L'éther de cellulose est un polymère synthétique fabriqué à partir de cellulose naturelle par modification chimique.L'éther de cellulose est un dérivé de la cellulose naturelle.La production d'éther de cellulose est différente de celle des polymères synthétiques.Son matériau le plus basique est la cellulose, un composé polymère naturel.En raison de la particularité de la structure naturelle de la cellulose, la cellulose elle-même n'a pas la capacité de réagir avec les agents d'éthérification.Cependant, après le traitement de l'agent gonflant, les fortes liaisons hydrogène entre les chaînes moléculaires et les chaînes sont détruites et la libération active du groupe hydroxyle devient une cellulose alcaline réactive.Obtenir de l'éther de cellulose.
Les propriétés des éthers de cellulose dépendent du type, du nombre et de la répartition des substituants.La classification des éthers de cellulose repose également sur le type de substituants, le degré d'éthérification, la solubilité et les propriétés d'application associées.Selon le type de substituants sur la chaîne moléculaire, il peut être divisé en monoéther et éther mixte.Nous utilisons généralement mc comme monoéther et HPmc comme éther mixte.L'éther de méthylcellulose mc est le produit après que le groupe hydroxyle sur l'unité glucose de la cellulose naturelle soit remplacé par un groupe méthoxy.C'est un produit obtenu en remplaçant une partie du groupe hydroxyle de l'unité par un groupe méthoxy et une autre partie par un groupe hydroxypropyle.La formule développée est [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hydroxyéthylméthylcellulose éther HEmc, ce sont les principales variétés largement utilisées et vendues sur le marché.
En termes de solubilité, il peut être divisé en ionique et non ionique.Les éthers de cellulose non ioniques hydrosolubles sont principalement composés de deux séries d'éthers alkyliques et d'éthers hydroxyalkylés.Ionic Cmc est principalement utilisé dans les détergents synthétiques, l’impression et la teinture textiles, l’exploration alimentaire et pétrolière.Les mc non ioniques, HPmc, HEmc, etc. sont principalement utilisés dans les matériaux de construction, les revêtements en latex, les médicaments, les produits chimiques quotidiens, etc. Utilisés comme épaississant, agent de rétention d'eau, stabilisant, dispersant et agent filmogène.
Rétention d'eau de l'éther de cellulose
Dans la production de matériaux de construction, notamment de mortier sec, l'éther de cellulose joue un rôle irremplaçable, notamment dans la production de mortier spécial (mortier modifié), c'est un composant indispensable et important.
Le rôle important de l'éther de cellulose hydrosoluble dans le mortier a principalement trois aspects, l'un est une excellente capacité de rétention d'eau, l'autre est l'influence sur la consistance et la thixotropie du mortier et le troisième est l'interaction avec le ciment.
L'effet de rétention d'eau de l'éther de cellulose dépend de l'absorption d'eau de la couche de base, de la composition du mortier, de l'épaisseur de la couche de mortier, de la demande en eau du mortier et du temps de prise du matériau de prise.La rétention d'eau de l'éther de cellulose lui-même provient de la solubilité et de la déshydratation de l'éther de cellulose lui-même.Comme nous le savons tous, bien que la chaîne moléculaire de la cellulose contienne un grand nombre de groupes OH hautement hydratables, elle n'est pas soluble dans l'eau, car la structure de la cellulose présente un degré élevé de cristallinité.La capacité d’hydratation des groupes hydroxyle à elle seule n’est pas suffisante pour couvrir les fortes liaisons hydrogène et les forces de Van der Waals entre les molécules.Par conséquent, il ne fait que gonfler mais ne se dissout pas dans l’eau.Lorsqu'un substituant est introduit dans la chaîne moléculaire, non seulement le substituant détruit la chaîne hydrogène, mais également la liaison hydrogène interchaîne est détruite en raison du coincement du substituant entre les chaînes adjacentes.Plus le substituant est gros, plus la distance entre les molécules est grande.Plus la distance est grande.Plus l'effet de destruction des liaisons hydrogène est grand, l'éther de cellulose devient soluble dans l'eau après l'expansion du réseau de cellulose et l'entrée de la solution, formant une solution à haute viscosité.Lorsque la température augmente, l’hydratation du polymère s’affaiblit et l’eau entre les chaînes est chassée.Lorsque l'effet de déshydratation est suffisant, les molécules commencent à s'agréger, formant un gel à structure de réseau tridimensionnel et déplié.Les facteurs affectant la rétention d'eau du mortier comprennent la viscosité de l'éther de cellulose, la quantité ajoutée, la finesse des particules et la température d'utilisation.
Plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleures sont les performances de rétention d'eau et plus la viscosité de la solution de polymère est élevée.En fonction du poids moléculaire (degré de polymérisation) du polymère, il est également déterminé par la longueur de la structure moléculaire et la forme de la chaîne, et la distribution des types et des quantités de substituants affecte également directement sa plage de viscosité.[η]=Kmα
[η] Viscosité intrinsèque de la solution de polymère
m poids moléculaire du polymère
constante caractéristique du polymère α
Coefficient de solution de viscosité K
La viscosité d'une solution de polymère dépend du poids moléculaire du polymère.La viscosité et la concentration de la solution d'éther de cellulose sont liées à l'application dans divers domaines.Par conséquent, chaque éther de cellulose a de nombreuses spécifications de viscosité différentes, et l'ajustement de la viscosité est principalement réalisé par la dégradation de la cellulose alcaline, c'est-à-dire la rupture des chaînes moléculaires de la cellulose.
Plus la quantité d'éther de cellulose ajoutée au mortier est grande, meilleures sont les performances de rétention d'eau, et plus la viscosité est élevée, meilleures sont les performances de rétention d'eau.
Pour la taille des particules, plus la particule est fine, meilleure est la rétention d'eau (voir Figure 3).Une fois que les grosses particules d'éther de cellulose entrent en contact avec l'eau, la surface se dissout immédiatement et forme un gel pour envelopper le matériau afin d'empêcher les molécules d'eau de continuer à s'infiltrer.Parfois, il ne peut pas être uniformément dispersé et dissous même après une agitation prolongée, formant une solution floculante trouble ou une agglomération.Cela affecte grandement la rétention d'eau de l'éther de cellulose et la solubilité est l'un des facteurs de choix de l'éther de cellulose.
Épaississement et thixotropie de l'éther de cellulose
La deuxième fonction de l'éther de cellulose – l'épaississement dépend : du degré de polymérisation de l'éther de cellulose, de la concentration de la solution, du taux de cisaillement, de la température et d'autres conditions.La propriété gélifiante de la solution est unique à l'alkylcellulose et à ses dérivés modifiés.Les propriétés de gélification sont liées au degré de substitution, à la concentration de la solution et aux additifs.Pour les dérivés modifiés par hydroxyalkyle, les propriétés du gel sont également liées au degré de modification de l'hydroxyalkyle.Pour les mc et HPmc à faible viscosité, une solution de concentration de 10 % à 15 % peut être préparée, une solution de 5 % à 10 % peut être préparée pour les mc et HPmc à viscosité moyenne, et une solution de 2 % à 3 % peut être préparée pour les mc à haute viscosité et HPmc, et généralement La classification de viscosité de l'éther de cellulose est également classée avec une solution à 1 % à 2 %.L'éther de cellulose de poids moléculaire élevé a une efficacité épaississante élevée.Dans une même solution de concentration, des polymères de poids moléculaires différents ont des viscosités différentes.Haut degré.La viscosité cible ne peut être atteinte qu'en ajoutant une grande quantité d'éther de cellulose de faible poids moléculaire.Sa viscosité dépend peu du taux de cisaillement, et la viscosité élevée atteint la viscosité cible, et la quantité ajoutée requise est faible, et la viscosité dépend de l'efficacité d'épaississement.Par conséquent, pour obtenir une certaine consistance, une certaine quantité d'éther de cellulose (concentration de la solution) et la viscosité de la solution doivent être garanties.La température de gel de la solution diminue également linéairement avec l'augmentation de la concentration de la solution et gélifie à température ambiante après avoir atteint une certaine concentration.La concentration de gélification de HPmc est plus élevée à température ambiante.
La cohérence peut également être ajustée en choisissant la taille des particules et en choisissant des éthers de cellulose avec différents degrés de modification.La soi-disant modification consiste à introduire un certain degré de substitution de groupes hydroxyalkyle sur la structure du squelette de mc.En modifiant les valeurs de substitution relatives des deux substituants, c'est-à-dire les valeurs de substitution relatives DS et ms des groupes méthoxy et hydroxyalkyle que nous disons souvent.Diverses exigences de performance de l'éther de cellulose peuvent être obtenues en modifiant les valeurs de substitution relatives des deux substituants.
Les éthers de cellulose utilisés dans les matériaux de construction en poudre doivent se dissoudre rapidement dans l'eau froide et donner une consistance adaptée au système.Si on lui donne un certain taux de cisaillement, il devient toujours un bloc floculant et colloïdal, ce qui est un produit de qualité inférieure ou de mauvaise qualité.
Il existe également une bonne relation linéaire entre la consistance de la pâte de ciment et le dosage de l'éther de cellulose.L'éther de cellulose peut augmenter considérablement la viscosité du mortier.Plus la dose est élevée, plus l'effet est évident, voir Figure 6.
La solution aqueuse d'éther de cellulose à haute viscosité présente une thixotropie élevée, qui est également une caractéristique majeure de l'éther de cellulose.Les solutions aqueuses de polymères de type Mc ont généralement une fluidité pseudoplastique et non thixotrope inférieure à leur température de gel, mais des propriétés d'écoulement newtoniennes à de faibles taux de cisaillement.La pseudoplasticité augmente avec le poids moléculaire ou la concentration de l'éther de cellulose, quels que soient le type de substituant et le degré de substitution.Par conséquent, les éthers de cellulose du même grade de viscosité, quels que soient mc, HPmc, HEmc, présenteront toujours les mêmes propriétés rhéologiques tant que la concentration et la température restent constantes.Des gels structuraux se forment lorsque la température augmente et des écoulements hautement thixotropes se produisent.Les éthers de cellulose à haute concentration et à faible viscosité présentent une thixotropie même en dessous de la température du gel.Cette propriété est d'un grand avantage pour l'ajustement du nivellement et de l'affaissement dans la construction du mortier de construction.Il faut expliquer ici que plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la rétention d'eau, mais plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire relatif de l'éther de cellulose est élevé et la diminution correspondante de sa solubilité, ce qui a un impact négatif. sur la concentration du mortier et les performances de construction.Plus la viscosité est élevée, plus l’effet épaississant sur le mortier est évident, mais il n’est pas totalement proportionnel.Une certaine viscosité moyenne et faible, mais l'éther de cellulose modifié a de meilleures performances pour améliorer la résistance structurelle du mortier humide.Avec l'augmentation de la viscosité, la rétention d'eau de l'éther de cellulose s'améliore.
Heure de publication : 22 novembre 2022