózy a substituenty zavedené etherifikační reakcí. Různé typy etherů celulózy mají různé aplikace a vlastnosti ve stavebních materiálech kvůli rozdílům v jejich substituentech. Étery celulózy mohou nejen zlepšit konstrukční vlastnosti materiálů, ale také zlepšit celkovou kvalitu a životnost budov. Proto mají étery celulózy široké uplatnění v moderních stavebních materiálech.
Čas odeslání: 18. září 2024