Eter celuloze je važan aditiv za građevinske materijale, koji se široko koristi u građevinskim malterima, git prahu, premazima i drugim proizvodima za poboljšanje fizičkih svojstava i građevinskih performansi materijala. Glavne komponente celuloznog etera uključuju osnovnu strukturu celuloze i supstituente uvedene hemijskom modifikacijom, koji mu daju jedinstvenu rastvorljivost, zgušnjavanje, zadržavanje vode i reološka svojstva.
1. Osnovna struktura celuloze
Celuloza je jedan od najčešćih polisaharida u prirodi, uglavnom se dobiva iz biljnih vlakana. On je osnovna komponenta celuloznog etra i određuje njegovu osnovnu strukturu i svojstva. Molekuli celuloze se sastoje od jedinica glukoze povezanih β-1,4-glikozidnim vezama da formiraju strukturu dugog lanca. Ova linearna struktura daje celulozi veliku čvrstoću i veliku molekularnu težinu, ali je njena rastvorljivost u vodi loša. Da bi se poboljšala rastvorljivost celuloze u vodi i prilagodila potrebama građevinskih materijala, celulozu je potrebno hemijski modifikovati.
2. Supstituenti-ključne komponente reakcije eterifikacije
Jedinstvena svojstva celuloznog etera uglavnom se postižu supstituentima uvedenim reakcijom eterifikacije između hidroksilne grupe (-OH) celuloznih i eterskih jedinjenja. Uobičajeni supstituenti uključuju metoksi (-OCH₃), etoksi (-OC₂H₅) i hidroksipropil (-CH₂CHOHCH₃). Uvođenjem ovih supstituenata mijenja se rastvorljivost, zgušnjavanje i zadržavanje vode celuloze. Prema različitim unesenim supstituentima, eteri celuloze se mogu podijeliti na metil celulozu (MC), hidroksietil celulozu (HEC), hidroksipropil metil celulozu (HPMC) i druge vrste.
Metil celuloza (MC): Metil celuloza nastaje uvođenjem metilnih supstituenata (-OCH₃) u hidroksilne grupe u molekulu celuloze. Ovaj celulozni eter ima dobru rastvorljivost u vodi i svojstva zgušnjavanja i široko se koristi u suvim malterima, lepkovima i premazima. MC odlično zadržava vodu i pomaže u smanjenju gubitka vode u građevinskim materijalima, osiguravajući prianjanje i čvrstoću maltera i praha za kit.
Hidroksietil celuloza (HEC): Hidroksietil celuloza nastaje uvođenjem hidroksietil supstituenata (-OC₂H₅), što je čini rastvorljivijom u vodi i otpornijom na soli. HEC se obično koristi u premazima na bazi vode, lateks bojama i građevinskim aditivima. Ima izvrsna svojstva zgušnjavanja i stvaranja filma i može značajno poboljšati konstrukcijske karakteristike materijala.
Hidroksipropil metilceluloza (HPMC): Hidroksipropil metilceluloza nastaje istovremenim uvođenjem hidroksipropil (-CH₂CHOHCH₃) i metil supstituenata. Ova vrsta celuloznog etera pokazuje odlično zadržavanje vode, mazivost i operativnost u građevinskim materijalima kao što su suhi malter, lepkovi za pločice i sistemi izolacije spoljašnjih zidova. HPMC takođe ima dobru temperaturnu otpornost i otpornost na mraz, tako da može efikasno poboljšati performanse građevinskih materijala u ekstremnim klimatskim uslovima.
3. Rastvorljivost u vodi i zgušnjavanje
Rastvorljivost celuloznog etra u vodi zavisi od vrste i stepena supstitucije supstituenta (tj. broja hidroksilnih grupa supstituisanih na svakoj jedinici glukoze). Odgovarajući stepen supstitucije omogućava molekulima celuloze da formiraju jednoličan rastvor u vodi, dajući materijalu dobra svojstva zgušnjavanja. U građevinskim materijalima, eteri celuloze kao zgušnjivači mogu povećati viskozitet maltera, spriječiti raslojavanje i segregaciju materijala, a time i poboljšati građevinske performanse.
4. Zadržavanje vode
Zadržavanje vode celuloznog etera ključno je za kvalitet građevinskih materijala. U proizvodima kao što su malter i prašak za kit, celulozni eter može formirati gust vodeni film na površini materijala kako bi sprečio prebrzo isparavanje vode, produžavajući tako otvoreno vreme i rad materijala. Ovo igra važnu ulogu u poboljšanju čvrstoće vezivanja i sprečavanju pucanja.
5. Reologija i konstrukcijske performanse
Dodatak celuloznog etera značajno poboljšava reološka svojstva građevinskih materijala, odnosno tečenje i deformacijsko ponašanje materijala pod vanjskim silama. Može poboljšati zadržavanje vode i mazivost maltera, povećati sposobnost pumpanja i jednostavnost izrade materijala. U procesu gradnje kao što je prskanje, struganje i zidanje, celulozni etar pomaže u smanjenju otpora i poboljšanju radne efikasnosti, istovremeno osiguravajući ujednačen premaz bez savijanja.
6. Kompatibilnost i zaštita životne sredine
Eter celuloze ima dobru kompatibilnost sa raznim građevinskim materijalima, uključujući cement, gips, kreč, itd. Tokom procesa izgradnje, neće negativno reagovati sa drugim hemijskim komponentama kako bi se osigurala stabilnost materijala. Osim toga, celulozni etar je zeleni i ekološki prihvatljiv aditiv, koji se uglavnom dobiva iz prirodnih biljnih vlakana, bezopasan je za okoliš i ispunjava zahtjeve zaštite okoliša modernih građevinskih materijala.
7. Ostali modificirani sastojci
Kako bi se dodatno poboljšale performanse celuloznog etera, u stvarnu proizvodnju mogu se uvesti i drugi modificirani sastojci. Na primjer, neki proizvođači će povećati otpornost na vodu i vremenske uvjete celuloznog etera miješanjem sa silikonom, parafinom i drugim tvarima. Dodavanje ovih modificiranih sastojaka obično je za ispunjavanje specifičnih zahtjeva primjene, kao što je povećanje antipropusnosti i izdržljivosti materijala u premazima vanjskih zidova ili vodootpornim malterima.
Kao važna komponenta u građevinskim materijalima, celulozni eter ima multifunkcionalna svojstva, uključujući zgušnjavanje, zadržavanje vode i poboljšana reološka svojstva. Njegove glavne komponente su osnovna struktura celuloze i supstituenti uvedeni reakcijom eterifikacije. Različite vrste etera celuloze imaju različite primjene i performanse u građevinskim materijalima zbog razlika u njihovim supstituentima. Eteri celuloze mogu ne samo poboljšati građevinske performanse materijala, već i poboljšati ukupni kvalitet i vijek trajanja zgrada. Stoga eteri celuloze imaju široku perspektivu primjene u modernim građevinskim materijalima.
Vrijeme objave: Sep-18-2024