etere di cellulosaè prodotto dalla cellulosa mediante reazione di eterificazione con uno o più agenti eterificanti e macinazione a secco. In base alle diverse strutture chimiche dei sostituenti eterei, gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in eteri anionici, cationici e non ionici. Gli eteri di cellulosa ionici includono principalmente gli eteri di carbossimetilcellulosa (CMC); gli eteri di cellulosa non ionici includono principalmente l'etere di metilcellulosa (MC), l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), e idrossietil etere di cellulosa (HC). Gli eteri non ionici sono ulteriormente suddivisi in eteri solubili in acqua ed eteri solubili in olio e sono utilizzati principalmente nei prodotti per malta. In presenza di ioni calcio, l'etere di cellulosa ionico è instabile, quindi è raramente utilizzato nei prodotti per malta a secco con cemento, calce idrata e altri materiali cementizi. Gli eteri di cellulosa non ionici solubili in acqua sono ampiamente utilizzati nell'industria dei materiali da costruzione grazie alla loro stabilità in sospensione e alle proprietà di ritenzione idrica.
1. Proprietà chimiche dell'etere di cellulosa
Ogni etere di cellulosaPossiede la struttura di base della cellulosa: la struttura del glucosio disidratato. Nel processo di produzione dell'etere di cellulosa, le fibre di cellulosa vengono prima riscaldate in una soluzione alcalina e poi trattate con agenti eterificanti. I prodotti fibrosi della reazione vengono purificati e macinati per formare una polvere uniforme di una certa finezza.
Durante il processo di produzione di MC, come agente eterificante viene utilizzato solo il cloruro di metano; oltre all'utilizzo del cloruro di metano nella produzione diHPMCL'epossipropilene viene utilizzato anche per ottenere sostituenti idrossipropilici. Diversi eteri di cellulosa presentano differenti tassi di sostituzione metilica e idrossipropilica, che influenzano la solubilità organica della soluzione di etere di cellulosa, la temperatura di gelificazione termica e altre proprietà.
2. Scenari applicativi dell'etere di cellulosa
etere di cellulosaÈ un polimero semisintetico non ionico con proprietà idrosolubili e a base di solventi, e i suoi effetti variano a seconda dei settori industriali. Ad esempio, nei materiali da costruzione chimici, presenta i seguenti effetti combinati:
① Agente di ritenzione idrica ② Addensante ③ Proprietà livellante ④ Proprietà filmogena ⑤ Adesivo
NelPVCNell'industria, la cellulosa agisce come emulsionante e disperdente; nell'industria farmaceutica, è un legante e un materiale strutturale a rilascio lento, e proprio grazie ai suoi molteplici effetti compositivi, trova applicazione in svariati campi. Di seguito, analizzeremo i metodi di utilizzo e le funzioni dell'etere di cellulosa in diversi materiali da costruzione.
(1) Nella vernice al lattice:
Nell'industria delle vernici al lattice, è necessario scegliereidrossietilcellulosaLa specifica generale per una viscosità equivalente è RT30000-5000 cps, che corrisponde alla specifica HBR250. Il dosaggio di riferimento è generalmente intorno all'1,5‰ -2‰. Il ruolo principale dell'idrossietilcellulosa nelle vernici al lattice è quello di addensare, prevenire la gelificazione del pigmento, contribuire alla dispersione del pigmento, alla stabilità del lattice, migliorare la viscosità dei componenti e contribuire alle prestazioni di livellamento della costruzione: l'idrossietilcellulosa è facile da usare, può essere sciolta in acqua fredda e calda e non è influenzata dal valore del pH. Può essere utilizzata in sicurezza tra il valore PI 2-12. Si utilizzano i seguenti tre metodi: I Aggiunta diretta in produzione: con questo metodo si dovrebbe scegliere l'idrossietilcellulosa di tipo ritardato, con un tempo di dissoluzione superiore a 30 minuti. I passaggi di utilizzo sono i seguenti: ① Mettere una quantità quantitativa di acqua pura nel contenitore dotato di agitatore ad alta resistenza; ② Iniziare a mescolare a bassa velocità senza interruzioni. Allo stesso tempo, aggiungere lentamente e uniformemente l'idrossietile alla soluzione. ③ Continuare a mescolare fino a quando tutti i materiali particellari non saranno bagnati. ④ Aggiungere altri additivi e additivi alcalini. ⑤ Mescolare fino a quando tutto l'idrossietile non sarà completamente disciolto. Quindi aggiungere gli altri componenti della formula e macinare fino al prodotto finito. II. Preparazione della soluzione madre per l'uso: con questo metodo si può scegliere il tipo istantaneo e si ottiene un effetto antimuffa sulla cellulosa. Il vantaggio di questo metodo è la sua grande flessibilità e la possibilità di aggiungerla direttamente alla vernice al lattice. Il metodo di preparazione è lo stesso dei passaggi da ① a ④. III. Preparazione di sostanze simili al Congee per usi futuri: poiché i solventi organici sono cattivi solventi (insolubili) per l'idrossietile, questi solventi possono essere utilizzati per preparare sostanze simili al Congee. Il solvente organico più comunemente usato è il liquido organico presente nella formula della vernice in emulsione, come glicole etilenico, glicole propilenico e agente filmogeno (come l'acetato di butile di dietilenglicole). Come nel caso del Congee, l'idrossietilcellulosa può essere aggiunta direttamente alla vernice e si può continuare a mescolare fino a completo scioglimento.
(2) Nella raschiatura dello stucco per pareti:
Attualmente, nella maggior parte delle città cinesi, lo stucco ecologico, resistente all'acqua e allo sfregamento, è molto apprezzato. Negli ultimi anni, a causa dell'emissione di formaldeide da parte dello stucco prodotto con adesivi edili, dannosa per la salute, questo materiale è stato gradualmente abbandonato a favore di prodotti a base di etere di cellulosa, ovvero materiali da costruzione ecocompatibili. Attualmente, la cellulosa è l'unico materiale disponibile. Lo stucco resistente all'acqua si divide in due tipologie: stucco in polvere e stucco in pasta. Generalmente, si utilizzano metilcellulosa modificata e idrossipropilmetilcellulosa, con una viscosità compresa tra 30.000 e 60.000 cps. La funzione principale della cellulosa nello stucco è quella di trattenere l'acqua, legare e lubrificare. A causa delle diverse formule di stucco utilizzate dai vari produttori, alcune sono a base di calcio grigio, calcio leggero, cemento bianco, ecc., mentre altre sono a base di gesso in polvere, calcio grigio, calcio leggero, ecc., le specifiche, la viscosità e la quantità di cellulosa infiltrata per le due formule sono diverse, con un'aggiunta generale di circa il 2‰-3‰. Nella costruzione di stucchi per pareti, a causa di un certo assorbimento d'acqua della superficie di base della parete (il tasso di assorbimento d'acqua delle pareti in mattoni è del 13%, mentre quello del calcestruzzo è del 3-5%), unito all'evaporazione esterna, se lo stucco perde acqua troppo rapidamente, si possono verificare crepe o distacco della polvere, indebolendo così la resistenza dello stucco. Pertanto, l'aggiunta di etere di cellulosa risolve questo problema. Tuttavia, anche la qualità del materiale di riempimento, in particolare la qualità del calcio grigio, è estremamente importante. Grazie all'elevata viscosità della cellulosa, la stuccatura acquisisce maggiore galleggiabilità, evitando cedimenti durante la lavorazione e risultando più facile e meno faticosa da raschiare. L'etere di cellulosa nella stuccatura in polvere deve essere aggiunto in fabbrica in quantità appropriate. La sua produzione e il suo utilizzo sono relativamente semplici, e il materiale di riempimento e gli additivi possono essere miscelati uniformemente con la polvere secca. Anche la lavorazione è relativamente agevole e la distribuzione dell'acqua in cantiere dipende dalla quantità utilizzata.
(3) Malta di cemento:
Nella malta cementizia, per raggiungere la resistenza finale desiderata, è necessaria un'idratazione completa del cemento. Soprattutto nelle costruzioni estive, quando la perdita d'acqua della malta è troppo rapida, si ricorre a misure di idratazione completa, come l'irrigazione continua. Questo metodo, tuttavia, comporta uno spreco di acqua e disagi durante le operazioni, poiché l'acqua rimane solo in superficie, mentre l'idratazione interna rimane incompleta. Pertanto, la soluzione a questo problema consiste nell'aggiungere alla malta cementizia un agente ritentore d'acqua a base di cellulosa, generalmente idrossipropilmetilcellulosa o metilcellulosa, con viscosità comprese tra 20.000 e 60.000 cps e una quantità da aggiungere pari al 2-3%. In questo modo, il tasso di ritenzione idrica può essere aumentato a oltre l'85%. Il metodo di utilizzo nella malta cementizia consiste nel mescolare uniformemente la polvere secca e poi versare l'acqua nella betoniera.
(4) Nell'intonacatura del gesso, nell'incollaggio del gesso e nella sigillatura del gesso:
Con il rapido sviluppo del settore edile, anche la domanda di nuovi materiali da costruzione è in costante aumento. Grazie alla crescente consapevolezza in materia di tutela ambientale e al continuo miglioramento dell'efficienza costruttiva, i prodotti a base di gesso cementizio si sono sviluppati rapidamente. Attualmente, i prodotti a base di gesso più comuni includono gesso per intonaco, gesso legante, gesso incorporato, legante per piastrelle, ecc. Il gesso per intonaco è un materiale di alta qualità per l'intonacatura di pareti interne e solai. Le pareti intonacate con questo materiale risultano lisce e delicate, senza sfaldamento e con una solida adesione al supporto, senza crepe o distacchi, oltre ad avere una funzione ignifuga. Il gesso legante è un nuovo tipo di legante per pannelli leggeri da costruzione, realizzato con gesso come materiale di base e arricchito con vari additivi. È adatto per l'incollaggio tra diversi materiali inorganici per pareti da costruzione e presenta le caratteristiche di atossicità, inodore, elevata resistenza iniziale, presa rapida e forte adesione. È un materiale di supporto per la costruzione con pannelli e blocchi da costruzione. Il riempitivo per giunti in gesso è un materiale di riempimento per le fessure tra i pannelli di gesso, nonché un riempitivo per riparazioni di pareti e crepe. Questi prodotti a base di gesso hanno una serie di funzioni diverse. Oltre al gesso e ai relativi riempitivi, l'aspetto fondamentale è che gli additivi a base di etere di cellulosa svolgono un ruolo predominante. Poiché il gesso si divide in gesso anidro e gesso emiidrato, i diversi tipi di gesso hanno effetti diversi sulle prestazioni del prodotto. Pertanto, l'addensamento, la ritenzione idrica e il ritardante determinano la qualità dei materiali da costruzione in gesso. Il problema comune di questi materiali è la formazione di vuoti e crepe, e l'impossibilità di raggiungere la resistenza iniziale. Per risolvere questo problema, è necessario scegliere il modello di cellulosa e il metodo di utilizzo composito degli agenti ritardanti. A questo proposito, si sceglie generalmente il metile o l'idrossipropilmetile con un peso molecolare compreso tra 30.000 e 60.000 cps, con una quantità di aggiunta dell'1,5% - 2%. Tra questi, la cellulosa si distingue per le sue proprietà di ritenzione idrica, ritardanti e lubrificanti. Tuttavia, in questo processo non è possibile utilizzare l'etere di cellulosa come ritardante; è necessario aggiungere acido citrico come ritardante per miscelare e utilizzare il prodotto senza comprometterne la resistenza iniziale. Il tasso di ritenzione idrica si riferisce generalmente alla quantità di acqua persa naturalmente senza assorbimento di acqua esterna. Se la parete è asciutta, l'assorbimento d'acqua e l'evaporazione naturale della superficie di base causano una perdita d'acqua troppo rapida del materiale, con conseguente formazione di vuoti e crepe. Questo metodo di utilizzo si riferisce alla miscelazione di polveri secche. Per la preparazione di una soluzione, fare riferimento al metodo di preparazione della soluzione.
(5) Malta isolante
La malta isolante è un nuovo tipo di materiale isolante per pareti interne, diffuso nelle regioni settentrionali, composto da materiali isolanti, malta e adesivi. La cellulosa svolge un ruolo chiave nel legame e nell'aumento della resistenza di questo materiale. Generalmente si utilizza metilcellulosa ad alta viscosità (circa 10000 eps) e il dosaggio è solitamente compreso tra il 2‰ e il 3‰. Il metodo di applicazione è la miscelazione di polveri secche.
(6) Agente interfacciale
L'agente di interfaccia dovrebbe essereHPMC20000 cps, e l'adesivo per piastrelle dovrebbe essere superiore a 60000 cps. Nell'agente interfacciale, l'attenzione dovrebbe essere focalizzata sull'agente addensante, che può migliorare la resistenza alla trazione e la resistenza alla freccia. Applicare un agente di ritenzione idrica nell'incollaggio delle piastrelle per evitare che si stacchino rapidamente a causa della perdita d'acqua.
3. Situazione della catena industriale
(1) Industria a monte
Le principali materie prime necessarie per la produzioneetere di cellulosaTra le materie prime si annoverano il cotone raffinato (o la pasta di legno) e alcuni solventi chimici di uso comune, come l'epossipropano, il clorometano, gli alcali liquidi, gli alcali in scaglie, l'ossido di etilene, il toluene e altri materiali ausiliari. Le imprese a monte di questo settore includono aziende produttrici di cotone raffinato e pasta di legno, nonché alcune imprese chimiche. Le fluttuazioni dei prezzi delle principali materie prime sopra menzionate avranno un impatto variabile sul costo di produzione e sul prezzo di vendita dell'etere di cellulosa.
Il costo del cotone raffinato è relativamente elevato. Prendendo come esempio l'etere di cellulosa per materiali edili, durante il periodo di riferimento, la percentuale del costo del cotone raffinato rispetto al costo di vendita dell'etere di cellulosa per materiali edili è stata rispettivamente del 31,74%, 28,50%, 26,59% e 26,90%. La fluttuazione dei prezzi del cotone raffinato influirà sul costo di produzione dell'etere di cellulosa. La principale materia prima per la produzione di cotone raffinato è il linter di cotone. Il linter di cotone è uno dei sottoprodotti del processo di produzione del cotone, utilizzato principalmente per la produzione di prodotti come pasta di cotone, cotone raffinato e nitrocellulosa. Esiste una differenza significativa nel valore di utilizzo e nell'impiego del linter di cotone rispetto al cotone, e i loro prezzi sono significativamente inferiori a quelli del cotone, ma esiste una certa correlazione con la fluttuazione dei prezzi del cotone. La fluttuazione del prezzo del linter di cotone influenzerà il prezzo del cotone raffinato.
Le drastiche fluttuazioni dei prezzi del cotone raffinato avranno un impatto variabile sul controllo dei costi di produzione, sulla determinazione dei prezzi dei prodotti e sulla redditività delle imprese di questo settore. Nel contesto di prezzi più elevati per il cotone raffinato e prezzi relativamente più bassi per la pasta di legno, al fine di ridurre i costi, la pasta di legno può essere utilizzata come sostituto e integratore del cotone raffinato, principalmente per la produzione di eteri di cellulosa a bassa viscosità, come gli eteri di cellulosa per uso farmaceutico e alimentare. Secondo i dati del sito web dell'Ufficio Nazionale di Statistica, nel 2013 la superficie coltivata a cotone in Cina era di 4,35 milioni di ettari e la produzione nazionale di cotone era di 6,31 milioni di tonnellate. Secondo i dati statistici dell'Associazione Cinese dell'Industria della Cellulosa, nel 2014 la produzione totale di cotone raffinato da parte delle principali imprese nazionali di produzione di cotone raffinato era di 332.000 tonnellate, con un'ampia disponibilità di materie prime.
Le principali materie prime per la produzione di apparecchiature chimiche a base di grafite sono l'acciaio e il carbonio grafitico. Il prezzo dell'acciaio e del carbonio grafitico rappresenta una quota significativa del costo di produzione delle apparecchiature chimiche a base di grafite. Le fluttuazioni di prezzo di queste materie prime avranno un certo impatto sul costo di produzione e sul prezzo di vendita delle apparecchiature chimiche a base di grafite.
(2) Situazione dell'industria a valle dell'etere di cellulosa
etere di cellulosaIl glutammato monosodico industriale, pur essendo un "glutammato monosodico industriale", presenta una bassa percentuale di additivi e un'ampia gamma di applicazioni, con industrie a valle diffuse in vari settori dell'economia nazionale.
Normalmente, i settori a valle dell'edilizia e del settore immobiliare hanno un certo impatto sul tasso di crescita della domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione. Quando il tasso di crescita dei settori edili e immobiliari nazionali è relativamente elevato, la domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione sul mercato interno cresce rapidamente. Quando il tasso di crescita dei settori edili e immobiliari nazionali rallenta, la domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione sul mercato interno rallenta, intensificando la concorrenza in questo settore e accelerando il processo di sopravvivenza delle imprese che vi operano.
Dal 2012, nel contesto di un rallentamento dei settori edilizio e immobiliare nazionali, non si sono registrate fluttuazioni significative nella domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione sul mercato interno. I motivi principali sono: 1. Le dimensioni complessive dei settori edilizio e immobiliare nazionali sono considerevoli e la domanda totale del mercato è relativamente elevata; 2. Il principale mercato di consumo per l'etere di cellulosa per materiali da costruzione si è gradualmente espanso dalle regioni economicamente sviluppate e dalle città di primo e secondo livello alle regioni centrali e occidentali e alle città di terzo livello, ampliando il potenziale e lo spazio per la crescita della domanda interna; 3. La quantità di etere di cellulosa aggiunta rappresenta una bassa percentuale del costo dei materiali da costruzione e la quantità utilizzata da un singolo cliente è ridotta. I clienti sono dispersi, il che può facilmente generare una domanda rigida. La domanda totale nel mercato a valle è relativamente stabile; 4. La variazione del prezzo di mercato è un fattore importante che influenza la struttura della domanda di etere di cellulosa per materiali da costruzione. Dal 2012, il prezzo dell'etere di cellulosa per materiali edili è diminuito significativamente, causando una notevole riduzione dei prezzi dei prodotti di fascia medio-alta, attirando un maggior numero di clienti e aumentando la domanda di tali prodotti, comprimendo al contempo la domanda di mercato e lo spazio di prezzo dei prodotti di fascia media.
Il livello di sviluppo e il tasso di crescita dell'industria farmaceutica influenzeranno la domanda di etere di cellulosa di grado farmaceutico. Il miglioramento del tenore di vita e lo sviluppo dell'industria alimentare contribuiscono a stimolare la domanda di mercato di etere di cellulosa per uso alimentare.
6. Andamento dello sviluppo dell'etere di cellulosa
A causa delle differenze strutturali nella domanda di mercato dell'etere di cellulosa, si è creata una situazione in cui possono coesistere imprese con punti di forza diversi. In risposta all'evidente differenziazione strutturale della domanda di mercato, i produttori nazionali di etere di cellulosa hanno adottato strategie competitive differenziate basate sui propri punti di forza, cogliendo al contempo efficacemente le tendenze e le direzioni di sviluppo del mercato.
(1) Garantire la stabilità della qualità del prodotto rimarrà comunque il punto competitivo fondamentale per le imprese dell'etere di cellulosa
etere di cellulosaRappresenta una percentuale relativamente piccola dei costi di produzione nella maggior parte delle imprese a valle di questo settore, ma ha un impatto significativo sulla qualità del prodotto. La clientela di fascia alta deve sottoporsi a test di formulazione prima di utilizzare una determinata marca e modello di etere di cellulosa. Una volta definita una formula stabile, di solito non è facile sostituire i prodotti di altre marche e vengono richiesti requisiti più elevati anche in termini di stabilità qualitativa dell'etere di cellulosa. Questo fenomeno è più evidente in settori di fascia alta come le grandi imprese di produzione di materiali edili, sia nazionali che estere, gli eccipienti farmaceutici, gli additivi alimentari, il PVC, ecc. Per migliorare la competitività dei prodotti, le imprese di produzione devono garantire che la stabilità qualitativa dei diversi lotti di etere di cellulosa forniti possa essere mantenuta a lungo, al fine di costruire una buona reputazione sul mercato.
(2) Il miglioramento del livello della tecnologia di applicazione del prodotto è la direzione di sviluppo delle imprese nazionali di etere di cellulosa
Con la tecnologia di produzione dell'etere di cellulosa sempre più matura, un livello più elevato di tecnologia applicativa è vantaggioso per le imprese per migliorare la loro competitività complessiva e formare relazioni stabili con i clienti. Le famose imprese di etere di cellulosa nei paesi sviluppati adottano principalmente una strategia competitiva di "puntare a grandi clienti di fascia alta e sviluppare applicazioni e utilizzi a valle", sviluppandoetere di cellulosaapplicazioni e formule di utilizzo, e configurazione di serie di prodotti in base a diversi campi di applicazione segmentati per facilitare l'uso da parte del cliente, e coltivando la domanda del mercato a valle attraverso questo. La concorrenza tra le imprese di etere di cellulosa nei paesi sviluppati si è spostata dal prodotto alla tecnologia di applicazione.
Data di pubblicazione: 31 agosto 2023