纤维素醚是以纤维素为原料，通过一种或多种醚化剂进行醚化反应，经干法研磨而成。根据醚取代基化学结构的不同，纤维素醚可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。离子型纤维素醚主要包括羧甲基纤维素醚（CMC）；非离子型纤维素醚主要包括甲基纤维素醚（MC）、羟丙基甲基纤维素醚（羟丙基甲基纤维素)和羟乙基纤维素醚(HC)。非离子型醚又分为水溶性醚和油溶性醚，主要用于砂浆制品。离子型纤维素醚在钙离子存在下不稳定，因此很少用于以水泥、熟石灰等胶凝材料为原料的干混砂浆制品中。非离子型水溶性纤维素醚因其悬浮稳定性和保水性，广泛应用于建材行业。
1.纤维素醚的化学性质
每种纤维素醚具有纤维素的基本结构——脱水葡萄糖结构。纤维素醚的生产工艺是先将纤维素纤维在碱性溶液中加热，再用醚化剂处理，纤维状反应产物经净化、研磨，形成具有一定细度的均匀粉末。
在MC的生产过程中，只使用甲烷氯化物作为醚化剂；除了在生产中使用甲烷氯化物外，羟丙基甲基纤维素，环氧丙烯也用于获得羟丙基取代基。各种纤维素醚具有不同的甲基和羟丙基取代率，这影响纤维素醚溶液的有机溶解度以及热凝胶温度等性能。
2.纤维素醚的应用场景
纤维素醚是一种非离子型半合成聚合物，具有水溶性和溶剂型特性，在不同行业中其作用效果各有不同。例如在化学建材中，它有以下几种复合作用：
① 保水剂 ② 增稠剂 ③ 流平剂 ④ 成膜剂 ⑤ 粘合剂
在PVC在建筑工业中，它是乳化剂、分散剂；在医药工业中，纤维素是一种粘合剂和缓释骨架材料，正是由于它具有多种复合功效，其应用领域也最为广泛。下面我们将重点介绍纤维素醚在各类建筑材料中的使用方法和作用。
（1）乳胶漆中：
在乳胶漆行业，需要选择羟乙基纤维素。等粘度一般规格为RT30000-5000cps，对应HBR250规格，参考用量一般在1.5‰-2‰左右。羟乙基在乳胶漆中主要作用是增稠、防止颜料凝胶、有助于颜料分散、乳液稳定、提高组分粘度、有助于施工的流平性能：羟乙基纤维素使用方便，可溶于冷水、热水，且不受PH值影响，在PI值2-12之间均可安全使用。使用方法有以下三种：一、生产中直接添加：此方法应选择羟乙基纤维素延迟型，溶解时间在30分钟以上。使用步骤如下：①将定量的纯水放入装有高应变搅拌器的容器中；②开动低速搅拌，不停顿，同时将羟乙基缓慢均匀地加入溶液中。 ③ 继续搅拌直至所有颗粒材料湿润。④ 加入其他添加剂和碱性添加剂。⑤ 搅拌至所有羟乙基纤维素完全溶解。然后加入配方中的其他成分，研磨直至成品。二、配制待用母液：此方法可选用速溶型，对纤维素有防霉作用。此方法的优点是灵活性大，可以直接添加到乳胶漆中。配制方法与步骤①至④相同。三、配制待用的糊状物：由于有机溶剂对羟乙基纤维素来说是不良溶剂（不溶），因此可使用这些溶剂配制糊状物。最常用的有机溶剂是乳胶漆配方中的有机液体，例如乙二醇、丙二醇和成膜剂（例如二乙二醇丁醚乙酸酯）。可以将糊状羟乙基纤维素直接添加到涂料中，然后继续搅拌直至完全溶解。
（2）刮墙面腻子时：
目前，耐水、耐擦洗的环保腻子在国内大多数城市已基本受到重视。前几年，由于建筑胶粘剂制成的腻子会释放甲醛气体，危害人们的健康，因此，由聚乙烯醇和甲醛经缩醛反应制备的建筑胶粘剂正在逐渐被人们淘汰，取而代之的是纤维素醚系列产品，开发环境友好型建筑材料。纤维素是目前唯一可用的材料。耐水腻子分为干粉腻子和腻子膏两种。腻子一般选用改性甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素两种，粘度规格一般在30000-60000cps之间。纤维素在腻子中主要起保水、粘结、润滑的作用。由于各个厂家的腻子配方不同，有的用灰钙、轻钙、白水泥等，有的用石膏粉、灰钙、轻钙等，两种配方的纤维素的规格、粘度、浸润量也不同，一般添加量在2‰-3‰左右。在刮墙腻子施工中，由于墙体基面有一定的吸水率（砖墙吸水率为13%，混凝土吸水率为3-5%），再加上外界蒸发，如果腻子失水过快，会造成龟裂或掉粉，从而削弱腻子的强度，因此添加纤维素醚会解决这一问题。但填充材料的质量，特别是灰钙的质量也极其重要，由于纤维素的粘度较大，还增强了腻子的浮力，施工时避免下垂，刮涂起来更加轻松省力。粉状腻子中的纤维素醚需要在工厂适量添加。其生产和使用都比较方便，将填料和添加剂与干粉均匀混合即可。施工也比较方便，现场配水量根据用量而定。
（3）混凝土砂浆：
在混凝土砂浆中，要真正达到最终强度，必须使水泥完全水化，尤其夏季施工，混凝土砂浆失水过快，采取完全水化措施养护、洒水，这种方式既造成水资源浪费，又不方便操作，关键是水只是表面，而内部水化尚不完全，因此解决这个问题的方法是：在砂浆混凝土中添加八种保水剂纤维素，一般选用羟丙基甲基或甲基纤维素，粘度规格在20000～60000cps，添加量在2%～3%左右，保水率可提高到85%以上。在砂浆混凝土中的使用方法是将干粉搅拌均匀后，用水灌入即可。
（4）抹灰石膏、粘结石膏和填缝石膏中：
随着建筑业的快速发展，对新型建筑材料的需求也日益增加。由于人们环保意识的增强和施工效率的不断提高，水泥基石膏制品发展迅速。目前最常见的石膏制品有抹面石膏、粘结石膏、嵌入石膏、瓷砖粘结剂等。抹面石膏是用于抹内墙和屋面板的优质材料，用它抹出来的墙面细腻平整，不掉粉且与基层粘结牢固，不开裂、不剥落，并具有防火功能；粘结石膏是一种新型建筑轻板粘结剂，以石膏为基料，添加各种强力添加剂制成，适用于各种无机建筑墙体材料之间的粘结，具有无毒、无味、早强、快凝、粘结力强等特点，是建筑板材、砌块施工的配套材料；石膏填缝剂是用于石膏板之间缝隙的填充材料，也是墙体和裂缝的修补填料。这些石膏产品具有一系列不同的功能。除了石膏和相关填料之外，关键在于添加的纤维素醚类添加剂起着主导作用。由于石膏分为无水石膏和半水石膏，不同类型的石膏对产品性能的影响不同。因此，增稠、保水、缓凝性决定了石膏建材的质量。这类材料常见的问题是空鼓、开裂，无法达到初始强度。要解决这个问题，需要选择合适的纤维素型号以及缓凝剂的复合使用方法。为此，一般选择甲基或羟丙基甲基纤维素为30000至60000cps，添加量为1.5%-2%。其中纤维素注重其保水、缓凝、润滑等性能。但本工艺无法直接使用纤维素醚作为缓凝剂，需添加柠檬酸缓凝剂才能混合使用，且不影响初期强度。保水率一般指无外界吸水情况下的自然失水量。如果墙体干燥，基面吸水、自然蒸发导致材料失水过快，也会造成空鼓、开裂。此使用方法为混合干粉，如配制溶液，请参考溶液配制方法。
（5）保温砂浆
保温砂浆是北方地区一种新型内墙保温材料，是由保温材料、砂浆、胶粘剂组成的墙体材料。纤维素在该材料中起着关键的粘结和增加强度的作用。一般选用粘度较高的甲基纤维素（10000eps左右），用量一般在2‰-3‰之间。使用方式为干粉混合。
（6）界面剂
界面剂应羟丙基甲基纤维素20000cps，瓷砖胶粘剂应在60000cps以上。界面剂应重点添加增稠剂，以提高抗拉强度和抗弯强度。瓷砖粘接时应使用保水剂，防止瓷砖因失水而快速脱落。
3.产业链情况
（1）上游产业
生产所需的主要原材料纤维素醚纤维素醚的主要原料包括精制棉（或木浆）以及一些常用的化工溶剂，如环氧丙烷、氯甲烷、液碱、片碱、环氧乙烷、甲苯等，以及其他辅助材料。该行业的上游企业包括精制棉、木浆生产企业，以及一些化工企业。上述主要原材料价格的波动，都会对纤维素醚的生产成本和销售价格产生不同程度的影响。
精制棉成本较高。以建材级纤维素醚为例，报告期内，精制棉成本占建材级纤维素醚销售成本的比重分别为31.74%、28.50%、26.59%、26.90%。精制棉价格波动会影响纤维素醚的生产成本。生产精制棉的主要原料是棉短绒。棉短绒是棉花生产过程中的副产品之一，主要用于生产棉浆、精制棉、硝化棉等产品。棉短绒与棉花的利用价值和用途存在明显差异，其价格明显低于棉花，但与棉花价格波动存在一定的相关性，棉短绒价格波动会影响精制棉的价格。
精制棉价格的大幅波动会对行业企业的生产成本控制、产品定价及盈利能力造成不同程度的影响。在精制棉价格较高、木浆价格相对较低的情况下，为降低成本，可用木浆作为精制棉的替代和补充，主要用于生产医药级、食品级纤维素醚等粘度较低的纤维素醚。根据国家统计局网站数据，2013年，我国棉花种植面积为435万公顷，全国棉花产量为631万吨。根据中国纤维素工业协会统计数据，2014年，国内主要精制棉生产企业精制棉总产量为33.2万吨，原料供应充足。
生产石墨化工设备的主要原材料是钢材和石墨碳，钢材和石墨碳的价格在石墨化工设备的生产成本中占比较高，这些原材料价格的波动会对石墨化工设备的生产成本和销售价格产生一定的影响。
（2）纤维素醚下游行业情况
纤维素醚作为“工业味精”，添加剂比例低，应用范围广，下游产业遍布国民经济各个行业。
通常，下游建筑业和房地产业会对建材级纤维素醚的需求增速产生一定的影响。当国内建筑业和房地产业增速较快时，国内市场对建材级纤维素醚的需求增长较快。当国内建筑业和房地产业增速放缓时，国内市场对建材级纤维素醚的需求也会随之放缓，使得该行业的竞争更加激烈，加速该行业企业的生存进程。
2012年以来，在国内建筑业、房地产业增速放缓的背景下，国内市场对建材级纤维素醚的需求并未出现明显波动，主要原因有：一是国内建筑业、房地产业整体规模较大，市场需求总量较大；二是建材级纤维素醚的主要消费市场已逐渐由经济发达地区和一二线城市向中西部地区和三线城市拓展，扩大了国内需求增长的潜力和空间；三是纤维素醚的添加量占建材成本比重较低，单个客户的用量较少，客户分散，易产生刚性需求，下游市场总需求相对稳定；四是市场价格的变化是影响建材级纤维素醚需求结构的重要因素。 2012年以来，建材级纤维素醚价格大幅下降，带动中高端产品价格大幅下降，吸引更多客户采购选择，增加了中高端产品的需求，挤压了普通型号产品的市场需求和价格空间。
医药行业的发展水平和增长速度会影响药用级纤维素醚的需求量，人民生活水平的提高和食品工业的发展有利于带动食品级纤维素醚的市场需求。
6.纤维素醚的发展趋势
由于纤维素醚市场需求的结构性差异，出现了不同实力企业并存的局面。针对明显的市场需求结构性分化，国内纤维素醚生产企业在立足自身实力的基础上，采取了差异化的竞争策略，同时也有效把握了市场的发展趋势和方向。
（1）保证产品质量稳定性仍将是纤维素醚企业的核心竞争点
纤维素醚在该行业大多数下游企业中，原料成本占生产成本的比例相对较小，但对产品质量影响重大。高端客户群在使用某一品牌、型号的纤维素醚前，需要经过配方实验，形成稳定配方后通常不易更换其他品牌的产品，对纤维素醚的质量稳定性也提出了更高的要求。这种现象在国内外大型建材生产企业、药用辅料、食品添加剂、PVC等高端领域更为突出。生产企业要提高产品的竞争力，必须确保所供应的不同批次纤维素醚的质量能够长期保持稳定性，才能形成良好的市场口碑。
（2）提高产品应用技术水平是国内纤维素醚企业的发展方向
随着纤维素醚生产技术的日益成熟，更高的应用技术水平有利于企业提升综合竞争力，形成稳定的客户关系。发达国家知名纤维素醚企业主要采取“瞄准大客户高端，拓展下游应用领域”的竞争策略，发展纤维素醚纤维素醚产品的应用领域和使用配方，并根据不同的细分应用领域配置系列产品，方便客户使用，并以此培育下游市场需求，发达国家纤维素醚企业的竞争已由产品竞争转向应用技术竞争。
发布时间：2023年8月31日