Éter celulózy je dôležitá prísada do stavebného materiálu, ktorá sa široko používa v stavebných maltách, tmeloch, náteroch a iných výrobkoch na zlepšenie fyzikálnych vlastností a konštrukčného výkonu materiálu. Medzi hlavné zložky éteru celulózy patrí základná štruktúra celulózy a chemickou modifikáciou zavedené substituenty, ktoré jej dodávajú jedinečnú rozpustnosť, zahusťovanie, zadržiavanie vody a reologické vlastnosti.
1. Základná štruktúra celulózy
Celulóza je jedným z najbežnejších polysacharidov v prírode, pochádza najmä z rastlinných vlákien. Je základnou zložkou éteru celulózy a určuje jeho základnú štruktúru a vlastnosti. Molekuly celulózy sú zložené z glukózových jednotiek spojených β-1,4-glykozidovými väzbami, aby vytvorili štruktúru s dlhým reťazcom. Táto lineárna štruktúra dáva celulóze vysokú pevnosť a vysokú molekulovú hmotnosť, ale jej rozpustnosť vo vode je zlá. Aby sa zlepšila rozpustnosť celulózy vo vode a prispôsobila sa potrebám stavebných materiálov, je potrebné celulózu chemicky upravovať.
2. Substituenty - kľúčové zložky eterifikačnej reakcie
Jedinečné vlastnosti éteru celulózy sa dosahujú najmä substituentmi zavedenými eterifikačnou reakciou medzi hydroxylovou skupinou (-OH) celulózy a éterovými zlúčeninami. Bežné substituenty zahŕňajú metoxy (-OCH3), etoxy (-OC2H5) a hydroxypropyl (-CH2CHOHCH3). Zavedenie týchto substituentov mení rozpustnosť, zahusťovanie a zadržiavanie vody celulózy. Podľa rôznych zavedených substituentov možno étery celulózy rozdeliť na metylcelulózu (MC), hydroxyetylcelulózu (HEC), hydroxypropylmetylcelulózu (HPMC) a ďalšie typy.
Metylcelulóza (MC): Metylcelulóza vzniká zavedením metylových substituentov (-OCH3) do hydroxylových skupín v molekule celulózy. Tento éter celulózy má dobrú rozpustnosť vo vode a zahusťovacie vlastnosti a je široko používaný v suchých maltách, lepidlách a náteroch. MC výborne zadržiava vodu a pomáha znižovať straty vody v stavebných materiáloch, čím zaisťuje priľnavosť a pevnosť malty a práškového tmelu.
Hydroxyetylcelulóza (HEC): Hydroxyetylcelulóza vzniká zavedením hydroxyetylových substituentov (-OC₂H₅), vďaka čomu je vo vode rozpustnejšia a odolná voči soliam. HEC sa bežne používa v náteroch na vodnej báze, latexových farbách a stavebných prísadách. Má vynikajúce zahusťovacie a filmotvorné vlastnosti a môže výrazne zlepšiť konštrukčné vlastnosti materiálov.
Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC): Hydroxypropylmetylcelulóza vzniká súčasným zavedením hydroxypropylových (-CH2CHOHCH3) a metylových substituentov. Tento typ éteru celulózy sa vyznačuje vynikajúcou retenciou vody, klznosťou a prevádzkyschopnosťou v stavebných materiáloch, ako je suchá malta, lepidlá na obkladačky a systémy izolácie vonkajších stien. HPMC má tiež dobrú teplotnú odolnosť a mrazuvzdornosť, takže môže účinne zlepšiť výkon stavebných materiálov v extrémnych klimatických podmienkach.
3. Rozpustnosť vo vode a zahusťovanie
Rozpustnosť éteru celulózy vo vode závisí od typu a stupňa substitúcie substituenta (tj počtu hydroxylových skupín substituovaných na každej jednotke glukózy). Vhodný stupeň substitúcie umožňuje molekulám celulózy tvoriť jednotný roztok vo vode, čo dáva materiálu dobré zahusťovacie vlastnosti. V stavebných materiáloch môžu étery celulózy ako zahusťovadlá zvýšiť viskozitu malty, zabrániť stratifikácii a segregácii materiálov, a tým zlepšiť vlastnosti konštrukcie.
4. Zadržiavanie vody
Zadržiavanie vody éterom celulózy je rozhodujúce pre kvalitu stavebných materiálov. Vo výrobkoch, ako je malta a tmel, môže éter celulózy vytvoriť na povrchu materiálu hustý vodný film, ktorý zabráni príliš rýchlemu odparovaniu vody, čím sa predĺži otvorený čas a použiteľnosť materiálu. To hrá dôležitú úlohu pri zlepšovaní pevnosti spoja a predchádzaní praskaniu.
5. Reológia a výkonnosť konštrukcie
Prídavok éteru celulózy výrazne zlepšuje reologické vlastnosti stavebných materiálov, teda tokové a deformačné správanie materiálov pri vonkajších silách. Môže zlepšiť zadržiavanie vody a klzkosť malty, zvýšiť čerpateľnosť a jednoduchosť konštrukcie materiálov. V procese výstavby, ako je striekanie, škrabanie a murovanie, celulózový éter pomáha znižovať odpor a zlepšovať efektivitu práce, pričom zaisťuje rovnomerný náter bez priehybu.
6. Kompatibilita a ochrana životného prostredia
Éter celulózy má dobrú kompatibilitu s rôznymi stavebnými materiálmi, vrátane cementu, sadry, vápna atď. Počas procesu výstavby nebude nepriaznivo reagovať s inými chemickými zložkami, aby sa zabezpečila stabilita materiálu. Okrem toho je celulózový éter zelená a ekologicky nezávadná prísada, ktorá pochádza hlavne z prírodných rastlinných vlákien, je nezávadná pre životné prostredie a spĺňa požiadavky na ochranu životného prostredia pre moderné stavebné materiály.
7. Iné modifikované zložky
Aby sa ďalej zlepšila účinnosť éteru celulózy, môžu sa do skutočnej výroby zaviesť iné modifikované zložky. Niektorí výrobcovia napríklad zvýšia odolnosť éteru celulózy voči vode a poveternostným vplyvom zmiešaním so silikónom, parafínom a inými látkami. Pridanie týchto modifikovaných zložiek má zvyčajne spĺňať špecifické aplikačné požiadavky, ako je zvýšenie antipermeability a odolnosti materiálu vo vonkajších náteroch stien alebo vodotesných maltách.
Ako dôležitá zložka v stavebných materiáloch má celulózový éter multifunkčné vlastnosti vrátane zahusťovania, zadržiavania vody a zlepšených reologických vlastností. Jeho hlavnými zložkami sú základná štruktúra celulózy a substituenty zavedené eterifikačnou reakciou. Rôzne typy éterov celulózy majú rôzne aplikácie a vlastnosti v stavebných materiáloch v dôsledku rozdielov v ich substituentoch. Étery celulózy môžu nielen zlepšiť konštrukčné vlastnosti materiálov, ale aj zlepšiť celkovú kvalitu a životnosť budov. Preto majú celulózové étery široké uplatnenie v moderných stavebných materiáloch.
Čas odoslania: 18. september 2024