Éter de celuloseÉ feito de celulose por reação de eterificação com um ou mais agentes de eterificação e moagem a seco. De acordo com as diferentes estruturas químicas dos substituintes éter, os éteres de celulose podem ser divididos em éteres aniônicos, catiônicos e não iônicos. Os éteres de celulose iônicos incluem principalmente éteres de carboximetilcelulose (CMC); os éteres de celulose não iônicos incluem principalmente éter de metilcelulose (MC), éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e éter de hidroxietilcelulose (HC). Os éteres não iônicos são subdivididos em éteres solúveis em água e éteres solúveis em óleo, sendo utilizados principalmente em argamassas. Na presença de íons de cálcio, o éter de celulose iônico é instável, sendo raramente utilizado em argamassas secas misturadas com cimento, cal hidratada e outros materiais cimentícios. Os éteres de celulose não iônicos solúveis em água são amplamente utilizados na indústria de materiais de construção devido à sua estabilidade de suspensão e propriedades de retenção de água.
1. Propriedades químicas do éter de celulose
Cada éter de celulosepossui a estrutura básica da celulose – a estrutura da glicose desidratada. No processo de produção do éter de celulose, as fibras de celulose são primeiramente aquecidas em uma solução alcalina e, em seguida, tratadas com agentes de eterificação. Os produtos fibrosos da reação são purificados e moídos para formar um pó uniforme com certa finura.
Durante o processo de produção do MC, apenas o cloreto de metano é utilizado como agente eterificante; Além do uso do cloreto de metano na produção deHPMCO epóxi propileno também é usado para obter substituintes hidroxipropil. Vários éteres de celulose apresentam diferentes taxas de substituição de metil e hidroxipropil, o que afeta a solubilidade orgânica da solução de éter de celulose, a temperatura do gel térmico e outras propriedades.
2. Cenários de aplicação do éter de celulose
Éter de celuloseÉ um polímero semissintético não iônico com propriedades hidrossolúveis e à base de solventes, e seus efeitos variam em diferentes indústrias. Por exemplo, em materiais de construção químicos, apresenta os seguintes efeitos compostos:
① Agente de retenção de água ② Espessante ③ Propriedade de nivelamento ④ Propriedade de formação de filme ⑤ Adesivo
NoPVCNa indústria farmacêutica, é um emulsificante e dispersante; na indústria farmacêutica, a celulose é um tipo de ligante e material estrutural de liberação lenta e, justamente por apresentar múltiplos efeitos compostos, seus campos de aplicação também são os mais abrangentes. A seguir, abordaremos os métodos de uso e as funções do éter de celulose em diversos materiais de construção.
(1) Em tinta látex:
Na indústria de tintas látex, é necessário escolherhidroxietilcelulose. A especificação geral para viscosidade igual é RT30000-5000cps, que corresponde à especificação HBR250. A dosagem de referência é geralmente em torno de 1,5 ‰ -2 ‰. O principal papel do hidroxietil na tinta látex é espessar, prevenir o gel do pigmento, contribuir para a dispersão do pigmento, estabilidade do látex, melhorar a viscosidade dos componentes e contribuir para o desempenho de nivelamento da construção: a hidroxietilcelulose é fácil de usar, pode ser dissolvida em água fria e água quente e não é afetada pelo valor de pH. Pode ser usada com segurança entre o valor de PI 2-12. Os três métodos a seguir são usados: I Adicionar diretamente na produção: Este método deve escolher o tipo retardado de hidroxietilcelulose, com um tempo de dissolução de mais de 30 minutos. As etapas de uso são as seguintes: ① Coloque uma quantidade quantitativa de água pura no recipiente equipado com um agitador de alta tensão; ② Comece a mexer em baixa velocidade sem parar. Ao mesmo tempo, adicione hidroxietil lenta e uniformemente à solução. ③ Continue mexendo até que todas as partículas estejam úmidas. ④ Adicione outros aditivos e aditivos alcalinos. ⑤ Mexa até que todo o hidroxietil esteja completamente dissolvido. Em seguida, adicione os outros componentes da fórmula e triture até obter o produto final. II. Preparação do licor-mãe para uso: Este método pode ser do tipo instantâneo e tem efeito antimofo na celulose. A vantagem deste método é que ele tem grande flexibilidade e pode ser adicionado diretamente à tinta látex. O método de preparação é o mesmo das etapas ① a ④. III. Preparação de substâncias semelhantes a congee para uso futuro: Como os solventes orgânicos são solventes ruins (insolúvel) para hidroxietil, esses solventes podem ser usados para preparar substâncias semelhantes a congee. O solvente orgânico mais comumente usado é o líquido orgânico na fórmula da tinta de emulsão, como etilenoglicol, propilenoglicol e agente formador de filme (como acetato de butila de dietilenoglicol). O mingau, como a hidroxietilcelulose, pode ser adicionado diretamente à tinta e então continuar a mexer até dissolver completamente.
(2) Na raspagem de massa de parede:
Atualmente, a massa de vidraceiro ecológica, resistente à água e à abrasão, é basicamente valorizada na maioria das cidades chinesas. Nos últimos anos, devido à emissão de gás formaldeído da massa de vidraceiro feita de adesivo de construção, que prejudica a saúde das pessoas, o adesivo de construção tem sido preparado pela reação acetal de álcool polivinílico e formaldeído. Portanto, esse material está sendo gradualmente eliminado pelas pessoas, e o substituto para esse material são os produtos da série éter de celulose, o que significa desenvolver materiais de construção ecologicamente corretos. A celulose é atualmente o único material disponível. Em massa de vidraceiro resistente à água, ela pode ser dividida em dois tipos: massa de vidraceiro em pó seco e massa de vidraceiro em pasta. Geralmente, a metilcelulose modificada e a hidroxipropilmetilmetil são escolhidas como os dois tipos de massa de vidraceiro, e a especificação de viscosidade é geralmente entre 30.000 e 60.000 cps. A principal função da celulose na massa de vidraceiro é reter água, unir e lubrificar. Devido às diferentes fórmulas de massa de vidraceiro de vários fabricantes, algumas são de cálcio cinza, cálcio leve, cimento branco, etc., enquanto outras são de pó de gesso, cálcio cinza, cálcio leve, etc., as especificações, viscosidade e quantidade de infiltração de celulose para as duas fórmulas também são diferentes, com uma quantidade geral de adição de cerca de 2 ‰ -3 ‰. Na construção de massa de vidraceiro para parede de raspagem, devido à certa absorção de água da superfície de base da parede (a taxa de absorção de água de paredes de tijolo é de 13%, e a taxa de absorção de água de concreto é de 3-5%), juntamente com a evaporação externa, se a massa de vidraceiro perder água muito rapidamente, isso causará rachaduras ou descascamento do pó, enfraquecendo assim a resistência da massa de vidraceiro. Portanto, a adição de éter de celulose resolverá esse problema. No entanto, a qualidade do material de enchimento, especialmente a qualidade do cálcio cinza, também é extremamente importante. Devido à alta viscosidade da celulose, ela também aumenta a flutuabilidade da massa, evita a flacidez durante a construção e proporciona uma raspagem mais confortável e econômica. O éter de celulose presente na massa em pó precisa ser adicionado adequadamente na fábrica. Sua produção e uso são relativamente convenientes, e o material de enchimento e os aditivos podem ser misturados uniformemente com o pó seco. A construção também é relativamente conveniente, e a distribuição de água no local depende da quantidade utilizada.
(3) Argamassa de concreto:
Na argamassa de concreto, para atingir a resistência final, é necessário hidratar completamente o cimento. Especialmente na construção de verão, quando a perda de água da argamassa de concreto é muito rápida, medidas de hidratação completa são tomadas para manter e borrifar água. Esse método causa desperdício de recursos hídricos e inconvenientes na operação, e a chave é que a água esteja apenas na superfície, enquanto a hidratação interna ainda é incompleta. Portanto, a solução para esse problema é: Adicionar oito agentes de retenção de água, celulose, ao concreto de argamassa geralmente seleciona hidroxipropilmetilcelulose ou metilcelulose, com especificações de viscosidade variando de 20.000 a 60.000 cps e uma quantidade de adição de 2% a 3%. Em torno, a taxa de retenção de água pode ser aumentada para mais de 85%. O método de uso em concreto de argamassa é misturar o pó seco uniformemente e, em seguida, despejar água na boca.
(4) No reboco de gesso, na colagem de gesso e na calafetagem de gesso:
Com o rápido desenvolvimento da indústria da construção, a demanda por novos materiais de construção também aumenta a cada dia. Devido à crescente conscientização sobre a proteção ambiental e à melhoria contínua da eficiência da construção, os produtos de gesso cimentício têm se desenvolvido rapidamente. Atualmente, os produtos de gesso mais comuns incluem gesso para reboco, gesso para colagem, gesso embutido, ligante para telhas, etc. O gesso para reboco é um material de alta qualidade para reboco de paredes internas e lajes de telhado. As paredes utilizadas para reboco são delicadas e lisas, sem descascar o pó e firmemente aderentes à base, sem rachar ou descascar, e com função de proteção contra incêndio. O gesso colado é um novo tipo de ligante leve para placas de construção, feito de gesso como material de base e adicionado com vários aditivos de força. É adequado para colagem entre vários materiais inorgânicos de paredes de construção e possui as características de não ser tóxico, inodoro, ter resistência inicial, presa rápida e forte colagem. É um material de suporte para construção de placas e blocos de construção. O enchimento de juntas de gesso é um material de preenchimento para vãos entre placas de gesso, bem como um enchimento de reparo para paredes e rachaduras. Esses produtos de gesso têm uma série de funções diferentes. Além do gesso e enchimentos relacionados, a questão principal é que os aditivos de éter de celulose adicionados desempenham um papel dominante. Devido ao fato de o gesso ser dividido em gesso anidro e gesso hemi-hidratado, diferentes tipos de gesso têm efeitos diferentes no desempenho do produto. Portanto, espessamento, retenção de água e retardamento determinam a qualidade dos materiais de construção de gesso. O problema comum com esses materiais é a formação de cavidades e rachaduras, e a resistência inicial não pode ser alcançada. Para resolver esse problema, é necessário escolher o modelo de celulose e o método de utilização do composto de retardadores. Nesse sentido, metil ou hidroxipropilmetil é geralmente escolhido como 30.000 a 60.000 cps, com uma quantidade de adição de 1,5% a 2%. Entre elas, a celulose se concentra em suas propriedades de retenção de água, retardamento e lubrificação. No entanto, não é possível usar éter de celulose como retardante neste processo, sendo necessário adicionar ácido cítrico como retardante para misturar e usar sem afetar a resistência inicial. A taxa de retenção de água geralmente se refere à quantidade de perda natural de água sem absorção externa de água. Se a parede estiver seca, a absorção de água e a evaporação natural da superfície da base fazem com que o material perca água muito rapidamente, o que também causará cavidades e rachaduras. Este método de uso é para misturar pó seco. Ao preparar uma solução, consulte o método de preparação da solução.
(5) Argamassa isolante
A argamassa isolante é um novo tipo de material de isolamento para paredes internas na região norte, sendo um material de parede composto por materiais isolantes, argamassa e adesivos. A celulose desempenha um papel fundamental na ligação e no aumento da resistência deste material. Geralmente, opta-se pela metilcelulose com alta viscosidade (cerca de 10000eps), e a dosagem varia entre 2 ‰ e 3 ‰. O método de aplicação é a mistura de pó seco.
(6) Agente interfacial
O agente de interface deve serHPMC20.000 cps, e o adesivo para azulejos deve ser superior a 60.000 cps. No agente de interface, o foco deve ser no agente espessante, que pode melhorar a resistência à tração e a resistência à flecha. Aplique um agente retentor de água na colagem dos azulejos para evitar que caiam rapidamente devido à perda de água.
3. Situação da cadeia industrial
(1) Indústria a montante
As principais matérias-primas necessárias para a produçãoéter de celuloseincluem algodão refinado (ou polpa de madeira) e alguns solventes químicos comumente utilizados, como epóxi propano, clorometano, álcali líquido, álcali em flocos, óxido de etileno, tolueno e outros materiais auxiliares. As empresas a montante deste setor incluem empresas de produção de algodão refinado e polpa de madeira, bem como algumas empresas químicas. As flutuações nos preços das principais matérias-primas mencionadas acima terão impactos variados no custo de produção e no preço de venda do éter de celulose.
O custo do algodão refinado é relativamente alto. Tomando como exemplo o éter de celulose de grau de material de construção, durante o período do relatório, a proporção do custo do algodão refinado para o custo de vendas do éter de celulose de grau de material de construção foi de 31,74%, 28,50%, 26,59% e 26,90%, respectivamente. A flutuação dos preços do algodão refinado afetará o custo de produção do éter de celulose. A principal matéria-prima para a produção de algodão refinado é o linter de algodão. O linter de algodão é um dos subprodutos do processo de produção do algodão, usado principalmente para a produção de produtos como polpa de algodão, algodão refinado e nitrocelulose. Há uma diferença significativa no valor de utilização e uso do linter de algodão e do algodão, e seus preços são significativamente menores do que os do algodão, mas há uma certa correlação com a flutuação dos preços do algodão. A flutuação do preço do linter de algodão afetará o preço do algodão refinado.
As flutuações drásticas nos preços do algodão refinado terão impactos variados no controle dos custos de produção, na precificação dos produtos e na lucratividade das empresas do setor. No contexto de preços mais altos para o algodão refinado e preços relativamente mais baixos para a polpa de madeira, a fim de reduzir custos, a polpa de madeira pode ser usada como um substituto e suplemento para o algodão refinado, principalmente para a produção de éteres de celulose com menor viscosidade, como éteres de celulose de grau farmacêutico e alimentício. De acordo com dados do site do Departamento Nacional de Estatísticas, em 2013, a área de plantio de algodão da China era de 4,35 milhões de hectares, e a produção nacional de algodão era de 6,31 milhões de toneladas. De acordo com dados estatísticos da Associação da Indústria de Celulose da China, em 2014, a produção total de algodão refinado pelas principais empresas nacionais de produção de algodão refinado foi de 332.000 toneladas, com amplo fornecimento de matérias-primas.
As principais matérias-primas para a produção de equipamentos químicos à base de grafite são o aço e o carbono-grafite. O preço do aço e do carbono-grafite representa uma alta proporção do custo de produção de equipamentos químicos à base de grafite. As flutuações de preço dessas matérias-primas terão um certo impacto no custo de produção e no preço de venda dos equipamentos químicos à base de grafite.
(2) Situação da indústria de éter de celulose a jusante
Éter de celulose, como um “glutamato monossódico industrial”, tem baixa proporção de aditivos e ampla gama de aplicações, com indústrias a jusante espalhadas em diversos setores da economia nacional.
Normalmente, os setores de construção e imobiliário a jusante terão um certo impacto na taxa de crescimento da demanda por éter de celulose de grau de material de construção. Quando a taxa de crescimento dos setores de construção e imobiliário nacionais é relativamente rápida, a demanda por éter de celulose de grau de material de construção no mercado doméstico cresce rapidamente. Quando a taxa de crescimento dos setores de construção e imobiliário nacionais desacelera, a demanda por éter de celulose de grau de material de construção no mercado doméstico também desacelera, tornando a concorrência nesse setor mais acirrada e acelerando o processo de sobrevivência das empresas do setor.
Desde 2012, no contexto de desaceleração dos setores de construção e imobiliário nacionais, não houve flutuações significativas na demanda por éter de celulose de grau de material de construção no mercado doméstico. Os principais motivos são: primeiro, a escala geral dos setores de construção e imobiliário nacionais é grande, e a demanda total do mercado é relativamente grande; o principal mercado consumidor de éter de celulose de grau de material de construção expandiu-se gradualmente de regiões economicamente desenvolvidas e cidades de primeiro e segundo níveis para as regiões centro-oeste e cidades de terceiro nível, expandindo o potencial e o espaço para o crescimento da demanda doméstica; 2. A quantidade adicional de éter de celulose representa uma pequena proporção do custo dos materiais de construção, e a quantidade utilizada por um único cliente é pequena. Os clientes são dispersos, o que pode facilmente gerar uma demanda rígida. A demanda total no mercado a jusante é relativamente estável; 3. A variação do preço de mercado é um fator importante que afeta a estrutura da demanda por éter de celulose de grau de material de construção. Desde 2012, o preço do éter de celulose de grau de material de construção diminuiu significativamente, causando uma redução significativa nos preços de produtos de médio a alto padrão, atraindo mais clientes para comprar e escolher, aumentando a demanda por produtos de médio a alto padrão e comprimindo a demanda de mercado e o espaço de preço de produtos de modelo comum.
O nível de desenvolvimento e a taxa de crescimento da indústria farmacêutica afetarão a demanda por éter de celulose de grau farmacêutico. A melhoria do padrão de vida da população e o desenvolvimento da indústria alimentícia contribuem para impulsionar a demanda do mercado por éter de celulose de grau alimentício.
6. Tendência de desenvolvimento do éter de celulose
Devido às diferenças estruturais na demanda do mercado por éter de celulose, surgiu uma situação em que empresas com diferentes forças podem coexistir. Em resposta à óbvia diferenciação estrutural da demanda do mercado, os fabricantes nacionais de éter de celulose adotaram estratégias competitivas diferenciadas com base em suas próprias forças, ao mesmo tempo em que captam efetivamente a tendência de desenvolvimento e a direção do mercado.
(1) Garantir a estabilidade da qualidade do produto continuará sendo o principal ponto competitivo para as empresas de éter de celulose
Éter de celuloseRepresenta uma proporção relativamente pequena dos custos de produção na maioria das empresas a jusante deste setor, mas tem um impacto significativo na qualidade do produto. O grupo de clientes de alto padrão precisa realizar experimentos de fórmula antes de usar uma determinada marca e modelo de éter de celulose. Após a formação de uma fórmula estável, geralmente não é fácil substituir produtos de outras marcas, e requisitos mais elevados também são impostos à estabilidade da qualidade do éter de celulose. Este fenômeno é mais proeminente em setores de alto padrão, como empresas nacionais e estrangeiras de produção de materiais de construção em larga escala, excipientes farmacêuticos, aditivos alimentares, PVC, etc. Para melhorar a competitividade dos produtos, as empresas de produção devem garantir que a estabilidade da qualidade dos diferentes lotes de éter de celulose fornecidos possa ser mantida por um longo tempo, a fim de construir uma boa reputação no mercado.
(2) A melhoria do nível da tecnologia de aplicação do produto é a direção do desenvolvimento das empresas nacionais de éter de celulose
Com a tecnologia de produção de éter de celulose cada vez mais avançada, um nível mais elevado de tecnologia de aplicação é benéfico para as empresas, a fim de aumentar sua competitividade abrangente e construir relacionamentos estáveis com os clientes. Empresas renomadas de éter de celulose em países desenvolvidos adotam principalmente uma estratégia competitiva de "visar grandes clientes de alto padrão e desenvolver aplicações e usos posteriores", desenvolvendoéter de celuloseAplicações e fórmulas de uso, e configuração de séries de produtos de acordo com diferentes campos de aplicação segmentados para facilitar o uso do cliente, cultivando assim a demanda do mercado a jusante. A competição entre as empresas de éter de celulose nos países desenvolvidos mudou do produto para a tecnologia de aplicação.
Data de publicação: 31 de agosto de 2023