Cellulose ether là một phụ gia vật liệu xây dựng quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong xây dựng vữa, bột putty, lớp phủ và các sản phẩm khác để cải thiện các tính chất vật lý và hiệu suất xây dựng của vật liệu. Các thành phần chính của ether cellulose bao gồm cấu trúc cơ bản cellulose và các nhóm thế được giới thiệu bởi sửa đổi hóa học, mang lại cho nó độ hòa tan độc đáo, làm dày, giữ nước và tính chất lưu biến.
1. Cấu trúc cơ bản cellulose
Cellulose là một trong những polysacarit phổ biến nhất trong tự nhiên, chủ yếu có nguồn gốc từ sợi thực vật. Đây là thành phần cốt lõi của cellulose ether và xác định cấu trúc và tính chất cơ bản của nó. Các phân tử cellulose bao gồm các đơn vị glucose được kết nối bởi các liên kết β-1,4-glycosid để tạo thành cấu trúc chuỗi dài. Cấu trúc tuyến tính này cho cellulose cường độ cao và trọng lượng phân tử cao, nhưng độ hòa tan của nó trong nước kém. Để cải thiện khả năng hòa tan trong nước của cellulose và thích nghi với nhu cầu của vật liệu xây dựng, cellulose cần phải được sửa đổi về mặt hóa học.
2. Các thành phần thay thế của phản ứng ether hóa
Các tính chất độc đáo của ether cellulose chủ yếu đạt được bởi các nhóm thế được đưa ra bởi phản ứng ether hóa giữa nhóm hydroxyl (-OH) của các hợp chất cellulose và ether. Các nhóm thế phổ biến bao gồm methoxy (-och₃), ethoxy (-oc₂h₅) và hydroxypropyl (-ch₂chohch₃). Sự ra đời của các nhóm thế này làm thay đổi độ hòa tan, làm dày và giữ nước của cellulose. Theo các nhóm thế được giới thiệu khác nhau, ete cellulose có thể được chia thành methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) và các loại khác.
Methyl cellulose (MC): methyl cellulose được hình thành bằng cách đưa các nhóm thế methyl (-och₃) vào các nhóm hydroxyl trong phân tử cellulose. Ether cellulose này có độ hòa tan trong nước tốt và tính chất làm dày và được sử dụng rộng rãi trong vữa khô, chất kết dính và lớp phủ. MC có khả năng giữ nước tuyệt vời và giúp giảm mất nước trong vật liệu xây dựng, đảm bảo độ bám dính và sức mạnh của vữa và bột putty.
Hydroxyethyl cellulose (HEC): Hydroxyethyl cellulose được hình thành bằng cách giới thiệu các nhóm thế hydroxyethyl (-oc₂h₅), làm cho nó hòa tan trong nước và chống muối. HEC thường được sử dụng trong lớp phủ nước, sơn latex và phụ gia xây dựng. Nó có các đặc tính làm dày và hình thành phim tuyệt vời và có thể cải thiện đáng kể hiệu suất xây dựng của vật liệu.
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC): Hydroxypropyl methylcellulose được hình thành bằng cách giới thiệu đồng thời hydroxypropyl (-ch₂choho₃) và các nhóm thế methyl. Loại ether cellulose này thể hiện khả năng giữ nước, độ bôi trơn và khả năng hoạt động tuyệt vời trong các vật liệu xây dựng như vữa khô, chất kết dính gạch và hệ thống cách nhiệt tường bên ngoài. HPMC cũng có khả năng chống nhiệt độ tốt và khả năng chống sương giá, vì vậy nó có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất của vật liệu xây dựng trong điều kiện khí hậu cực độ.
3. Độ hòa tan trong nước và dày lên
Độ hòa tan trong nước của cellulose ether phụ thuộc vào loại và mức độ thay thế của nhóm thế (tức là số lượng nhóm hydroxyl được thay thế trên mỗi đơn vị glucose). Mức độ thay thế thích hợp cho phép các phân tử cellulose tạo thành một dung dịch đồng nhất trong nước, mang lại cho các đặc tính làm dày vật liệu tốt. Trong vật liệu xây dựng, ete cellulose như chất làm đặc thể có thể làm tăng độ nhớt của vữa, ngăn ngừa sự phân tầng và phân tách vật liệu, và do đó cải thiện hiệu suất xây dựng.
4. Giữ nước
Việc giữ nước của cellulose ether là rất quan trọng đối với chất lượng của vật liệu xây dựng. Trong các sản phẩm như vữa và bột putty, cellulose ether có thể tạo thành một màng nước dày đặc trên bề mặt vật liệu để ngăn nước bay hơi quá nhanh, do đó kéo dài thời gian mở và khả năng hoạt động của vật liệu. Điều này đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện sức mạnh liên kết và ngăn chặn vết nứt.
5. Hiệu suất lưu biến và xây dựng
Việc bổ sung cellulose ether cải thiện đáng kể các tính chất lưu biến của vật liệu xây dựng, nghĩa là, hành vi dòng chảy và biến dạng của vật liệu dưới các lực lượng bên ngoài. Nó có thể cải thiện khả năng giữ nước và bôi trơn của vữa, tăng khả năng bơm và dễ xây dựng vật liệu. Trong quá trình xây dựng như phun, cạo và xây, cellulose ether giúp giảm sức đề kháng và cải thiện hiệu quả công việc, đồng thời đảm bảo lớp phủ đồng đều mà không bị chùng xuống.
6. Khả năng tương thích và bảo vệ môi trường
Cellulose ether có khả năng tương thích tốt với nhiều loại vật liệu xây dựng, bao gồm xi măng, thạch cao, vôi, v.v. Trong quá trình xây dựng, nó sẽ không phản ứng bất lợi với các thành phần hóa học khác để đảm bảo tính ổn định của vật liệu. Ngoài ra, cellulose ether là một chất phụ gia màu xanh lá cây và thân thiện với môi trường, chủ yếu có nguồn gốc từ các sợi thực vật tự nhiên, là vô hại đối với môi trường và đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường của vật liệu xây dựng hiện đại.
7. Các thành phần sửa đổi khác
Để cải thiện hơn nữa hiệu suất của cellulose ether, các thành phần biến đổi khác có thể được giới thiệu trong sản xuất thực tế. Ví dụ, một số nhà sản xuất sẽ tăng cường khả năng chống nước và kháng thời tiết của cellulose ether bằng cách kết hợp với silicone, parafin và các chất khác. Việc bổ sung các thành phần được sửa đổi này thường là để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như tăng khả năng chống thấm và độ bền của vật liệu trong lớp phủ tường bên ngoài hoặc vữa chống thấm nước.
Là một thành phần quan trọng trong vật liệu xây dựng, cellulose ether có các đặc tính đa chức năng, bao gồm làm dày, giữ nước và các đặc tính lưu biến được cải thiện. Các thành phần chính của nó là cấu trúc cơ bản cellulose và các nhóm thế được giới thiệu bởi phản ứng etherization. Các loại ete cellulose khác nhau có các ứng dụng và hiệu suất khác nhau trong vật liệu xây dựng do sự khác biệt trong các nhóm thế của chúng. Ether Cellulose không chỉ có thể cải thiện hiệu suất xây dựng của vật liệu, mà còn cải thiện chất lượng tổng thể và tuổi thọ dịch vụ của các tòa nhà. Do đó, ete cellulose có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các vật liệu xây dựng hiện đại.
Thời gian đăng: Tháng 9-18-2024