Eter selulosa merupakan polimer sintetis yang terbuat dari selulosa alami sebagai bahan baku melalui modifikasi kimia. Eter selulosa merupakan turunan dari selulosa alami, produksi eter selulosa dan polimer sintetis berbeda, bahan paling dasarnya adalah selulosa, senyawa polimer alami. Karena kekhususan struktur selulosa alami, selulosa sendiri tidak memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan agen eterifikasi. Namun setelah perlakuan agen pembengkakan, ikatan hidrogen yang kuat antara rantai molekul dan rantai hancur, dan aktivitas gugus hidroksil dilepaskan ke dalam selulosa alkali dengan kemampuan reaksi, dan eter selulosa diperoleh melalui reaksi agen eterifikasi — gugus OH menjadi — gugus OR.
Sifat-sifat eter selulosa bergantung pada jenis, jumlah, dan distribusi substituen. Klasifikasi eter selulosa juga didasarkan pada jenis substituen, tingkat eterifikasi, kelarutan, dan aplikasi terkait. Menurut jenis substituen pada rantai molekul, eter dapat dibagi menjadi eter tunggal dan eter campuran. MC biasanya digunakan sebagai eter tunggal, sedangkan HPmc adalah eter campuran. Metil selulosa eter MC adalah unit glukosa selulosa alami pada hidroksil adalah metoksida digantikan oleh rumus struktur produk [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hidroksipropil metil selulosa eter HPmc adalah unit pada hidroksil adalah bagian dari metoksida digantikan, bagian lain dari produk hidroksipropil digantikan, Rumus strukturnya adalah [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X dan hidroksi etil metil selulosa eter HEmc, yang banyak digunakan dan dijual di pasaran.
Dari kelarutannya dapat dibagi menjadi tipe ionik dan tipe non-ionik. Eter selulosa non-ionik yang larut dalam air terutama terdiri dari dua seri varietas yaitu eter alkil dan eter alkil hidroksil. Cmc ionik terutama digunakan dalam deterjen sintetis, tekstil, percetakan, makanan dan eksploitasi minyak bumi. MC non-ionik, HPmc, HEmc dan lainnya terutama digunakan dalam bahan bangunan, pelapis lateks, obat-obatan, kimia sehari-hari dan aspek lainnya. Sebagai bahan pengental, bahan penahan air, penstabil, pendispersi, bahan pembentuk film.
Retensi air eter selulosa
Dalam produksi bahan bangunan, terutama mortar campuran kering, selulosa eter memegang peranan yang tidak tergantikan, terutama dalam produksi mortar khusus (mortir termodifikasi), merupakan bagian yang tidak terpisahkan.
Peran penting selulosa eter yang larut dalam air dalam mortar terutama memiliki tiga aspek, satu adalah kemampuan retensi air yang sangat baik, yang kedua adalah pengaruh konsistensi mortar dan tiksotropi, dan yang ketiga adalah interaksi dengan semen.
Retensi air eter selulosa bergantung pada dasar hidroskopisitas, komposisi mortar, ketebalan lapisan mortar, kebutuhan air mortar, waktu kondensasi material kondensasi. Retensi air eter selulosa berasal dari kelarutan dan dehidrasi eter selulosa itu sendiri. Diketahui bahwa rantai molekul selulosa, meskipun mengandung sejumlah besar gugus OH yang sangat terhidrasi, tidak larut dalam air karena strukturnya yang sangat kristal. Kemampuan hidrasi gugus hidroksil saja tidak cukup untuk membayar ikatan hidrogen antarmolekul yang kuat dan gaya van der Waals. Ketika substituen dimasukkan ke dalam rantai molekul, tidak hanya substituen yang menghancurkan rantai hidrogen, tetapi juga ikatan hidrogen antar rantai terputus karena terjepitnya substituen di antara rantai yang berdekatan. Semakin besar substituen, semakin besar jarak antar molekul. Semakin besar efek penghancuran ikatan hidrogen, ekspansi kisi selulosa, larutan ke dalam eter selulosa menjadi larut dalam air, pembentukan larutan dengan viskositas tinggi. Saat suhu meningkat, hidrasi polimer menurun dan air di antara rantai dikeluarkan. Saat efek dehidrasi mencukupi, molekul mulai berkumpul dan gel terlipat dalam jaringan tiga dimensi. Faktor yang memengaruhi retensi air mortar meliputi viskositas eter selulosa, dosis, kehalusan partikel, dan suhu penggunaan.
Semakin besar viskositas eter selulosa, semakin baik kinerja retensi air, viskositas larutan polimer. Berat molekul (derajat polimerisasi) polimer juga ditentukan oleh panjang dan morfologi struktur molekul rantai, dan distribusi jumlah substituen secara langsung mempengaruhi kisaran viskositas. [eta] = Km alpha
Viskositas intrinsik larutan polimer
Berat molekul polimer M
konstanta karakteristik polimer α
Koefisien larutan viskositas K
Viskositas larutan polimer bergantung pada berat molekul polimer. Viskositas dan konsentrasi larutan eter selulosa terkait dengan berbagai aplikasi. Oleh karena itu, setiap eter selulosa memiliki banyak spesifikasi viskositas yang berbeda, pengaturan viskositas juga terutama melalui degradasi selulosa alkali, yaitu fraktur rantai molekul selulosa untuk mencapainya.
Untuk ukuran partikel, semakin halus partikelnya, semakin baik retensi airnya. Partikel besar selulosa eter yang bersentuhan dengan air, permukaannya segera larut dan membentuk gel untuk membungkus material guna mencegah molekul air terus menembus, terkadang pengadukan yang lama tidak dapat meratakan larutan, terbentuklah larutan flokulan atau aglomerat yang keruh. Kelarutan selulosa eter merupakan salah satu faktor untuk memilih selulosa eter.
Penebalan dan tiksotropi eter selulosa
Efek kedua dari eter selulosa – pengentalan tergantung pada: derajat polimerisasi eter selulosa, konsentrasi larutan, laju geser, suhu dan kondisi lainnya. Sifat gelasi larutan unik untuk alkil selulosa dan turunannya yang dimodifikasi. Karakteristik gelasi terkait dengan derajat substitusi, konsentrasi larutan dan aditif. Untuk turunan alkil hidroksil yang dimodifikasi, sifat gel juga terkait dengan derajat modifikasi alkil hidroksil. Untuk konsentrasi larutan MC dan HPmc viskositas rendah dapat disiapkan larutan konsentrasi 10%-15%, MC dan HPmc viskositas sedang dapat disiapkan larutan 5%-10% dan MC dan HPmc viskositas tinggi hanya dapat disiapkan larutan 2%-3%, dan biasanya viskositas eter selulosa juga dinilai dengan larutan 1%-2%. Efisiensi pengental eter selulosa berat molekul tinggi, konsentrasi larutan yang sama, polimer berat molekul yang berbeda memiliki viskositas yang berbeda, viskositas dan berat molekul dapat dinyatakan sebagai berikut, [η]=2,92×10-2 (DPn) 0,905, DPn adalah derajat polimerisasi rata-rata tinggi. Eter selulosa berat molekul rendah untuk menambahkan lebih banyak untuk mencapai viskositas target. Viskositasnya kurang bergantung pada laju geser, viskositas tinggi untuk mencapai viskositas target, jumlah yang dibutuhkan untuk menambahkan lebih sedikit, viskositas bergantung pada efisiensi pengentalan. Oleh karena itu, untuk mencapai konsistensi tertentu, sejumlah eter selulosa (konsentrasi larutan) dan viskositas larutan harus dijamin. Suhu gelasi larutan menurun secara linier dengan peningkatan konsentrasi larutan, dan gelasi terjadi pada suhu kamar setelah mencapai konsentrasi tertentu. HPmc memiliki konsentrasi gelasi yang tinggi pada suhu kamar.
Konsistensi juga dapat diatur dengan memilih ukuran partikel dan eter selulosa dengan tingkat modifikasi yang berbeda. Modifikasi yang dimaksud adalah pengenalan gugus alkil hidroksil dalam tingkat substitusi tertentu pada struktur rangka MC. Dengan mengubah nilai substitusi relatif dari dua substituen, yaitu nilai substitusi relatif DS dan MS dari gugus metoksi dan hidroksil. Berbagai sifat eter selulosa diperlukan dengan mengubah nilai substitusi relatif dari dua jenis substituen.
hubungan antara konsistensi dan modifikasi. Pada Gambar 5, penambahan selulosa eter mempengaruhi konsumsi air mortar dan mengubah rasio air-pengikat air dan semen, yang merupakan efek pengentalan. Semakin tinggi dosis, semakin banyak konsumsi air.
Eter selulosa yang digunakan dalam bahan bangunan berbentuk bubuk harus larut dengan cepat dalam air dingin dan memberikan sistem konsistensi yang tepat. Jika laju geser tertentu masih berupa gumpalan dan koloid, maka produk tersebut berkualitas buruk atau tidak memenuhi standar.
Ada juga hubungan linier yang baik antara konsistensi bubur semen dan dosis selulosa eter, selulosa eter dapat sangat meningkatkan viskositas mortar, semakin besar dosisnya, semakin nyata efeknya.
Larutan berair eter selulosa dengan viskositas tinggi memiliki tiksotropi tinggi, yang merupakan salah satu karakteristik eter selulosa. Larutan berair polimer tipe Mc biasanya memiliki fluiditas pseudoplastik, non-tiksotropik di bawah suhu gelnya, tetapi memiliki sifat aliran Newtonian pada laju geser rendah. Pseudoplastisitas meningkat dengan peningkatan berat molekul atau konsentrasi eter selulosa dan tidak bergantung pada jenis dan derajat substituen. Oleh karena itu, eter selulosa dengan tingkat viskositas yang sama, baik MC, HPmc atau HEmc, selalu menunjukkan sifat reologi yang sama selama konsentrasi dan suhu tetap konstan. Ketika suhu meningkat, gel struktural terbentuk dan terjadi aliran tiksotropik tinggi. Eter selulosa dengan konsentrasi tinggi dan viskositas rendah menunjukkan tiksotropi bahkan di bawah suhu gel. Sifat ini sangat bermanfaat bagi konstruksi mortar bangunan untuk menyesuaikan alirannya dan sifat aliran menggantung. Perlu dijelaskan di sini bahwa semakin tinggi viskositas eter selulosa, semakin baik retensi air, tetapi semakin tinggi viskositas, semakin tinggi berat molekul relatif eter selulosa, yang sesuai dengan pengurangan kelarutannya, yang berdampak negatif pada konsentrasi mortar dan kinerja konstruksi. Semakin tinggi viskositas, semakin jelas efek pengentalan mortar, tetapi itu bukan hubungan proporsional yang lengkap. Beberapa viskositas rendah, tetapi eter selulosa yang dimodifikasi dalam meningkatkan kekuatan struktural mortar basah memiliki kinerja yang lebih baik, dengan peningkatan viskositas, retensi air eter selulosa meningkat.
Waktu posting: 30-Mar-2022