éter de celulosase elabora a partir de celulosa mediante reacción de eterificación con uno o varios agentes de eterificación y molienda en seco. Según las diferentes estructuras químicas de los sustituyentes éter, los éteres de celulosa se pueden dividir en éteres aniónicos, catiónicos y no iónicos. Los éteres de celulosa iónicos incluyen principalmente éteres de carboximetilcelulosa (CMC); los éteres de celulosa no iónicos incluyen principalmente éter de metilcelulosa (MC), éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), y éter de hidroxietilcelulosa (HC). Los éteres no iónicos se dividen a su vez en éteres solubles en agua y éteres solubles en aceite, y se utilizan principalmente en productos de mortero. En presencia de iones de calcio, el éter de celulosa iónico es inestable, por lo que rara vez se utiliza en productos de mortero seco mezclado con cemento, cal hidratada y otros materiales cementantes. Los éteres de celulosa solubles en agua no iónicos se utilizan ampliamente en la industria de materiales de construcción debido a su estabilidad en suspensión y propiedades de retención de agua.
1. Propiedades químicas del éter de celulosa
Cada éter de celulosaTiene la estructura básica de la celulosa: la estructura de la glucosa deshidratada. En el proceso de producción de éter de celulosa, las fibras de celulosa se calientan primero en una solución alcalina y luego se tratan con agentes de eterificación. Los productos de reacción fibrosos se purifican y muelen hasta obtener un polvo uniforme con una finura determinada.
Durante el proceso de producción de MC, solo se utiliza cloruro de metano como agente eterificante; además de utilizar cloruro de metano en la producción deHPMCEl epoxipropileno también se utiliza para obtener sustituyentes hidroxipropilo. Diversos éteres de celulosa presentan diferentes tasas de sustitución de metilo e hidroxipropilo, lo que afecta la solubilidad orgánica de la solución de éter de celulosa, la temperatura de gelificación térmica y otras propiedades.
2. Escenarios de aplicación del éter de celulosa
éter de celulosaEs un polímero semisintético no iónico con propiedades solubles en agua y en disolventes, y sus efectos varían en diferentes industrias. Por ejemplo, en materiales de construcción químicos, presenta los siguientes efectos compuestos:
① Agente retenedor de agua ② Espesante ③ Propiedad niveladora ④ Propiedad formadora de película ⑤ Adhesivo
En elCLORURO DE POLIVINILOEn la industria, actúa como emulsionante y dispersante. En la industria farmacéutica, la celulosa es un aglutinante y un material de liberación lenta, y precisamente por sus múltiples efectos compuestos, sus campos de aplicación son los más extensos. A continuación, nos centraremos en los métodos de uso y las funciones del éter de celulosa en diversos materiales de construcción.
(1) En pintura de látex:
En la industria de la pintura de látex, es necesario elegirhidroxietilcelulosa. La especificación general para viscosidad igual es RT30000-5000cps, que corresponde a la especificación HBR250. La dosis de referencia es generalmente alrededor de 1.5 ‰ -2 ‰. El papel principal de la hidroxietil en la pintura de látex es espesar, prevenir el gel del pigmento, contribuir a la dispersión del pigmento, estabilidad del látex, mejorar la viscosidad de los componentes y contribuir al rendimiento de nivelación de la construcción: la hidroxietilcelulosa es fácil de usar, se puede disolver en agua fría y caliente, y no se ve afectada por el valor de pH. Se puede usar de forma segura entre el valor PI 2-12. Se utilizan los siguientes tres métodos: I Adición directa en la producción: este método debe elegir hidroxietilcelulosa de tipo retardado, con un tiempo de disolución de más de 30 minutos. Los pasos de uso son los siguientes: ① Coloque una cantidad cuantitativa de agua pura en el recipiente equipado con un agitador de alta presión; ② Comience a agitar a baja velocidad sin detenerse, al mismo tiempo, agregue hidroxietil a la solución lenta y uniformemente. ③ Continúe revolviendo hasta que todos los materiales particulados estén húmedos. ④ Agregue otros aditivos y aditivos alcalinos. ⑤ Revuelva hasta que todo el hidroxietilo se disuelva por completo. Luego agregue otros componentes en la fórmula y muela hasta obtener el producto terminado. II. Preparación del licor madre para su uso: Este método puede elegir el tipo instantáneo y tiene un efecto antimoho sobre la celulosa. La ventaja de este método es que tiene una gran flexibilidad y se puede agregar directamente a la pintura de látex. El método de preparación es el mismo que los pasos ① a ④. III. Preparación de sustancias similares a la papilla para su uso futuro: Dado que los disolventes orgánicos son malos disolventes (insolubles) para el hidroxietilo, estos disolventes se pueden usar para preparar sustancias similares a la papilla. El disolvente orgánico más comúnmente utilizado es el líquido orgánico en la fórmula de la pintura de emulsión, como el etilenglicol, el propilenglicol y el agente formador de película (como el acetato de butilo de dietilenglicol). La celulosa de hidroxietilo similar a la papilla se puede agregar directamente a la pintura y luego continuar revolviendo hasta que se disuelva por completo.
(2) Al raspar la masilla de la pared:
Actualmente, la masilla ecológica resistente al agua y al frotamiento es muy valorada en la mayoría de las ciudades de China. En los últimos años, debido a la emisión de formaldehído de la masilla adhesiva para la construcción, que daña la salud, esta se prepara mediante la reacción de acetalización de alcohol polivinílico y formaldehído. Por lo tanto, este material se está eliminando gradualmente y se está sustituyendo por productos de la serie de éter de celulosa, lo que implica el desarrollo de materiales de construcción ecológicos. La celulosa es actualmente el único material disponible. En la masilla resistente al agua, se puede dividir en dos tipos: masilla en polvo seco y masilla en pasta. Generalmente, se eligen la metilcelulosa modificada y la hidroxipropilmetilcelulosa como los dos tipos de masilla, y la especificación de viscosidad suele estar entre 30000 y 60000 cps. La función principal de la celulosa en la masilla es retener agua, unir y lubricar. Debido a las diferentes fórmulas de masilla de los distintos fabricantes (algunas son de calcio gris, calcio ligero, cemento blanco, etc., mientras que otras son de yeso en polvo, calcio gris, calcio ligero, etc.), las especificaciones, la viscosidad y la cantidad de infiltración de celulosa para las dos fórmulas también difieren, con una cantidad de adición general de aproximadamente 2 ‰ -3 ‰. En la construcción de masilla para raspado de paredes, debido a la cierta absorción de agua de la superficie base de la pared (la tasa de absorción de agua de las paredes de ladrillo es del 13%, y la de la masilla de absorción de agua de la pared de hormigón es del 3-5%), junto con la evaporación externa, si la masilla pierde agua demasiado rápido, causará grietas o desprendimiento de polvo, debilitando así la resistencia de la masilla. Por lo tanto, agregar éter de celulosa solucionará este problema. Sin embargo, la calidad del material de relleno, especialmente la calidad del calcio gris, también es extremadamente importante. Debido a la alta viscosidad de la celulosa, también mejora la flotabilidad de la masilla, evita que se hunda durante la construcción y facilita el raspado, ahorrando tiempo y esfuerzo. El éter de celulosa en la masilla en polvo debe añadirse en la fábrica en la cantidad adecuada. Su producción y uso son relativamente sencillos, y el material de relleno y los aditivos se pueden mezclar uniformemente con el polvo seco. La construcción también es relativamente sencilla, y la distribución del agua en obra depende de la cantidad utilizada.
(3) Mortero de hormigón:
En el mortero de hormigón, para lograr la resistencia final, es necesario hidratar completamente el cemento. Especialmente en la construcción de verano, cuando la pérdida de agua del mortero es muy rápida, se toman medidas de hidratación completa para mantener y rociar agua. Este método causa desperdicio de recursos hídricos e inconvenientes en la operación, y la clave es que el agua solo está en la superficie, mientras que la hidratación interna aún es incompleta. Por lo tanto, la solución a este problema es: agregar ocho agentes de retención de agua de celulosa al mortero de hormigón, generalmente se elige hidroxipropilmetilcelulosa o metilcelulosa, con especificaciones de viscosidad que van de 20000 a 60000 cps y una cantidad de adición del 2% al 3%. Alrededor, la tasa de retención de agua puede aumentar a más del 85%. El método de uso en el mortero de hormigón es mezclar el polvo seco de manera uniforme y luego verter agua en la boca.
(4) En el enlucido de yeso, el aglutinante de yeso y el sellado de yeso:
Con el rápido desarrollo de la industria de la construcción, la demanda de nuevos materiales de construcción también aumenta día a día. Debido a la creciente conciencia sobre la protección del medio ambiente y la mejora continua de la eficiencia de la construcción, los productos de yeso cementicio se han desarrollado rápidamente. En la actualidad, los productos de yeso más comunes incluyen yeso para enlucido, yeso adhesivo, yeso embebido, aglutinante para baldosas, etc. El yeso para enlucido es un material de alta calidad para enlucir paredes interiores y losas de techo. Las paredes enlucidas con él son delicadas y lisas, sin desprendimiento de polvo y firmemente adheridas a la base, sin agrietarse ni descascararse, y con función de protección contra incendios; El yeso adhesivo es un nuevo tipo de aglutinante para paneles ligeros de construcción, que se fabrica a partir de yeso como material base y se le añaden varios aditivos de fuerza. Es adecuado para la unión entre varios materiales de construcción inorgánicos y tiene las características de no tóxico, inodoro, resistencia temprana, fraguado rápido y fuerte unión. Es un material de soporte para la construcción de paneles y bloques; El relleno para juntas de yeso es un material de relleno para huecos entre placas de yeso, así como para la reparación de paredes y grietas. Estos productos de yeso tienen diversas funciones. Además del yeso y los rellenos relacionados, la clave reside en los aditivos de éter de celulosa añadidos. Dado que el yeso se divide en yeso anhidro y yeso hemihidratado, los diferentes tipos de yeso tienen distintos efectos en el rendimiento del producto. Por lo tanto, el espesor, la retención de agua y el retardo determinan la calidad de los materiales de construcción de yeso. El problema común de estos materiales es el ahuecamiento y el agrietamiento, y no se alcanza la resistencia inicial. Para solucionar este problema, es necesario elegir el tipo de celulosa y el método de utilización de retardadores compuestos. En este sentido, generalmente se elige metil o hidroxipropilmetilo en una concentración de 30000 a 60000 cps, con una cantidad de adición del 1,5 % al 2 %. Entre ellos, la celulosa destaca por sus propiedades de retención de agua, retardo y lubricación. Sin embargo, no es posible utilizar éter de celulosa como retardador en este proceso, y es necesario añadir ácido cítrico para mezclarlo y utilizarlo sin afectar la resistencia inicial. La tasa de retención de agua generalmente se refiere a la cantidad de pérdida natural de agua sin absorción externa. Si la pared está seca, la absorción de agua y la evaporación natural de la superficie base provocan que el material pierda agua demasiado rápido, lo que también causará huecos y grietas. Este método de uso es para mezclar polvo seco. Si se prepara una solución, consulte el método de preparación de soluciones.
(5) Mortero aislante
El mortero aislante es un nuevo tipo de material de aislamiento para paredes interiores en la región norte. Se compone de materiales aislantes, mortero y adhesivos. La celulosa desempeña un papel fundamental en la unión y el aumento de la resistencia de este material. Generalmente, se elige metilcelulosa de alta viscosidad (alrededor de 10 000 EPS) y la dosificación suele estar entre 2 ‰ y 3 ‰. El método de aplicación es la mezcla en polvo seco.
(6) Agente interfacial
El agente de interfaz debe serHPMCLa resistencia a la tracción debe ser de 20 000 cps, y la del adhesivo para baldosas debe superar los 60 000 cps. En el agente de interfaz, se debe priorizar un agente espesante que mejore la resistencia a la tracción y a la rotura. Aplique un agente retenedor de agua en la unión de las baldosas para evitar que se desprendan rápidamente por la pérdida de agua.
3. Situación de la cadena de valor de la industria
(1) Industria de exploración y producción
Las principales materias primas necesarias para produciréter de celulosaIncluye algodón refinado (o pulpa de madera) y algunos disolventes químicos de uso común, como epoxipropano, clorometano, álcali líquido, álcali en escamas, óxido de etileno, tolueno y otros materiales auxiliares. Las empresas que impulsan esta industria incluyen empresas productoras de algodón refinado y pulpa de madera, así como algunas empresas químicas. Las fluctuaciones en los precios de las principales materias primas mencionadas anteriormente tendrán un impacto variable en el costo de producción y el precio de venta del éter de celulosa.
El costo del algodón refinado es relativamente alto. Tomando como ejemplo el éter de celulosa para materiales de construcción, durante el período del informe, la proporción del costo del algodón refinado con respecto al costo de venta del éter de celulosa para materiales de construcción fue del 31,74%, 28,50%, 26,59% y 26,90%, respectivamente. La fluctuación de los precios del algodón refinado afectará el costo de producción del éter de celulosa. La principal materia prima para producir algodón refinado es la fibra de algodón. La fibra de algodón es uno de los subproductos del proceso de producción de algodón, utilizado principalmente para producir productos como pulpa de algodón, algodón refinado y nitrocelulosa. Existe una diferencia significativa en el valor de utilización y el uso de la fibra de algodón y el algodón, y sus precios son significativamente más bajos que los del algodón, pero existe cierta correlación con la fluctuación de los precios del algodón. La fluctuación del precio de la fibra de algodón afectará el precio del algodón refinado.
Las drásticas fluctuaciones en los precios del algodón refinado tendrán diversos grados de impacto en el control de los costos de producción, la fijación de precios de los productos y la rentabilidad de las empresas de este sector. En el contexto de precios más altos para el algodón refinado y precios relativamente más bajos para la pulpa de madera, para reducir costos, la pulpa de madera puede usarse como sustituto y complemento del algodón refinado, principalmente para producir éteres de celulosa con menor viscosidad, como los éteres de celulosa de grado farmacéutico y alimentario. Según los datos del sitio web de la Oficina Nacional de Estadística, en 2013, la superficie cultivada de algodón en China era de 4,35 millones de hectáreas y la producción nacional de algodón fue de 6,31 millones de toneladas. Según los datos estadísticos de la Asociación de la Industria de la Celulosa de China, en 2014, la producción total de algodón refinado por parte de las principales empresas nacionales de producción de algodón refinado fue de 332.000 toneladas, con un amplio suministro de materia prima.
Las principales materias primas para la fabricación de equipos químicos a base de grafito son el acero y el carbono grafítico. El precio del acero y del carbono grafítico representa una proporción importante del coste de producción de dichos equipos. Las fluctuaciones en el precio de estas materias primas tendrán un impacto significativo en el coste de producción y en el precio de venta de los equipos químicos de grafito.
(2) Situación de la industria de éter de celulosa aguas abajo
éter de celulosaComo “glutamato monosódico industrial”, tiene una baja proporción de aditivos y una amplia gama de aplicaciones, con industrias transformadoras dispersas en diversos sectores de la economía nacional.
Normalmente, los sectores de la construcción y el inmobiliario influyen en la tasa de crecimiento de la demanda de éter de celulosa para materiales de construcción. Cuando el crecimiento de estos sectores es relativamente rápido, la demanda de éter de celulosa en el mercado nacional aumenta rápidamente. Por el contrario, cuando el crecimiento de estos sectores se ralentiza, la demanda disminuye, intensificando la competencia y acelerando la supervivencia de las empresas del sector.
Desde 2012, en el contexto de una desaceleración en las industrias nacionales de la construcción e inmobiliarias, no ha habido fluctuaciones significativas en la demanda de éter de celulosa de grado para materiales de construcción en el mercado interno. Las razones principales son: primero, la escala general de las industrias nacionales de la construcción e inmobiliarias es grande, y la demanda total del mercado es relativamente grande; el principal mercado consumidor de éter de celulosa de grado para materiales de construcción se ha expandido gradualmente desde las regiones económicamente desarrolladas y las ciudades de primer y segundo nivel hacia las regiones centrales y occidentales y las ciudades de tercer nivel, ampliando el potencial y el espacio para el crecimiento de la demanda interna; 2, la cantidad de éter de celulosa agregada representa una baja proporción del costo de los materiales de construcción, y la cantidad utilizada por un solo cliente es pequeña. Los clientes están dispersos, lo que puede generar fácilmente una demanda rígida. La demanda total en el mercado de destino es relativamente estable; 3, el cambio en el precio de mercado es un factor importante que afecta la estructura de la demanda de éter de celulosa de grado para materiales de construcción. Desde 2012, el precio del éter de celulosa de grado para materiales de construcción ha disminuido significativamente, lo que ha provocado una reducción considerable en los precios de los productos de gama media y alta, atrayendo a más clientes a comprar y elegir, aumentando la demanda de estos productos y reduciendo la demanda del mercado y el margen de precios de los productos de gama media.
El nivel de desarrollo y la tasa de crecimiento de la industria farmacéutica influirán en la demanda de éter de celulosa de grado farmacéutico. La mejora del nivel de vida de la población y el desarrollo de la industria alimentaria contribuyen a impulsar la demanda del mercado de éter de celulosa de grado alimentario.
6. Tendencia de desarrollo del éter de celulosa
Debido a las diferencias estructurales en la demanda de éter de celulosa, se ha generado una situación en la que empresas con distintas fortalezas pueden coexistir. En respuesta a esta evidente diferenciación estructural de la demanda, los fabricantes nacionales de éter de celulosa han adoptado estrategias competitivas diferenciadas, basadas en sus propias fortalezas, al tiempo que comprenden eficazmente la tendencia y la dirección del mercado.
(1) Garantizar la estabilidad de la calidad del producto seguirá siendo el punto competitivo clave para las empresas de éter de celulosa.
éter de celulosaSi bien representa una proporción relativamente pequeña de los costos de producción en la mayoría de las empresas de la cadena de valor de este sector, tiene un impacto significativo en la calidad del producto. Los clientes de alta gama deben someterse a pruebas de fórmula antes de utilizar una marca y modelo específicos de éter de celulosa. Una vez establecida una fórmula estable, suele ser difícil sustituir productos de otras marcas, y se exige una mayor estabilidad de la calidad del éter de celulosa. Este fenómeno es más frecuente en sectores de alta gama como las grandes empresas nacionales e internacionales de producción de materiales de construcción, excipientes farmacéuticos, aditivos alimentarios, PVC, etc. Para mejorar la competitividad de sus productos, las empresas productoras deben garantizar que la estabilidad de la calidad de los diferentes lotes de éter de celulosa suministrados se mantenga durante un largo periodo, con el fin de consolidar una buena reputación en el mercado.
(2) Mejorar el nivel de la tecnología de aplicación del producto es la dirección de desarrollo de las empresas nacionales de éter de celulosa.
Con la tecnología de producción de éter de celulosa cada vez más madura, un nivel más alto de tecnología de aplicación es beneficioso para que las empresas mejoren su competitividad integral y formen relaciones estables con los clientes. Las empresas de éter de celulosa más famosas de los países desarrollados adoptan principalmente una estrategia competitiva de "dirigirse a grandes clientes de gama alta y desarrollar aplicaciones y usos posteriores", desarrollandoéter de celulosaaplicaciones y fórmulas de uso, y la configuración de series de productos según diferentes campos de aplicación segmentados para facilitar su uso por parte del cliente, y el fomento de la demanda del mercado posterior. La competencia entre las empresas de éter de celulosa en los países desarrollados ha pasado del producto a la tecnología de aplicación.
Fecha de publicación: 31 de agosto de 2023