اتر سلولزاز سلولز با واکنش اتری شدن با یک یا چند عامل اتری شدن و آسیاب خشک ساخته میشود. بر اساس ساختارهای شیمیایی مختلف جایگزینهای اتر، اترهای سلولز را میتوان به اترهای آنیونی، کاتیونی و غیر یونی تقسیم کرد. اترهای سلولز یونی عمدتاً شامل اترهای کربوکسی متیل سلولز (CMC) هستند. اترهای سلولز غیر یونی عمدتاً شامل اترهای متیل سلولز (MC)، اترهای هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (MC) و اترهای سلولز غیر یونی (MC) هستند.HPMC) و هیدروکسی اتیل سلولز اتر (HC). اترهای غیر یونی خود به اترهای محلول در آب و اترهای محلول در روغن تقسیم میشوند و عمدتاً در محصولات ملات استفاده میشوند. در حضور یونهای کلسیم، اتر سلولز یونی ناپایدار است، بنابراین به ندرت در محصولات ملات خشک مخلوط با استفاده از سیمان، آهک هیدراته و سایر مواد سیمانی استفاده میشود. اترهای سلولزی غیر یونی محلول در آب به دلیل پایداری تعلیق و خاصیت حفظ آب، به طور گسترده در صنعت مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار میگیرند.
1. خواص شیمیایی اتر سلولز
هر اتر سلولزساختار اساسی سلولز - ساختار گلوکز دهیدراته - را دارد. در فرآیند تولید اتر سلولز، الیاف سلولز ابتدا در یک محلول قلیایی گرم میشوند و سپس با عوامل اتری شدن تیمار میشوند. محصولات واکنش فیبری خالصسازی و آسیاب میشوند تا پودری یکنواخت با ظرافت خاصی تشکیل دهند.
در طول فرآیند تولید MC، فقط از کلرید متان به عنوان عامل اتری کننده استفاده میشود؛ علاوه بر استفاده از کلرید متان در تولیدHPMC، اپوکسی پروپیلن همچنین برای به دست آوردن جایگزینهای هیدروکسی پروپیل استفاده میشود. اترهای سلولزی مختلف، نرخهای جایگزینی متیل و هیدروکسی پروپیل متفاوتی دارند که بر حلالیت آلی محلول اتر سلولز و دمای ژل حرارتی و سایر خواص تأثیر میگذارد.
2. سناریوهای کاربردی اتر سلولز
اتر سلولزیک پلیمر نیمه مصنوعی غیر یونی با خواص محلول در آب و حلال است و اثرات آن در صنایع مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، در مصالح ساختمانی شیمیایی، اثرات ترکیبی زیر را دارد:
① عامل نگهدارنده آب ② غلیظ کننده ③ خاصیت تراز کردن ④ خاصیت تشکیل فیلم ⑤ چسبندگی
درپی وی سیدر صنعت، به عنوان امولسیفایر و پخشکننده کاربرد دارد؛ در صنعت داروسازی، سلولز نوعی چسب و ماده چارچوبی با رهایش آهسته است و دقیقاً به دلیل اثرات ترکیبی متعدد، زمینههای کاربرد آن نیز گستردهترین است. در ادامه، بر روشها و کارکردهای سلولز اتر در مصالح ساختمانی مختلف تمرکز خواهیم کرد.
(1) در رنگ لاتکس:
در صنعت رنگ لاتکس، انتخاب ضروری استهیدروکسی اتیل سلولزمشخصات کلی برای ویسکوزیته برابر، RT30000-5000cps است که با مشخصات HBR250 مطابقت دارد. دوز مرجع معمولاً حدود 1.5 ‰ -2 ‰ است. نقش اصلی هیدروکسی اتیل در رنگ لاتکس، غلیظ کردن، جلوگیری از ژل شدن رنگدانه، کمک به پراکندگی رنگدانه، پایداری لاتکس، بهبود ویسکوزیته اجزا و کمک به عملکرد ترازبندی ساختار است: هیدروکسی اتیل سلولز به راحتی قابل استفاده است، میتواند در آب سرد و آب گرم حل شود و تحت تأثیر مقدار PH قرار نمیگیرد. میتوان آن را با خیال راحت بین مقدار PI 2-12 استفاده کرد. سه روش زیر استفاده میشود: 1. افزودن مستقیم در تولید: در این روش باید نوع تأخیری هیدروکسی اتیل سلولز را با زمان انحلال بیش از 30 دقیقه انتخاب کنید. مراحل استفاده به شرح زیر است: 1. مقدار کمی آب خالص را در ظرف مجهز به همزن با کرنش بالا بریزید. 2. بدون توقف، با سرعت کم هم بزنید. همزمان، به آرامی و به طور یکنواخت هیدروکسی اتیل را به محلول اضافه کنید. ③ هم زدن را ادامه دهید تا تمام ذرات مواد خیس شوند. ④ سایر افزودنیها و افزودنیهای قلیایی را اضافه کنید. ⑤ هم بزنید تا تمام هیدروکسی اتیل کاملاً حل شود. سپس سایر اجزای فرمول را اضافه کنید و تا زمانی که محصول نهایی حاصل شود، آسیاب کنید. II. تهیه محلول مادر برای استفاده: این روش میتواند نوع فوری را انتخاب کند و اثر ضد کپک بر سلولز دارد. مزیت این روش این است که انعطافپذیری زیادی دارد و میتواند مستقیماً به رنگ لاتکس اضافه شود. روش تهیه مشابه مراحل 1 تا 4 است. III. تهیه مواد شبه کانگی برای استفادههای بعدی: از آنجایی که حلالهای آلی حلالهای بدی (نامحلول) برای هیدروکسی اتیل هستند، میتوان از این حلالها برای تهیه مواد شبه کانگی استفاده کرد. رایجترین حلال آلی مورد استفاده، مایع آلی موجود در فرمول رنگ امولسیونی مانند اتیلن گلیکول، پروپیلن گلیکول و عامل تشکیل دهنده فیلم (مانند دی اتیلن گلیکول بوتیل استات) است. هیدروکسی اتیل سلولز شبه کانگی را میتوان مستقیماً به رنگ اضافه کرد و سپس هم زدن را تا حل شدن کامل ادامه داد.
(2) در بتونه کاری دیوار برای تراشیدن:
در حال حاضر، بتونه سازگار با محیط زیست که در برابر آب و سایش مقاوم است، در اکثر شهرهای چین اساساً مورد توجه قرار گرفته است. در چند سال گذشته، به دلیل انتشار گاز فرمالدئید از بتونه ساخته شده از چسب ساختمانی که به سلامت مردم آسیب میرساند، چسب ساختمانی با واکنش استال پلی وینیل الکل و فرمالدئید تهیه شد. بنابراین این ماده به تدریج توسط مردم در حال کنار گذاشته شدن است و جایگزین این ماده، محصولات سری اتر سلولز است که به معنای توسعه مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست است. در حال حاضر سلولز تنها ماده موجود است. در بتونه مقاوم در برابر آب، میتوان آن را به دو نوع تقسیم کرد: بتونه پودر خشک و خمیر بتونه. به طور کلی، متیل سلولز اصلاح شده و هیدروکسی پروپیل متیل به عنوان دو نوع بتونه انتخاب میشوند و مشخصات ویسکوزیته عموماً بین 30000 تا 60000 سانتیپوینت در ثانیه است. عملکرد اصلی سلولز در بتونه، حفظ آب، پیوند و روانکاری است. با توجه به فرمولهای مختلف بتونه از تولیدکنندگان مختلف، برخی کلسیم خاکستری، کلسیم روشن، سیمان سفید و غیره هستند، در حالی که برخی دیگر پودر گچ، کلسیم خاکستری، کلسیم روشن و غیره هستند، مشخصات، ویسکوزیته و میزان نفوذ سلولز برای این دو فرمول نیز متفاوت است، با مقدار افزودنی کلی حدود 2 ‰ -3 ‰. در ساخت بتونه دیوار خراشیده، به دلیل جذب آب خاص سطح پایه دیوار (میزان جذب آب دیوارهای آجری 13٪ و میزان جذب آب بتن 3-5٪ است)، همراه با تبخیر خارجی، اگر بتونه خیلی سریع آب خود را از دست بدهد، باعث ترک یا پوسته پوسته شدن پودر میشود و در نتیجه استحکام بتونه را تضعیف میکند. بنابراین، افزودن اتر سلولز این مشکل را حل میکند. با این حال، کیفیت مواد پرکننده، به ویژه کیفیت کلسیم خاکستری، نیز بسیار مهم است. به دلیل ویسکوزیته بالای سلولز، شناوری بتونه را نیز افزایش میدهد، از افتادگی در حین ساخت جلوگیری میکند و خراشیدن آن راحتتر و کمزحمتتر است. اتر سلولز موجود در بتونه پودری باید به طور مناسب در کارخانه اضافه شود. تولید و استفاده از آن نسبتاً راحت است و مواد پرکننده و افزودنیها را میتوان به طور یکنواخت با پودر خشک مخلوط کرد. ساخت آن نیز نسبتاً راحت است و توزیع آب در محل به میزان استفاده بستگی دارد.
(3) ملات بتنی:
در ملات بتنی، برای دستیابی به مقاومت نهایی واقعی، هیدراته کردن کامل سیمان ضروری است. به خصوص در ساخت و ساز تابستانی، زمانی که از دست دادن آب ملات بتنی خیلی سریع است، اقدامات هیدراتاسیون کامل برای حفظ و پاشیدن آب انجام میشود. این روش باعث هدر رفتن منابع آب و ناراحتی در کار میشود و نکته کلیدی این است که آب فقط روی سطح است، در حالی که هیدراتاسیون داخلی هنوز ناقص است. بنابراین، راه حل این مشکل این است:، اضافه کردن هشت عامل نگهدارنده آب سلولز به بتن ملات، به طور کلی هیدروکسی پروپیل متیل یا متیل سلولز را انتخاب میکند، با مشخصات ویسکوزیته از 20000 تا 60000 cps و مقدار اضافی 2٪ تا 3٪. در حدود، میزان احتباس آب را میتوان به بیش از 85٪ افزایش داد. روش استفاده در بتن ملات، مخلوط کردن پودر خشک به طور مساوی و سپس ریختن آب در دهانه است.
(4) در گچ کاری، چسباندن گچ و درزگیری گچ:
با توسعه سریع صنعت ساخت و ساز، تقاضا برای مصالح ساختمانی جدید نیز روز به روز در حال افزایش است. با توجه به افزایش آگاهی از حفاظت از محیط زیست و بهبود مستمر راندمان ساخت و ساز، محصولات گچ سیمانی به سرعت توسعه یافتهاند. در حال حاضر، رایجترین محصولات گچ شامل گچ گچی، گچ اتصال، گچ تعبیه شده، چسب کاشی و غیره است. گچ گچی مادهای با کیفیت بالا برای گچ کاری دیوارهای داخلی و دالهای سقف است. دیوارهایی که برای گچ کاری استفاده میشوند ظریف و صاف هستند، بدون پوسته پوسته شدن پودر و محکم به پایه میچسبند، بدون ترک خوردن یا پوسته پوسته شدن و با عملکرد محافظت در برابر آتش. گچ چسبانده شده نوع جدیدی از چسب تخته سبک ساختمانی است که از گچ به عنوان ماده پایه ساخته شده و با افزودنیهای مختلف نیرو به آن اضافه میشود. این ماده برای اتصال بین مصالح مختلف دیوار ساختمانی معدنی مناسب است و دارای ویژگیهای غیرسمی، بیبو، مقاومت اولیه، گیرش سریع و اتصال قوی است. این ماده به عنوان تکیهگاه برای ساخت تخته و بلوک ساختمانی استفاده میشود. پرکننده درز گچی مادهای پرکننده برای شکافهای بین تختههای گچی و همچنین پرکننده تعمیر دیوارها و ترکها است. این محصولات گچی مجموعهای از عملکردهای مختلف را دارند. علاوه بر گچ و پرکنندههای مرتبط، مسئله کلیدی این است که افزودنیهای سلولز اتر اضافه شده نقش غالب را ایفا میکنند. با توجه به اینکه گچ به گچ بیآب و گچ نیمههیدرات تقسیم میشود، انواع مختلف گچ تأثیرات متفاوتی بر عملکرد محصول دارند. بنابراین، غلیظ شدن، احتباس آب و کندگیری، کیفیت مصالح ساختمانی گچی را تعیین میکند. مشکل رایج این مواد، توخالی شدن و ترک خوردن است و نمیتوان به مقاومت اولیه رسید. برای حل این مشکل، لازم است مدل سلولز و روش استفاده ترکیبی از کندگیرکنندهها انتخاب شود. در این راستا، متیل یا هیدروکسی پروپیل متیل به طور کلی به میزان 30000 تا 60000 سنت در هر اینچ مربع با مقدار افزودنی 1.5٪ -2٪ انتخاب میشود. در میان آنها، سلولز بر خواص احتباس آب، کندگیری و روانکنندگی خود تمرکز دارد. با این حال، استفاده از سلولز اتر به عنوان کندگیرکننده در این فرآیند امکانپذیر نیست و لازم است کندگیر اسید سیتریک برای مخلوط کردن و استفاده از آن بدون تأثیر بر مقاومت اولیه اضافه شود. نرخ احتباس آب عموماً به میزان از دست دادن آب طبیعی بدون جذب آب خارجی اشاره دارد. اگر دیوار خشک باشد، جذب آب و تبخیر طبیعی سطح پایه باعث میشود که مصالح خیلی سریع آب خود را از دست بدهند که این امر باعث ایجاد حفره و ترک خوردگی نیز میشود. این روش استفاده برای مخلوط کردن پودر خشک است. در صورت تهیه محلول، لطفاً به روش تهیه محلول مراجعه کنید.
(5) ملات عایق
ملات عایق نوع جدیدی از مواد عایق دیوار داخلی در منطقه شمالی است که از مواد عایق، ملات و چسب تشکیل شده است. سلولز نقش کلیدی در اتصال و افزایش استحکام در این ماده دارد. به طور کلی، متیل سلولز با ویسکوزیته بالا (حدود 10000 اپسون) انتخاب میشود و دوز مصرفی عموماً بین 2 تا 3 درصد است. روش استفاده، مخلوط کردن پودر خشک است.
(6) عامل بین سطحی
عامل رابط باید باشدHPMC20000 cps و چسب کاشیها باید بیش از 60000 cps باشد. در عامل رابط، تمرکز باید روی عامل غلیظکننده باشد که میتواند استحکام کششی و مقاومت در برابر ضربه را بهبود بخشد. در اتصال کاشیها، از یک عامل نگهدارنده آب استفاده کنید تا از ریزش سریع آنها به دلیل از دست دادن آب جلوگیری شود.
۳. وضعیت زنجیره صنعت
(1) صنعت بالادستی
مواد اولیه اصلی مورد نیاز برای تولیدسلولز اترشامل پنبه تصفیه شده (یا خمیر چوب) و برخی از حلالهای شیمیایی رایج مانند اپوکسی پروپان، کلرومتان، قلیای مایع، قلیای پولکی، اتیلن اکسید، تولوئن و سایر مواد کمکی میشود. شرکتهای بالادستی در این صنعت شامل شرکتهای تولید پنبه تصفیه شده و خمیر چوب و همچنین برخی از شرکتهای شیمیایی هستند. نوسانات قیمت مواد اولیه اصلی ذکر شده در بالا، درجات مختلفی از تأثیر را بر هزینه تولید و قیمت فروش اتر سلولز خواهد داشت.
هزینه پنبه تصفیه شده نسبتاً بالا است. به عنوان مثال، با در نظر گرفتن اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی، در طول دوره گزارش، نسبت هزینه پنبه تصفیه شده به هزینه فروش اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی به ترتیب 31.74٪، 28.50٪، 26.59٪ و 26.90٪ بوده است. نوسان قیمت پنبه تصفیه شده بر هزینه تولید اتر سلولز تأثیر خواهد گذاشت. ماده اولیه اصلی برای تولید پنبه تصفیه شده، لینتر پنبه است. لینتر پنبه یکی از محصولات جانبی در فرآیند تولید پنبه است که عمدتاً برای تولید محصولاتی مانند خمیر پنبه، پنبه تصفیه شده و نیتروسلولز استفاده میشود. تفاوت قابل توجهی در ارزش استفاده و کاربرد لینتر پنبه و پنبه وجود دارد و قیمت آنها به طور قابل توجهی کمتر از پنبه است، اما همبستگی خاصی با نوسان قیمت پنبه وجود دارد. نوسان قیمت لینتر پنبه بر قیمت پنبه تصفیه شده تأثیر خواهد گذاشت.
نوسانات شدید قیمت پنبه تصفیه شده، درجات مختلفی از تأثیر را بر کنترل هزینههای تولید، قیمتگذاری محصول و سودآوری شرکتهای این صنعت خواهد داشت. در شرایطی که قیمتهای پنبه تصفیه شده بالاتر و قیمتهای نسبتاً ارزانتر خمیر چوب وجود دارد، به منظور کاهش هزینهها، میتوان از خمیر چوب به عنوان جایگزین و مکمل پنبه تصفیه شده، عمدتاً برای تولید اترهای سلولزی با ویسکوزیته پایینتر مانند اترهای سلولزی دارویی و غذایی استفاده کرد. طبق دادههای وبسایت اداره ملی آمار، در سال ۲۰۱۳، مساحت زیر کشت پنبه چین ۴.۳۵ میلیون هکتار و تولید ملی پنبه ۶.۳۱ میلیون تن بوده است. طبق دادههای آماری انجمن صنعت سلولز چین، در سال ۲۰۱۴، کل تولید پنبه تصفیه شده توسط شرکتهای بزرگ تولید پنبه تصفیه شده داخلی ۳۳۲۰۰۰ تن بوده است که با عرضه فراوان مواد اولیه همراه بوده است.
مواد اولیه اصلی برای تولید تجهیزات شیمیایی مبتنی بر گرافیت، فولاد و کربن گرافیتی هستند. قیمت فولاد و کربن گرافیتی بخش بالایی از هزینه تولید تجهیزات شیمیایی گرافیتی را تشکیل میدهد. نوسانات قیمت این مواد اولیه تأثیر خاصی بر هزینه تولید و قیمت فروش تجهیزات شیمیایی گرافیتی خواهد داشت.
(2) وضعیت صنعت پاییندستی سلولز اتر
اتر سلولزبه عنوان یک «مونو سدیم گلوتامات صنعتی»، دارای نسبت کمی از افزودنیها و طیف وسیعی از کاربردها است و صنایع پاییندستی آن در صنایع مختلف اقتصاد ملی پراکنده شدهاند.
معمولاً صنایع پاییندستی ساختوساز و املاک و مستغلات تأثیر مشخصی بر نرخ رشد تقاضا برای اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی خواهند داشت. هنگامی که نرخ رشد صنایع ساختوساز و املاک و مستغلات داخلی نسبتاً سریع باشد، تقاضا برای اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی در بازار داخلی به سرعت در حال رشد است. هنگامی که نرخ رشد صنایع ساختوساز و املاک و مستغلات داخلی کند شود، تقاضا برای اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی در بازار داخلی کند خواهد شد و رقابت در این صنعت را شدیدتر کرده و روند بقای شرکتهای این صنعت را تسریع میکند.
از سال ۲۰۱۲، در شرایط رکود در صنایع ساخت و ساز داخلی و املاک و مستغلات، هیچ نوسان قابل توجهی در تقاضا برای اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی در بازار داخلی مشاهده نشده است. دلایل اصلی عبارتند از: اولاً، مقیاس کلی صنایع ساخت و ساز داخلی و املاک و مستغلات بزرگ است و کل تقاضای بازار نسبتاً زیاد است؛ بازار مصرف اصلی برای اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی به تدریج از مناطق توسعه یافته اقتصادی و شهرهای درجه اول و دوم به مناطق مرکزی و غربی و شهرهای درجه سوم گسترش یافته است و پتانسیل و فضای رشد تقاضای داخلی را گسترش میدهد؛ ۲) مقدار اضافه شده اتر سلولزی بخش کمی از هزینه مصالح ساختمانی را تشکیل میدهد و مقدار مورد استفاده توسط یک مشتری واحد اندک است. مشتریان پراکنده هستند که به راحتی میتوانند تقاضای سفت و سختی ایجاد کنند. کل تقاضا در بازار پایین دستی نسبتاً پایدار است؛ ۳) تغییر در قیمت بازار عامل مهمی است که بر ساختار تقاضای اتر سلولزی درجه مصالح ساختمانی تأثیر میگذارد. از سال ۲۰۱۲، قیمت اتر سلولز درجه مصالح ساختمانی به طور قابل توجهی کاهش یافته است که باعث کاهش قابل توجه قیمت محصولات میان رده تا گران قیمت، جذب مشتریان بیشتر برای خرید و انتخاب، افزایش تقاضا برای محصولات میان رده تا گران قیمت و کاهش تقاضای بازار و فضای قیمت محصولات مدل معمولی شده است.
سطح توسعه و نرخ رشد صنعت داروسازی بر تقاضا برای اتر سلولز گرید دارویی تأثیر خواهد گذاشت. بهبود استانداردهای زندگی مردم و توسعه صنایع غذایی منجر به افزایش تقاضای بازار برای اتر سلولز گرید غذایی میشود.
6. روند توسعه اتر سلولز
با توجه به تفاوتهای ساختاری در تقاضای بازار برای سلولز اتر، وضعیتی پدید آمده است که در آن شرکتهایی با نقاط قوت مختلف میتوانند در کنار هم وجود داشته باشند. در پاسخ به تمایز ساختاری آشکار تقاضای بازار، تولیدکنندگان داخلی سلولز اتر، استراتژیهای رقابتی متمایزی را بر اساس نقاط قوت خود اتخاذ کردهاند و در عین حال به طور مؤثر روند توسعه و جهت بازار را نیز درک کردهاند.
(1) تضمین ثبات کیفیت محصول همچنان نقطه رقابتی اصلی برای شرکتهای سلولز اتر خواهد بود.
اتر سلولزبخش نسبتاً کمی از هزینههای تولید را در اکثر شرکتهای پاییندستی این صنعت تشکیل میدهد، اما تأثیر قابل توجهی بر کیفیت محصول دارد. گروه مشتریان سطح بالا قبل از استفاده از یک برند و مدل خاص از اتر سلولز، باید آزمایشهای فرمولی را انجام دهند. پس از تشکیل یک فرمول پایدار، معمولاً جایگزینی محصولات از برندهای دیگر آسان نیست و الزامات بالاتری نیز بر پایداری کیفیت اتر سلولز اعمال میشود. این پدیده در زمینههای سطح بالا مانند شرکتهای تولید مصالح ساختمانی در مقیاس بزرگ داخلی و خارجی، مواد جانبی دارویی، افزودنیهای غذایی، PVC و غیره برجستهتر است. برای بهبود رقابتپذیری محصولات، شرکتهای تولیدی باید اطمینان حاصل کنند که پایداری کیفیت دستههای مختلف اتر سلولز عرضه شده میتواند برای مدت طولانی حفظ شود تا اعتبار خوبی در بازار ایجاد شود.
(2) بهبود سطح فناوری کاربرد محصول، جهت توسعه شرکتهای داخلی سلولز اتر است.
با پیشرفت روزافزون فناوری تولید سلولز اتر، سطح بالاتری از فناوری کاربرد برای شرکتها مفید است تا رقابتپذیری جامع خود را افزایش داده و روابط پایدار با مشتری برقرار کنند. شرکتهای مشهور سلولز اتر در کشورهای توسعهیافته عمدتاً یک استراتژی رقابتی «هدف قرار دادن مشتریان بزرگ و سطح بالا و توسعه کاربردها و مصارف پاییندستی» را اتخاذ میکنند.سلولز اترکاربردها و فرمولهای استفاده، و پیکربندی سری محصولات بر اساس زمینههای کاربردی مختلف برای تسهیل استفاده مشتری، و پرورش تقاضای بازار پاییندستی از این طریق. رقابت بین شرکتهای سلولز اتر در کشورهای توسعهیافته از فناوری محصول به فناوری کاربرد تغییر یافته است.
زمان ارسال: 31 آگوست 2023