Celluloseether er et vigtigt byggematerialeadditiv, der er meget udbredt i byggemørtel, kitpulver, belægning og andre produkter for at forbedre materialets fysiske egenskaber og konstruktionsydelse. Hovedkomponenterne i celluloseether omfatter cellulosens grundstruktur og substituenterne introduceret ved kemisk modifikation, som giver den enestående opløselighed, fortykning, vandretention og rheologiske egenskaber.
1. Cellulose grundstruktur
Cellulose er et af de mest almindelige polysaccharider i naturen, hovedsageligt afledt af plantefibre. Det er kernekomponenten i celluloseether og bestemmer dens grundlæggende struktur og egenskaber. Cellulosemolekyler er sammensat af glucosenheder forbundet med β-1,4-glykosidbindinger for at danne en langkædet struktur. Denne lineære struktur giver cellulose høj styrke og høj molekylvægt, men dens opløselighed i vand er dårlig. For at forbedre vandopløseligheden af cellulose og tilpasse sig byggematerialernes behov, skal cellulose modificeres kemisk.
2. Substituenter-nøglekomponenter af etherificeringsreaktion
De unikke egenskaber ved celluloseether opnås hovedsageligt af de substituenter, der indføres ved etherificeringsreaktionen mellem hydroxylgruppen (-OH) i cellulose og etherforbindelser. Almindelige substituenter indbefatter methoxy (-OCH3), ethoxy (-OC2H5) og hydroxypropyl (-CH2CHOHCH3). Indførelsen af disse substituenter ændrer celluloses opløselighed, fortykkelse og vandretention. Ifølge de forskellige indførte substituenter kan celluloseethere opdeles i methylcellulose (MC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) og andre typer.
Methylcellulose (MC): Methylcellulose dannes ved at indføre methylsubstituenter (-OCH3) i hydroxylgrupperne i cellulosemolekylet. Denne celluloseether har god vandopløselighed og fortykkende egenskaber og er meget udbredt i tørmørtel, klæbemidler og belægninger. MC har fremragende vandretention og hjælper med at reducere vandtab i byggematerialer, hvilket sikrer vedhæftningen og styrken af mørtel og spartelpulver.
Hydroxyethylcellulose (HEC): Hydroxyethylcellulose dannes ved at indføre hydroxyethylsubstituenter (-OC₂H5), hvilket gør det mere vandopløseligt og saltbestandigt. HEC er almindeligt anvendt i vandbaserede belægninger, latexmaling og bygningsadditiver. Det har fremragende fortykkelses- og filmdannende egenskaber og kan forbedre materialernes konstruktionsevne betydeligt.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC): Hydroxypropylmethylcellulose dannes ved samtidig introduktion af hydroxypropyl (-CH2CHOHCH3) og methylsubstituenter. Denne type celluloseether udviser fremragende vandretention, smøreevne og funktionsdygtighed i byggematerialer, såsom tørmørtel, fliseklæbemidler og ydervægsisoleringssystemer. HPMC har også god temperaturbestandighed og frostbestandighed, så det effektivt kan forbedre byggematerialernes ydeevne under ekstreme klimatiske forhold.
3. Vandopløselighed og fortykkelse
Vandopløseligheden af celluloseether afhænger af typen og graden af substitution af substituenten (dvs. antallet af hydroxylgrupper substitueret på hver glucosenhed). Den passende grad af substitution gør det muligt for cellulosemolekyler at danne en ensartet opløsning i vand, hvilket giver materialet gode fortykningsegenskaber. I byggematerialer kan celluloseethere som fortykningsmidler øge viskositeten af mørtel, forhindre lagdeling og adskillelse af materialer og dermed forbedre konstruktionens ydeevne.
4. Vandophobning
Vandtilbageholdelsen af celluloseether er afgørende for kvaliteten af byggematerialer. I produkter som mørtel og spartelpulver kan celluloseether danne en tæt vandfilm på overfladen af materialet for at forhindre vand i at fordampe for hurtigt og derved forlænge materialets åbentid og funktionsdygtighed. Dette spiller en vigtig rolle i at forbedre bindingsstyrken og forhindre revner.
5. Reologi og konstruktionsydelse
Tilsætningen af celluloseether forbedrer væsentligt byggematerialernes rheologiske egenskaber, det vil sige materialers flow og deformationsadfærd under eksterne kræfter. Det kan forbedre vandretentionen og smøreevnen af mørtel, øge pumpbarheden og lette konstruktionen af materialer. I byggeprocessen som sprøjtning, skrabning og murværk hjælper celluloseether med at reducere modstanden og forbedre arbejdseffektiviteten, samtidig med at den sikrer ensartet belægning uden at hænge.
6. Kompatibilitet og miljøbeskyttelse
Celluloseether har god kompatibilitet med en række forskellige byggematerialer, herunder cement, gips, kalk osv. Under byggeprocessen vil den ikke reagere negativt med andre kemiske komponenter for at sikre materialets stabilitet. Derudover er celluloseether et grønt og miljøvenligt tilsætningsstof, som hovedsageligt er afledt af naturlige plantefibre, er uskadeligt for miljøet og opfylder miljøbeskyttelseskravene for moderne byggematerialer.
7. Andre modificerede ingredienser
For yderligere at forbedre ydeevnen af celluloseether kan andre modificerede ingredienser introduceres i den faktiske produktion. For eksempel vil nogle producenter forbedre vandbestandigheden og vejrbestandigheden af celluloseether ved at blande med silikone, paraffin og andre stoffer. Tilføjelsen af disse modificerede ingredienser er normalt for at opfylde specifikke anvendelseskrav, såsom at øge materialets anti-permeabilitet og holdbarhed i ydervægsbelægninger eller vandtætte mørtler.
Som en vigtig komponent i byggematerialer har celluloseether multifunktionelle egenskaber, herunder fortykkelse, vandretention og forbedrede rheologiske egenskaber. Dens hovedkomponenter er cellulosebasisstrukturen og substituenterne introduceret ved etherificeringsreaktionen. Forskellige typer celluloseethere har forskellige anvendelser og ydeevner i byggematerialer på grund af forskellene i deres substituenter. Celluloseethere kan ikke kun forbedre konstruktionens ydeevne af materialer, men også forbedre bygningers overordnede kvalitet og levetid. Derfor har celluloseethere brede anvendelsesmuligheder i moderne byggematerialer.
Indlægstid: 18. september 2024