El éter de celulosa (CelluloseEther) se fabrica a partir de celulosa mediante la reacción de eterificación de uno o varios agentes de eterificación y molienda en seco. Según las diferentes estructuras químicas de los sustituyentes del éter, los éteres de celulosa se pueden dividir en éteres aniónicos, catiónicos y no iónicos. Los éteres de celulosa iónicos incluyen principalmente éter de carboximetilcelulosa (CMC); los éteres de celulosa no iónicos incluyen principalmente éter de metilcelulosa (MC), éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y éter de hidroxietilcelulosa. Éter de cloro (HC), etc. Los éteres no iónicos se dividen en éteres solubles en agua y éteres solubles en aceite, y los éteres no iónicos solubles en agua se utilizan principalmente en productos de mortero. En presencia de iones de calcio, el éter de celulosa iónico es inestable, por lo que rara vez se utiliza en productos de mortero mezclado en seco que utilizan cemento, cal apagada, etc. como materiales de cementación. Los éteres de celulosa no iónicos solubles en agua se utilizan ampliamente en la industria de materiales de construcción debido a su estabilidad de suspensión y retención de agua.
1. Propiedades químicas del éter de celulosa
Cada éter de celulosa tiene la estructura básica de la celulosa: la anhidroglucosa. En el proceso de producción de éter de celulosa, la fibra de celulosa se calienta primero en una solución alcalina y luego se trata con un agente eterificante. El producto fibroso de la reacción se purifica y se pulveriza para formar un polvo uniforme con una finura determinada.
En el proceso de producción de MC, solo se utiliza cloruro de metilo como agente de eterificación; además de cloruro de metilo, también se utiliza óxido de propileno para obtener grupos sustituyentes hidroxipropilo en la producción de HPMC. Diversos éteres de celulosa presentan diferentes proporciones de sustitución de metilo e hidroxipropilo, lo que afecta la compatibilidad orgánica y la temperatura de gelificación térmica de las soluciones de éter de celulosa.
2. Escenarios de aplicación del éter de celulosa
El éter de celulosa es un polímero semisintético no iónico, soluble en agua y en disolventes. Presenta diferentes efectos en distintas industrias. Por ejemplo, en materiales de construcción químicos, presenta los siguientes efectos compuestos:
①Agente de retención de agua ②Espesante ③Propiedad niveladora ④Propiedad formadora de película ⑤Aglutinante
En la industria del cloruro de polivinilo, actúa como emulsionante y dispersante; en la industria farmacéutica, como aglutinante y material estructural de liberación lenta y controlada, entre otros. Dado que la celulosa posee diversos efectos en los compuestos, su campo de aplicación es también el más amplio. A continuación, se centra en el uso y la función del éter de celulosa en diversos materiales de construcción.
(1) En pintura de látex:
En la industria de la pintura de látex, para elegir hidroxietilcelulosa, la especificación general de viscosidad igual es RT30000-50000cps, que corresponde a la especificación de HBR250, y la dosis de referencia es generalmente de alrededor de 1,5‰-2‰. La función principal del hidroxietilo en la pintura de látex es espesar, prevenir la gelificación del pigmento, ayudar a la dispersión del pigmento, la estabilidad del látex y aumentar la viscosidad de los componentes, lo que contribuye al rendimiento de nivelación de la construcción: La hidroxietilcelulosa es más conveniente de usar. Se puede disolver en agua fría y caliente, y no se ve afectada por el valor de pH. Se puede usar con tranquilidad cuando el valor de PI está entre 2 y 12. Los métodos de uso son los siguientes: I. Adición directa en la producción: Para este método, se debe seleccionar hidroxietilcelulosa de tipo retardado y se utiliza la hidroxietilcelulosa con un tiempo de disolución de más de 30 minutos. Los pasos son los siguientes: ① Colóquelo en un recipiente equipado con un agitador de alto cizallamiento. Agua pura cuantitativa ② Comience a remover continuamente a baja velocidad y, al mismo tiempo, agregue lentamente el hidroxietilo a la solución de manera uniforme ③ Continúe revolviendo hasta que todos los materiales granulares estén empapados ④ Agregue otros aditivos y aditivos alcalinos, etc. ⑤ Revuelva hasta que todo el hidroxietilo La base se disuelva completamente, luego agregue otros componentes en la fórmula y muela hasta obtener el producto terminado. Ⅱ. Equipado con licor madre para uso posterior: este método puede elegir celulosa instantánea, que tiene un efecto antimoho. La ventaja de este método es que tiene una mayor flexibilidad y se puede agregar directamente a la pintura de látex. El método de preparación es el mismo que los pasos ①-④. Ⅲ. Prepare las gachas para uso posterior: dado que los solventes orgánicos son solventes pobres (insolubles) para el hidroxietilo, estos solventes se pueden usar para preparar las gachas. Los disolventes orgánicos más utilizados son líquidos orgánicos en formulaciones de pintura de látex, como etilenglicol, propilenglicol y agentes formadores de película (como dietilenglicol butil acetato). La hidroxietilcelulosa en polvo puede añadirse directamente a la pintura. Continúe removiendo hasta su completa disolución.
(2) En masilla para raspar paredes:
Actualmente, en la mayoría de las ciudades de mi país, la masilla ecológica, resistente al agua y al frote, goza de gran popularidad. Se produce mediante la reacción acetálica de alcohol vinílico y formaldehído. Por lo tanto, este material se ha ido eliminando gradualmente, y se han utilizado productos de la serie de éter de celulosa para sustituirlo. En otras palabras, para el desarrollo de materiales de construcción ecológicos, la celulosa es actualmente el único material disponible. La masilla resistente al agua se divide en dos tipos: masilla en polvo seco y masilla en pasta. Entre estos dos tipos de masilla, se recomienda seleccionar la metilcelulosa modificada y el hidroxipropilmetilcelulosa. La especificación de viscosidad generalmente se encuentra entre 30000 y 60000 cps. Las principales funciones de la celulosa en la masilla son la retención de agua, la adhesión y la lubricación. Dado que las fórmulas de las masillas de los distintos fabricantes varían, algunas son de calcio gris, calcio ligero, cemento blanco, etc., y otras de yeso en polvo, calcio gris, calcio ligero, etc., las especificaciones, la viscosidad y la penetración de la celulosa en ambas fórmulas también difieren. La cantidad añadida es de aproximadamente 2‰-3‰. En la construcción de masilla para raspar paredes, dado que la superficie de la base de la pared tiene un cierto grado de absorción de agua (la tasa de absorción de agua de la pared de ladrillo es del 13% y la tasa de absorción de agua del hormigón es del 3-5%), sumado a la evaporación del mundo exterior, si la masilla pierde agua demasiado rápido, provocará grietas o eliminación de polvo, lo que debilitará la resistencia de la masilla. Por lo tanto, agregar éter de celulosa resolverá este problema. Pero la calidad del relleno, especialmente la calidad del calcio de ceniza, también es extremadamente importante. Debido a la alta viscosidad de la celulosa, la flotabilidad de la masilla también se mejora y se evita el fenómeno de descolgamiento durante la construcción, y es más cómodo y ahorra trabajo después del raspado. Es más conveniente agregar éter de celulosa a la masilla en polvo. Su producción y uso son más convenientes. El relleno y los aditivos se pueden mezclar uniformemente en polvo seco.
(3) Mortero de hormigón:
En el mortero de hormigón, para alcanzar la máxima resistencia, el cemento debe estar completamente hidratado. Especialmente en la construcción de verano, el mortero de hormigón pierde agua con demasiada rapidez, y se utilizan medidas de hidratación completa para mantener y rociar agua. Esto supone un desperdicio de recursos y una operación incómoda, ya que el agua solo se encuentra en la superficie y la hidratación interna aún es incompleta. Por lo tanto, la solución a este problema es agregar ocho agentes de retención de agua al mortero de hormigón, generalmente elegidos hidroxipropilmetilcelulosa o metilcelulosa, con una viscosidad especificada entre 20000 y 60000 cps y una cantidad de adición del 2% al 3%. La tasa de retención de agua puede aumentarse a más del 85%. El método de uso en el mortero de hormigón consiste en mezclar uniformemente el polvo seco y verterlo en el agua.
(4) En yeso para enlucido, yeso adherido y yeso para calafateo:
Con el rápido desarrollo de la industria de la construcción, la demanda de nuevos materiales de construcción aumenta día a día. Debido a la creciente concienciación sobre la protección del medio ambiente y la mejora continua de la eficiencia en la construcción, los productos de yeso cementicio se han desarrollado rápidamente. Actualmente, los productos de yeso más comunes son el yeso para enlucido, el yeso aglomerado, el yeso para incrustaciones y el adhesivo para azulejos. El yeso para enlucido es un material de enlucido de alta calidad para paredes y techos interiores. La superficie de la pared revestida con él es fina y lisa. El nuevo adhesivo para paneles ligeros de construcción es un material pegajoso compuesto por yeso como material base y diversos aditivos. Es adecuado para la unión entre diversos materiales inorgánicos de paredes de construcción. Es atóxico, inodoro, de rápida resistencia y fraguado, con una fuerte adhesión y otras características. Es un material de soporte para paneles de construcción y construcción con bloques; el sellador de yeso sirve como relleno de juntas entre paneles de yeso y como relleno para paredes y grietas. Estos productos de yeso tienen diversas funciones. Además de la función del yeso y sus rellenos, la clave reside en la importancia de los aditivos de éter de celulosa añadidos. Dado que el yeso se divide en anhidro y hemihidratado, cada uno tiene un efecto diferente en el rendimiento del producto, por lo que el espesamiento, la retención de agua y la retardación determinan la calidad de los materiales de construcción de yeso. El problema común de estos materiales es el ahuecamiento y el agrietamiento, lo que impide alcanzar la resistencia inicial. Para solucionar este problema, se debe elegir el tipo de celulosa y el método de utilización del retardante. En este sentido, generalmente se selecciona metil o hidroxipropilmetil 30000. -60000 cps, la cantidad de adición es del 1,5% al 2%. Entre ellos, la celulosa se centra en la retención de agua y la lubricación retardante. Sin embargo, no es posible utilizar éter de celulosa como retardante, por lo que es necesario añadir un retardante de ácido cítrico para mezclarlo y usarlo sin afectar la resistencia inicial. La retención de agua generalmente se refiere a la cantidad de agua que se pierde naturalmente sin absorción externa. Si la pared está demasiado seca, la absorción de agua y la evaporación natural en la superficie base harán que el material pierda agua demasiado rápido, lo que también provocará ahuecamientos y grietas. Este método de uso se realiza con polvo seco. Si prepara una solución, consulte el método de preparación de la misma.
(5) Mortero de aislamiento térmico
El mortero aislante es un nuevo tipo de material de aislamiento para paredes interiores en la región norte. Se trata de un material compuesto por material aislante, mortero y aglutinante. En este material, la celulosa desempeña un papel fundamental en la adhesión y el aumento de la resistencia. Generalmente, se utiliza metilcelulosa de alta viscosidad (aproximadamente 10 000 eps), con una dosificación de entre 2‰ y 3‰, y se utiliza mediante mezcla en polvo seco.
(6) agente de interfaz
Elija HPNC 20000 cps como agente de interfaz, 60000 cps o más como adhesivo para baldosas, y priorice el espesante en el agente de interfaz, que puede mejorar la resistencia a la tracción y la resistencia antiflecha. Se utiliza como agente de retención de agua en la unión de baldosas para evitar que se deshidraten demasiado rápido y se desprendan.
3. Situación de la cadena industrial
(1) Industria upstream
Las principales materias primas necesarias para la producción de éter de celulosa incluyen algodón refinado (o pulpa de madera) y algunos disolventes químicos comunes, como óxido de propileno, cloruro de metilo, sosa cáustica líquida, óxido de etileno, tolueno y otros materiales auxiliares. Las empresas que operan en las etapas iniciales de esta industria incluyen algodón refinado, empresas productoras de pulpa de madera y algunas empresas químicas. Las fluctuaciones de precios de las principales materias primas mencionadas tendrán un impacto variable en el costo de producción y el precio de venta del éter de celulosa.
El costo del algodón refinado es relativamente alto. Tomando como ejemplo el éter de celulosa de grado material de construcción, durante el período del informe, el costo del algodón refinado representó el 31,74%, 28,50%, 26,59% y 26,90% del costo de ventas del éter de celulosa de grado material de construcción respectivamente. La fluctuación del precio del algodón refinado afectará el costo de producción del éter de celulosa. La principal materia prima para la producción de algodón refinado es la borra de algodón. La borra de algodón es uno de los subproductos en el proceso de producción de algodón, utilizado principalmente para producir pulpa de algodón, algodón refinado, nitrocelulosa y otros productos. El valor de uso y el uso de la borra de algodón y el algodón son bastante diferentes, y su precio es obviamente más bajo que el del algodón, pero tiene cierta correlación con la fluctuación del precio del algodón. Las fluctuaciones en el precio de la borra de algodón afectan el precio del algodón refinado.
Las fuertes fluctuaciones en el precio del algodón refinado tendrán diferentes grados de impacto en el control de los costos de producción, el precio de los productos y la rentabilidad de las empresas en esta industria. Cuando el precio del algodón refinado es alto y el precio de la pulpa de madera es relativamente bajo, para reducir costos, la pulpa de madera puede usarse como sustituto y complemento del algodón refinado, principalmente para la producción de éteres de celulosa con baja viscosidad, como éteres de celulosa de grado farmacéutico y alimenticio. Según datos del sitio web de la Oficina Nacional de Estadística, en 2013, la superficie de plantación de algodón de mi país fue de 4,35 millones de hectáreas, y la producción nacional de algodón fue de 6,31 millones de toneladas. Según estadísticas de la Asociación de la Industria de Celulosa de China, en 2014, la producción total de algodón refinado producido por los principales fabricantes nacionales de algodón refinado fue de 332.000 toneladas, y el suministro de materias primas es abundante.
Las principales materias primas para la producción de equipos químicos de grafito son el acero y el grafito de carbono. El precio del acero y del grafito de carbono representa una proporción relativamente alta del costo de producción de estos equipos. Las fluctuaciones de precio de estas materias primas tendrán un cierto impacto en el costo de producción y el precio de venta de estos equipos.
(2) Industria aguas abajo del éter de celulosa
Como "glutamato monosódico industrial", el éter de celulosa presenta una baja proporción de éter de celulosa y posee una amplia gama de aplicaciones. Las industrias transformadoras están dispersas en todos los ámbitos de la economía nacional.
Normalmente, las industrias de la construcción y el sector inmobiliario influyen en el crecimiento de la demanda de éter de celulosa para materiales de construcción. Cuando las industrias nacionales de la construcción y el sector inmobiliario experimentan un rápido crecimiento, la demanda de éter de celulosa para materiales de construcción en el mercado nacional crece con rapidez. Cuando el crecimiento de las industrias nacionales de la construcción y el sector inmobiliario se desacelera, la demanda de éter de celulosa para materiales de construcción en el mercado nacional se ralentiza, lo que intensifica la competencia en este sector y acelera la supervivencia del más apto entre las empresas.
Desde 2012, en el contexto de la desaceleración de la industria nacional de la construcción y la industria inmobiliaria, la demanda de éter de celulosa de grado material de construcción en el mercado interno no ha fluctuado significativamente. Las principales razones son: 1. La escala general de la industria nacional de la construcción y la industria inmobiliaria es grande, y la demanda total del mercado es relativamente grande; el principal mercado de consumo de éter de celulosa de grado material de construcción se está expandiendo gradualmente desde áreas económicamente desarrolladas y ciudades de primer y segundo nivel a las regiones central y occidental y ciudades de tercer nivel, potencial de crecimiento de la demanda interna y expansión espacial; 2. La proporción de éter de celulosa agregada en el costo de los materiales de construcción es baja y la cantidad utilizada por un solo cliente es pequeña y los clientes están dispersos, lo que es propenso a una demanda rígida, y la demanda total en el mercado descendente es relativamente estable; 3. El cambio de precio de mercado es un factor importante que afecta el cambio de la estructura de la demanda de éter de celulosa de grado material de construcción. Desde 2012, el precio de venta del éter de celulosa de grado material de construcción ha caído considerablemente, lo que ha provocado una gran caída en el precio de los productos de gama media a alta, atrayendo a más clientes a comprar y elegir, aumentando la demanda de productos de gama media a alta y exprimiendo la demanda del mercado y el espacio de precios para los modelos ordinarios.
El grado de desarrollo y la tasa de crecimiento de la industria farmacéutica afectarán la demanda de éter de celulosa de grado farmacéutico. La mejora de la calidad de vida y el desarrollo de la industria alimentaria impulsan la demanda de éter de celulosa de grado alimentario en el mercado.
4. Tendencia de desarrollo del éter de celulosa
Debido a las diferencias estructurales en la demanda del mercado de éter de celulosa, pueden coexistir empresas con diferentes fortalezas y debilidades. Ante esta evidente diferenciación estructural de la demanda, los fabricantes nacionales de éter de celulosa han adoptado estrategias competitivas diferenciadas basadas en sus propias fortalezas y, al mismo tiempo, deben comprender bien la tendencia y la dirección del mercado.
(1) Garantizar la estabilidad de la calidad del producto seguirá siendo el principal punto de competencia de las empresas de éter de celulosa.
El éter de celulosa representa una pequeña proporción de los costos de producción de la mayoría de las empresas de este sector, pero tiene un gran impacto en la calidad del producto. Los clientes de gama media y alta deben someterse a experimentos de fórmula antes de utilizar una determinada marca de éter de celulosa. Tras obtener una fórmula estable, no suele ser fácil sustituir otras marcas de productos, y al mismo tiempo, se imponen mayores requisitos de estabilidad de calidad al éter de celulosa. Este fenómeno es más evidente en sectores de alta gama, como los grandes fabricantes de materiales de construcción nacionales e internacionales, excipientes farmacéuticos, aditivos alimentarios y PVC. Para mejorar la competitividad de sus productos, los fabricantes deben garantizar que la calidad y la estabilidad de los diferentes lotes de éter de celulosa que suministran se mantengan a largo plazo, para así consolidar una mejor reputación en el mercado.
(2) Mejorar el nivel de la tecnología de aplicación del producto es la dirección de desarrollo de las empresas nacionales de éter de celulosa.
Con la creciente madurez de la tecnología de producción de éter de celulosa, un mayor nivel de tecnología de aplicación favorece la mejora de la competitividad integral de las empresas y el establecimiento de relaciones sólidas con los clientes. Las empresas de éter de celulosa más reconocidas en países desarrollados adoptan principalmente la estrategia competitiva de "atender a grandes clientes de gama alta + desarrollar usos y aplicaciones posteriores" para desarrollar fórmulas de uso y formulaciones de éter de celulosa, y configuran una serie de productos según diferentes campos de aplicación subdivididos para facilitar su uso a los clientes y satisfacer la demanda del mercado posterior. La competencia entre las empresas de éter de celulosa en países desarrollados ha evolucionado desde la introducción de productos a la competencia en el campo de la tecnología de aplicación.
Hora de publicación: 27 de febrero de 2023