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离子型纤维素醚
中国纤维素醚行业在线发布日期:(2007-9-20)
1. 概述
纤维素醚类是天然纤维素经化学改性得到的纤维素衍生物,是工业上最重要的水溶性聚合物之一,目前正在迅速发展。纤维素醚的生产原料丰富、品种繁多,具有许多独特的优良性质,在建筑、水泥、石油、食品、纺织、洗涤剂、涂料、医药、造纸以及电子元件等工业生产中得到广泛的应用,已成为世界范围内生产的工业品。
纤维素醚的品种繁多,现有品种已近千种,且还在不断增加,可按下列5种不同的方法进行分类,即:
(1)按标准水溶液的粘度;
(2)按取代基的类型;
(3)按取代度;
(4)按物理结构;
(5)按溶解性能。
按照取代基的类型,纤维素醚可分为单一醚和混合醚,单一醚中只有一种类型的取代基,如:***纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟***纤维素(HMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧***纤维素(CMC)和***乙基纤维素(CEC)等,混合醚中,纤维素醚分子链上可以有2种或2种以上的取代基,主要品种有:乙基羟乙基纤维素(EHEC)、乙基***纤维素(EMC)、羟乙基***纤维素(HEMC)、羟丙基***纤维素
(HPMC)、羟丁基***纤维素(HBMC)、羟丙基羟丁基纤维素(HPHBC)、羟乙基羟***纤维素(HEHMC)、羧***羟***纤维素(CMHMC)、羧***羟乙基纤维素(CMHEC)、羟***羟丙基纤维素(CMHPC)、羟***羟丁基纤维素(CMHBC)、羧******纤维素(CMMC)和羧***乙基纤维素等。
按电离性可分为:①离子型醚,如CMC; ②非离子型醚,如MC、HEC、HPMC等;③离子型与非离子型混合醚,如CMHEC、CMHP等。
按溶解性能可分为:①水溶性纤维素醚,如CMC、MC、HEC、HEMC、HPC、HPMC等;②有机溶性纤维素醚,如EC、CMC等。
2. 羧***纤维素
性质
(2)外观及溶解性纯净的CMC系白色或乳白色纤维状粉末或颗粒,无嗅无味,不溶于酸和甲醇、乙醇、***、***、***仿及苯等有机溶剂,而溶于水。取代度是对其水溶性影响的重要因素,CMC的粘度对水溶性的影响也很大,通常粘度在25~50Pa?s之间,,逐渐呈碱溶性。。随着取代度的上升,溶液的透明度也相应改善。另外,置换的均一性对溶解性能也有较大的影响。
(3)吸湿性CMC的平衡水分,随空气湿度的升高而增加,随温度的升高而减少,在室温和平均湿度80%~85%时,平衡水分在26%以上,而产品中水分约10%,比平衡水分低。从它形态来看,即使含水在15%左右,外观也看不出差别。但当含水率达到20%以上时,就能看出部分粒子间的相互粘附,粘度越高越明显。像CMC那样有极性的高分子化合物支配其吸湿程度的除相对湿度外,还有极性的数目。取代度高,即极性基数目多,
其吸湿性就大,还有就是结晶度的影响,结晶度高的吸湿性就小。
(4)相溶性CMC与其它水溶性胶、软化剂及树脂均有相容性。如与动物胶、二甲氧基二甲脲凝胶、阿拉伯胶、果胶、黄耆胶及乙二醇、三梨醇、丙三醇、转化糖、可溶性淀粉、海藻酸钠等均能相容。与乳酪素、三聚***氨甲醛树脂与已二醇的化合物、脲甲醛乙二醇树脂、***纤维素、聚乙烯醇、磷酸三已酸和水玻璃亦能相容,但程度稍差。无机盐与1%CMC溶液的相容性大都均可。
(5)解离常数在CMC的巨大高分子基体中,有许多电解基(羧***),它与乙酸酸性差不多,其解离常数为5×10-5。此解离强度对CMC的电气性质有颇大影响。
(6)溶液粘度CMC的重要特性,是溶解于水后形成一定粘度的胶体溶液。其稀溶液、浓溶液及影响粘度的因素如下。
①稀溶液的粘度CMC稀溶液的粘度与一般高分子电解质相类似,遵循下列公式:
其中,A、B、C、D均为常数;C为溶液粘度
高粘度产品采用上述公式不太适合,而低粘度及中粘度产品即使浓度范围较广也适合,。否则D就不是常数。考虑到这一点,日本学者松村将D改为KC2,设立了下式:
式中的常数A、B及K见表1。
②浓溶液的粘度随着溶液浓度的增大,粘度急剧上升,含量在
2%~3%时,溶液差不多呈现透明冻胶状。溶液的粘度除与纤维素的聚合度及其分布有关处,还随着溶液浓度、PH值、温度、流速梯度、取代度不同而改变。
③影响粘度的因素
a、溶液浓度的影响无论高、中、低粘度的CMC,其粘主工均随溶液浓度的增加而上升,溶液浓度与粘度的对值近似直线关系。高粘度者更为明显。
表1CMC及其它高分子电介质常数
b、PH值的影响1%~,且最稳定。~