Целулозният етер е важна добавка за строителни материали, широко използвана в строителни хоросани, шпакловки на прах, покрития и други продукти за подобряване на физическите свойства и конструктивните характеристики на материала. Основните компоненти на целулозния етер включват основната структура на целулозата и заместителите, въведени чрез химическа модификация, които му придават уникална разтворимост, сгъстяване, задържане на вода и реологични свойства.
1. Основна структура на целулозата
Целулозата е един от най-често срещаните полизахариди в природата, получен главно от растителни влакна. Той е основният компонент на целулозния етер и определя неговата основна структура и свойства. Молекулите на целулозата са съставени от глюкозни единици, свързани с β-1,4-гликозидни връзки, за да образуват структура с дълга верига. Тази линейна структура дава на целулозата висока якост и високо молекулно тегло, но нейната разтворимост във вода е лоша. За да се подобри водоразтворимостта на целулозата и да се адаптира към нуждите на строителните материали, целулозата трябва да бъде химически модифицирана.
2. Заместители-ключови компоненти на реакцията на етерификация
Уникалните свойства на целулозния етер се постигат главно от заместителите, въведени от реакцията на етерификация между хидроксилната група (-OH) на целулозата и етерните съединения. Общите заместители включват метокси (-OCH3), етокси (-OC2H5) и хидроксипропил (-CH2CHOHCH3). Въвеждането на тези заместители променя разтворимостта, сгъстяването и задържането на вода на целулозата. Според различните въведени заместители целулозните етери могат да бъдат разделени на метил целулоза (MC), хидроксиетил целулоза (HEC), хидроксипропил метил целулоза (HPMC) и други видове.
Метилцелулоза (MC): Метилцелулозата се образува чрез въвеждане на метилови заместители (-OCH3) в хидроксилните групи в целулозната молекула. Този целулозен етер има добра разтворимост във вода и сгъстяващи свойства и се използва широко в сух хоросан, лепила и покрития. MC притежава отлично задържане на вода и спомага за намаляване на загубата на вода в строителните материали, осигурявайки адхезията и здравината на хоросана и шпакловката на прах.
Хидроксиетил целулоза (HEC): Хидроксиетил целулозата се образува чрез въвеждане на хидроксиетил целулоза (-OC₂H5), което я прави по-водоразтворима и устойчива на сол. HEC обикновено се използва в покрития на водна основа, латексни бои и строителни добавки. Има отлични свойства за уплътняване и образуване на филм и може значително да подобри строителните характеристики на материалите.
Хидроксипропил метилцелулоза (НРМС): Хидроксипропил метилцелулозата се образува чрез едновременното въвеждане на хидроксипропил (-CH₂CHOHCH3) и метилови заместители. Този тип целулозен етер показва отлично задържане на вода, смазваща способност и работоспособност в строителни материали като сух хоросан, лепила за плочки и системи за изолация на външни стени. HPMC също има добра температурна устойчивост и устойчивост на замръзване, така че може ефективно да подобри работата на строителните материали при екстремни климатични условия.
3. Водоразтворимост и сгъстяване
Водоразтворимостта на целулозния етер зависи от вида и степента на заместване на заместителя (т.е. броя на хидроксилните групи, заместени във всяка глюкозна единица). Подходящата степен на заместване позволява на целулозните молекули да образуват равномерен разтвор във вода, което придава на материала добри свойства за сгъстяване. В строителните материали целулозните етери като сгъстители могат да увеличат вискозитета на хоросана, да предотвратят стратификацията и сегрегацията на материалите и по този начин да подобрят строителните характеристики.
4. Задържане на вода
Водозадържането на целулозния етер е от решаващо значение за качеството на строителните материали. В продукти като хоросан и шпакловка на прах, целулозен етер може да образува плътен воден филм върху повърхността на материала, за да предотврати прекалено бързото изпаряване на водата, като по този начин удължава отвореното време и работоспособността на материала. Това играе важна роля за подобряване на здравината на свързване и предотвратяване на напукване.
5. Реология и конструктивни характеристики
Добавянето на целулозен етер значително подобрява реологичните свойства на строителните материали, тоест течливостта и поведението на деформация на материалите под въздействието на външни сили. Може да подобри задържането на вода и смазването на хоросана, да увеличи изпомпваемостта и лекотата на изграждане на материали. В строителния процес, като пръскане, изстъргване и зидария, целулозен етер помага за намаляване на съпротивлението и подобряване на работната ефективност, като същевременно осигурява равномерно покритие без увисване.
6. Съвместимост и защита на околната среда
Целулозният етер има добра съвместимост с различни строителни материали, включително цимент, гипс, вар и др. По време на строителния процес той няма да реагира неблагоприятно с други химически компоненти, за да се гарантира стабилността на материала. В допълнение, целулозен етер е зелена и екологична добавка, която се извлича главно от естествени растителни влакна, безвредна е за околната среда и отговаря на изискванията за опазване на околната среда на съвременните строителни материали.
7. Други модифицирани съставки
За да се подобри допълнително работата на целулозния етер, други модифицирани съставки могат да бъдат въведени в действителното производство. Например, някои производители ще подобрят водоустойчивостта и устойчивостта на атмосферни влияния на целулозния етер чрез смесване със силикон, парафин и други вещества. Добавянето на тези модифицирани съставки обикновено е, за да се изпълнят специфични изисквания за приложение, като например увеличаване на антипропускливостта и издръжливостта на материала в покрития за външни стени или водоустойчиви хоросани.
Като важен компонент в строителните материали, целулозният етер има многофункционални свойства, включително сгъстяване, задържане на вода и подобрени реологични свойства. Основните му компоненти са основната структура на целулозата и заместителите, въведени от реакцията на етерификация. Различните видове целулозни етери имат различни приложения и характеристики в строителните материали поради разликите в техните заместители. Целулозните етери могат не само да подобрят строителните характеристики на материалите, но и да подобрят цялостното качество и експлоатационния живот на сградите. Следователно целулозните етери имат широки перспективи за приложение в съвременните строителни материали.
Време на публикуване: 18 септември 2024 г