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纤维素醚

时间:2016/3/2 16:31:00 来源:网友

英文名 cellulose ether 由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中每个葡萄糖基环含有三个羟基,第六碳原子上的伯羟基、第二、三个碳原子上的仲羟基,羟基中的氢被烃基取代而生成纤维素点击此处添加图片说明醚类衍生物。是纤维素高分子中羟基的氢被烃基取代的生成物。纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂,并具有热塑性。

概述

纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂,并具有热塑性。

性质

经醚化后的纤维素溶解性能发生显著变化,可溶解于水、稀酸、稀碱或有机溶剂,溶解度主要取决于三个因素:(1)醚化过程中所引入基团的特性,引入的基团越大则溶解度越低,引入的基团极性越强,纤维素醚越易溶于水;(2)取代度与醚化基团在大分子中的分布情况。大多数纤维素醚只能在一定取代度条件下,才溶解于水,取代度在0~3之间;(3)纤维素醚的聚合度,聚合度越高,越不易溶解;聚合度越低,能溶于水的取代度范围越宽。纤维素醚类品种繁多,性能优良,广泛用于建筑、水泥、石油、食品、纺织、洗涤剂、涂料、医药、造纸及电子元件等工业。

发展

中国是全球最大的纤维素醚生产和消费国,产量年均增长超过20%。据初步统计,中国现有纤维素醚生产企业达50家左右,纤维素醚行业设计产能已超过40万吨,1万吨以上的企业有20家左右,主要分布在山东、河北、重庆、江苏、浙江、上海等地。

需求

2011年中国CMC产能约为30万吨,随着医药、食品、日化等行业对高品质纤维素醚的需求不断增长,国内对CMC以外的其它纤维素醚类产品的需求量越来越大,MC/HPMC的产能约为12万吨,HEC的产能约为2万吨。PAC在国内尚处于推广应用阶段,随着大型海油田的开发,和建材、食品、化工等行业的发展,PAC用量和领域在逐年上升和拓宽,产能超过1万吨。

将高α-纤维素浆粕用碱溶液浸渍使之溶胀,以破坏较多的氢键,便于试剂扩散并生成碱纤维素,然后再与醚化剂反应,即可制得纤维素醚。醚化剂有烃基卤化物(或硫酸酯)、环氧化物和具有受电子体的α、β不饱和化合物等。

外加剂对建筑干混砂浆性能的改善具有关键性作用,在干混砂浆中占材料成本40%以上。国内市场相当一部分外加剂由国外制造商供应,产品的参考用量也由供应商提供。由此导致了干混砂浆产品成本居高不下,量大面广的普通砌筑和抹灰砂浆推广困难。高端市场产品由国外公司控制,干混砂浆生产厂商利润低,价格承受能力差;外加剂的应用缺乏系统性、针对性研究,盲从国外配方。

保水剂是改善干混砂浆保水性能的关键外加剂,也是决定干混砂浆材料成本的关键外加剂之一。纤维素醚的主要作用就是保水。

纤维素醚是碱纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称。碱纤维素被不同的醚化剂取代而得到不同的纤维素醚。按取代基的电离性能,纤维素醚可分为离子型(如羧甲基纤维素)和非离子型(如甲基纤维素)两大类。按取代基的种类,纤维素醚可分为单醚(如甲基纤维素)和混合醚(如羟丙基甲基纤维素)。按可溶解性不同,可分为水溶性(如羟乙基纤维素)和有机溶剂溶解性(如乙基纤维素)等。干混砂浆主要用水溶性纤维素,水溶性纤维素又分为速溶型和经过表面处理的延迟溶解型。

纤维素醚在砂浆中的作用机理如下:

(1)砂浆内的纤维素醚在水中溶解后,由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布,而纤维素醚作为一种保护胶体,“包裹”住固体颗粒,并在其外表面形成一层润滑膜,使砂浆体系更稳定,也提高了砂浆在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性。

(2)纤维素醚溶液由于自身分子结构特点,使砂浆中的水分不易失去,并在较长的一段时间内逐步释放,赋予砂浆良好的保水性和工作性。


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