Celluloseether ist ein synthetisches Polymer, das durch chemische Modifikation aus natürlicher Cellulose hergestellt wird.Celluloseether ist ein Derivat natürlicher Cellulose.Die Herstellung von Celluloseether unterscheidet sich von der Herstellung synthetischer Polymere.Sein grundlegendster Stoff ist Zellulose, eine natürliche Polymerverbindung.Aufgrund der Besonderheit der natürlichen Cellulosestruktur ist die Cellulose selbst nicht in der Lage, mit Veretherungsmitteln zu reagieren.Nach der Behandlung mit dem Quellmittel werden jedoch die starken Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülketten und den Ketten zerstört und die aktive Freisetzung der Hydroxylgruppe führt zu einer reaktiven Alkalicellulose.Besorgen Sie sich Celluloseether.
Die Eigenschaften von Celluloseethern hängen von der Art, Anzahl und Verteilung der Substituenten ab.Die Einteilung der Celluloseether erfolgt auch nach der Art der Substituenten, dem Veretherungsgrad, der Löslichkeit und den damit verbundenen Anwendungseigenschaften.Je nach Art der Substituenten an der Molekülkette kann man sie in Monoether und Mischether unterteilen.Normalerweise verwenden wir mc als Monoether und HPmc als gemischten Ether.Methylcelluloseether MC ist das Produkt, nachdem die Hydroxylgruppe an der Glucoseeinheit natürlicher Cellulose durch eine Methoxygruppe ersetzt wurde.Es handelt sich um ein Produkt, das durch Ersetzen eines Teils der Hydroxylgruppe der Einheit durch eine Methoxygruppe und eines anderen Teils durch eine Hydroxypropylgruppe erhalten wird.Die Strukturformel lautet [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hydroxyethylmethylcelluloseether HEmc. Dies sind die am häufigsten verwendeten und auf dem Markt verkauften Sorten.
Hinsichtlich der Löslichkeit kann es in ionisch und nichtionisch unterteilt werden.Wasserlösliche nichtionische Celluloseether bestehen hauptsächlich aus zwei Reihen von Alkylethern und Hydroxyalkylethern.Ionisches Cmc wird hauptsächlich in synthetischen Waschmitteln, beim Textildruck und -färben sowie in der Lebensmittel- und Ölexploration eingesetzt.Nichtionisches MC, HPmc, HEmc usw. werden hauptsächlich in Baumaterialien, Latexbeschichtungen, Medikamenten, Alltagschemikalien usw. verwendet. Wird als Verdickungsmittel, Wasserrückhaltemittel, Stabilisator, Dispergiermittel und Filmbildner verwendet.
Wasserretention von Celluloseether
Bei der Herstellung von Baustoffen, insbesondere Trockenmörtel, spielt Celluloseether eine unersetzliche Rolle, insbesondere bei der Herstellung von Spezialmörtel (modifizierter Mörtel) ist er ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil.
Die wichtige Rolle von wasserlöslichem Celluloseether im Mörtel besteht hauptsächlich aus drei Aspekten: Zum einen ist es ein hervorragendes Wasserrückhaltevermögen, zum anderen der Einfluss auf die Konsistenz und Thixotropie des Mörtels und drittens die Wechselwirkung mit Zement.
Die Wasserhaltewirkung von Celluloseether hängt von der Wasseraufnahme der Tragschicht, der Zusammensetzung des Mörtels, der Dicke der Mörtelschicht, dem Wasserbedarf des Mörtels und der Abbindezeit des Abbindematerials ab.Die Wasserretention von Celluloseether selbst ist auf die Löslichkeit und Dehydrierung des Celluloseethers selbst zurückzuführen.Wie wir alle wissen, enthält die Molekülkette der Cellulose zwar eine große Anzahl hochhydrierbarer OH-Gruppen, ist jedoch nicht wasserlöslich, da die Cellulosestruktur einen hohen Kristallinitätsgrad aufweist.Die Hydratationsfähigkeit von Hydroxylgruppen allein reicht nicht aus, um die starken Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte zwischen Molekülen abzudecken.Daher quillt es nur, löst sich aber nicht im Wasser.Wenn ein Substituent in die Molekülkette eingeführt wird, zerstört nicht nur der Substituent die Wasserstoffkette, sondern auch die Wasserstoffbindung zwischen den Ketten wird aufgrund der Verkeilung des Substituenten zwischen benachbarten Ketten zerstört.Je größer der Substituent, desto größer der Abstand zwischen den Molekülen.Je größer der Abstand.Je größer die Wirkung der Zerstörung von Wasserstoffbrückenbindungen ist, desto wasserlöslicher wird der Celluloseether, nachdem sich das Cellulosegitter ausdehnt und die Lösung eintritt und eine hochviskose Lösung bildet.Wenn die Temperatur steigt, wird die Hydratation des Polymers schwächer und das Wasser zwischen den Ketten wird ausgetrieben.Wenn die Dehydratisierungswirkung ausreichend ist, beginnen die Moleküle zu aggregieren, bilden eine dreidimensionale Gel-Netzwerkstruktur und entfalten sich.Zu den Faktoren, die die Wasserretention von Mörtel beeinflussen, gehören die Viskosität des Celluloseethers, die Zugabemenge, die Feinheit der Partikel und die Anwendungstemperatur.
Je höher die Viskosität des Celluloseethers ist, desto besser ist die Wasserrückhalteleistung und desto höher ist die Viskosität der Polymerlösung.Abhängig vom Molekulargewicht (Polymerisationsgrad) des Polymers wird es auch durch die Kettenlänge der Molekülstruktur und die Form der Kette bestimmt, und die Verteilung der Arten und Mengen der Substituenten beeinflusst auch direkt dessen Viskositätsbereich.[η]=Kmα
[η] Grenzviskosität der Polymerlösung
m Molekulargewicht des Polymers
α-Polymer-Kennkonstante
K-Viskositätskoeffizient der Lösung
Die Viskosität einer Polymerlösung hängt vom Molekulargewicht des Polymers ab.Die Viskosität und Konzentration der Celluloseetherlösung hängen mit der Anwendung in verschiedenen Bereichen zusammen.Daher weist jeder Celluloseether viele unterschiedliche Viskositätsspezifikationen auf, und die Anpassung der Viskosität erfolgt hauptsächlich durch den Abbau von Alkalicellulose, d. h. durch das Aufbrechen der Molekülketten der Cellulose.
Je mehr Celluloseether dem Mörtel zugesetzt wird, desto besser ist das Wasserhaltevermögen und je höher die Viskosität, desto besser ist das Wasserhaltevermögen.
Bei der Partikelgröße gilt: Je feiner die Partikel, desto besser ist die Wasserretention (siehe Abbildung 3).Nachdem die großen Celluloseetherpartikel mit Wasser in Kontakt gekommen sind, löst sich die Oberfläche sofort auf und bildet ein Gel, das das Material umhüllt und verhindert, dass Wassermoleküle weiter eindringen.Manchmal lässt es sich auch nach längerem Rühren nicht gleichmäßig dispergieren und auflösen und bildet eine trübe, flockige Lösung oder Agglomeration.Es hat großen Einfluss auf die Wasserretention von Celluloseether und die Löslichkeit ist einer der Faktoren für die Wahl von Celluloseether.
Verdickung und Thixotropie von Celluloseether
Die zweite Funktion von Celluloseether – die Verdickung – hängt ab von: dem Polymerisationsgrad des Celluloseethers, der Konzentration der Lösung, der Schergeschwindigkeit, der Temperatur und anderen Bedingungen.Die Geliereigenschaft der Lösung ist einzigartig für Alkylcellulose und ihre modifizierten Derivate.Die Gelierungseigenschaften hängen vom Substitutionsgrad, der Lösungskonzentration und den Zusatzstoffen ab.Bei Hydroxyalkyl-modifizierten Derivaten hängen die Geleigenschaften auch vom Modifikationsgrad des Hydroxyalkyls ab.Für mc und HPmc mit niedriger Viskosität kann eine Lösung mit einer Konzentration von 10 % bis 15 % hergestellt werden, eine Lösung mit 5 % bis 10 % kann für mc und HPmc mit mittlerer Viskosität hergestellt werden und eine Lösung mit 2 % bis 3 % kann für mc und HPmc mit hoher Viskosität hergestellt werden HPmc und normalerweise wird die Viskositätsklassifizierung von Celluloseether auch mit 1- bis 2-prozentiger Lösung abgestuft.Celluloseether mit hohem Molekulargewicht weist eine hohe Verdickungseffizienz auf.In einer Lösung gleicher Konzentration weisen Polymere mit unterschiedlichem Molekulargewicht unterschiedliche Viskositäten auf.Hochgradig.Die Zielviskosität kann nur durch Zugabe einer großen Menge niedermolekularen Celluloseethers erreicht werden.Seine Viskosität hängt kaum von der Schergeschwindigkeit ab, und die hohe Viskosität erreicht die Zielviskosität, und die erforderliche Zugabemenge ist gering und die Viskosität hängt von der Verdickungseffizienz ab.Um eine bestimmte Konsistenz zu erreichen, muss daher eine bestimmte Menge an Celluloseether (Konzentration der Lösung) und Lösungsviskosität gewährleistet sein.Die Geltemperatur der Lösung nimmt ebenfalls linear mit zunehmender Konzentration der Lösung ab und geliert bei Raumtemperatur nach Erreichen einer bestimmten Konzentration.Die Gelierungskonzentration von HPmc ist bei Raumtemperatur höher.
Die Konsistenz kann auch durch die Wahl der Partikelgröße und die Wahl von Celluloseethern mit unterschiedlichem Modifikationsgrad angepasst werden.Die sogenannte Modifikation besteht darin, einen bestimmten Grad an Substitution von Hydroxyalkylgruppen in die Gerüststruktur von mc einzuführen.Durch Ändern der relativen Substitutionswerte der beiden Substituenten, d. h. der relativen DS- und ms-Substitutionswerte der Methoxy- und Hydroxyalkylgruppen, die wir oft sagen.Durch Ändern der relativen Substitutionswerte der beiden Substituenten können verschiedene Leistungsanforderungen an Celluloseether erfüllt werden.
Celluloseether, die in pulverförmigen Baustoffen eingesetzt werden, müssen sich in kaltem Wasser schnell auflösen und dem System eine geeignete Konsistenz verleihen.Bei einer bestimmten Schergeschwindigkeit wird es immer noch zu flockigen und kolloidalen Blöcken, was ein minderwertiges oder qualitativ minderwertiges Produkt darstellt.
Es besteht auch ein guter linearer Zusammenhang zwischen der Konsistenz des Zementleims und der Dosierung des Celluloseethers.Celluloseether kann die Viskosität von Mörtel stark erhöhen.Je höher die Dosierung, desto deutlicher ist die Wirkung, siehe Abbildung 6
Hochviskose wässrige Celluloseetherlösungen weisen eine hohe Thixotropie auf, was ebenfalls ein Hauptmerkmal von Celluloseether ist.Wässrige Lösungen von Polymeren vom Mc-Typ weisen normalerweise unterhalb ihrer Geltemperatur pseudoplastische und nicht thixotrope Fließfähigkeit auf, bei niedrigen Schergeschwindigkeiten jedoch Newtonsche Fließeigenschaften.Die Pseudoplastizität nimmt mit dem Molekulargewicht oder der Konzentration des Celluloseethers zu, unabhängig von der Art des Substituenten und dem Grad der Substitution.Daher zeigen Celluloseether der gleichen Viskositätsklasse, unabhängig von mc, HPmc, HEmc, immer die gleichen rheologischen Eigenschaften, solange Konzentration und Temperatur konstant gehalten werden.Bei Temperaturerhöhung bilden sich Strukturgele und es kommt zu stark thixotropen Strömungen.Hochkonzentrierte und niedrigviskose Celluloseether zeigen auch unterhalb der Geltemperatur Thixotropie.Diese Eigenschaft ist für den Ausgleich von Nivellierung und Durchbiegung beim Bau von Baumörtel von großem Nutzen.Hier muss erklärt werden, dass die Wasserretention umso besser ist, je höher die Viskosität des Celluloseethers ist, aber je höher die Viskosität, desto höher das relative Molekulargewicht des Celluloseethers und die entsprechende Abnahme seiner Löslichkeit, was sich negativ auswirkt auf die Mörtelkonzentration und Bauleistung.Je höher die Viskosität, desto deutlicher ist die Verdickungswirkung auf den Mörtel, sie ist jedoch nicht vollständig proportional.Etwas mittel- und niedrigviskos, aber der modifizierte Celluloseether hat eine bessere Leistung bei der Verbesserung der strukturellen Festigkeit von Nassmörtel.Mit zunehmender Viskosität verbessert sich die Wasserretention von Celluloseether.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. November 2022