Celulóza éteru je dôležitá prísadňa stavebného materiálu, ktorá sa bežne používa v stavebníctve, tmelové prášok, povlaku a ďalšie výrobky na zlepšenie fyzikálnych vlastností a konštrukčného výkonu materiálu. Hlavné zložky celulózového éteru zahŕňajú základnú štruktúru celulózy a substituenty zavedené chemickou modifikáciou, ktoré jej dodávajú jedinečnú rozpustnosť, zahusťovanie, zadržiavanie vody a reologické vlastnosti.
1. Základná štruktúra celulózy
Celulóza je jedným z najbežnejších polysacharidov v prírode, hlavne odvodené z rastlinných vlákien. Je základnou zložkou celulózového éteru a určuje jeho základnú štruktúru a vlastnosti. Molekuly celulózy sa skladajú z glukózových jednotiek spojených s p-1,4-glykozidickými väzbami za vzniku štruktúry dlhého reťazca. Táto lineárna štruktúra poskytuje celulózu vysokú pevnosť a vysokú molekulovú hmotnosť, ale jej rozpustnosť vo vode je zlá. Aby sa zlepšila rozpustnosť vo vode celulózy a prispôsobila sa potrebám stavebných materiálov, musí byť celulóza chemicky modifikovaná.
2. Substituents-kľúčové komponenty éterickej reakcie
Unikátne vlastnosti celulózového éteru sa dosahujú hlavne substituentmi zavedenými éterifikačnou reakciou medzi hydroxylovou skupinou (-OH) celulózových a éterových zlúčenín. Bežné substituenty zahŕňajú metoxy (-och₃), etoxy (-oc₂H₅) a hydroxypropyl (-ch₂chohch₃). Zavedenie týchto substituentov mení rozpustnosť, zhrubnutie a zadržiavanie celulózy. Podľa rôznych zavedených substituentov je možné celulózové étery rozdeliť na metylcelulózu (MC), hydroxyetylcelulózu (HEC), hydroxypropylmetyllelólu (HPMC) a ďalšie typy.
Metylcelulóza (MC): Metylcelulóza sa tvorí zavedením metylových substituentov (-och₃) do hydroxylových skupín v molekule celulózy. Tento celulózový éter má dobrú rozpustnosť vo vode a zahusťovacie vlastnosti a široko sa používa v suchej malty, lepidlách a povlakoch. MC má vynikajúce zadržiavanie vody a pomáha znižovať stratu vody v stavebných materiáloch, čím sa zaisťuje priľnavosť a sila malty a tmelového prášku.
Hydroxyetylcelulóza (HEC): Hydroxyetylcelulóza sa tvorí zavedením hydroxyetylových substituentov (-ok₂H₅), vďaka čomu je viac rozpustná vo vode a so soľou. HEC sa bežne používa vo vodných náteroch, latexových farbách a stavebných prísadách. Má vynikajúce zahusťovacie a filmové vlastnosti a môže výrazne zlepšiť konštrukčný výkon materiálov.
Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC): Hydroxypropylmetylcelulóza sa tvorí súčasným zavedením hydroxypropylu (-ch₂chohch₃) a metylových substituentov. Tento typ celulózového éteru vykazuje vynikajúcu retenciu vody, mazivo a prevádzku v stavebných materiáloch, ako je suchá malta, lepidlá dlaždíc a exteriérové izolačné systémy. HPMC má tiež dobrý odolnosť proti teplote a odpor mrazu, takže môže účinne zlepšiť výkon stavebných materiálov za extrémnych klimatických podmienok.
3. Rozpustnosť vo vode a zhrubnutie
Rozpustnosť vo vode celulózového éteru závisí od typu a stupňa substituentu (tj počet hydroxylových skupín substituovaných na každej glukózovej jednotke). Vhodný stupeň substitúcie umožňuje molekulám celulózy tvoriť rovnomerný roztok vo vode, čo dáva materiálu dobré zahusťovacie vlastnosti. V stavebných materiáloch môžu celulózové étery ako zahusťovadlá zvýšiť viskozitu malty, zabrániť stratifikácii a segregácii materiálov a tým zlepšiť stavebný výkon.
4. Udržiavanie vody
Zadržanie vody celulózového éteru je rozhodujúce pre kvalitu stavebných materiálov. V produktoch ako malta a tmelový prášok môže celulózový éter tvoriť hustý vodný film na povrchu materiálu, aby sa zabránilo príliš rýchlemu odpareniu vody, čím sa predĺži čas a prevádzku materiálu. To hrá dôležitú úlohu pri zlepšovaní pevnosti väzby a predchádzaní prasknutiu.
5. Rheológia a konštrukčný výkon
Pridanie éteru celulózy významne zlepšuje reologické vlastnosti stavebných materiálov, to znamená tok a deformačné správanie materiálov pod vonkajšími silami. Môže zlepšiť zadržiavanie vody a mazanie malty, zvýšiť čerpateľnosť a ľahkú výstavbu materiálov. V procese výstavby, ako je postrek, škrabanie a murivo, celulózový éter pomáha znižovať odolnosť a zlepšovať účinnosť práce, pričom zabezpečuje rovnomerné povlaky bez prepadnutia.
6. Kompatibilita a ochrana životného prostredia
Celulózový éter má dobrú kompatibilitu s rôznymi stavebnými materiálmi vrátane cementu, sadry, vápna atď. Počas procesu výstavby nebude nepriaznivo reagovať s inými chemickými komponentmi, aby sa zabezpečila stabilita materiálu. Celulózový éter je navyše zelená a ekologická prísada, ktorá je odvodená hlavne z prírodných rastlinných vlákien, je neškodná pre životné prostredie a spĺňa požiadavky na ochranu životného prostredia moderných stavebných materiálov.
7. Ostatné modifikované prísady
Aby sa ďalej zlepšilo výkonnosť celulózového éteru, môžu sa v skutočnej produkcii zaviesť ďalšie modifikované zložky. Napríklad niektorí výrobcovia zvýšia odolnosť proti vode a odolnosť proti poveternostným vplyvom celulózového éteru zložením silikónom, parafínom a inými látkami. Pridanie týchto modifikovaných zložiek je zvyčajne na splnenie konkrétnych požiadaviek na aplikáciu, ako je napríklad zvýšenie anti-permeability a trvanlivosť materiálu vo vonkajších stenách alebo vodotesných maltách.
Ako dôležitá súčasť stavebných materiálov má celulóza éteru multifunkčné vlastnosti vrátane zahusťovania, zadržiavania vody a zlepšených reologických vlastností. Jeho hlavnými komponentmi sú základná štruktúra celulózy a substituenty zavedené éterifikačnou reakciou. Rôzne typy éterov celulózy majú rôzne aplikácie a výkony v stavebných materiáloch v dôsledku rozdielov v ich substituentoch. Celulózové étery môžu nielen zlepšiť stavebnú výkonnosť materiálov, ale tiež zlepšiť celkovú kvalitu a životnosť služieb budov. Z tohto dôvodu majú celulózové étery široké vyhliadky na aplikáciu v moderných stavebných materiáloch.
Čas príspevku: 18. septembra 2014