Èters de cel·lulosa en additius per a morter preparat

1. La funció principal de l'èter de cel·lulosa

En el morter preparat, l'èter de cel·lulosa és un additiu principal que s'afegeix en una quantitat molt baixa, però que pot millorar significativament el rendiment del morter humit i afectar el rendiment constructiu del morter.

2. Tipus d'èters de cel·lulosa

La producció d'èter de cel·lulosa es fa principalment a partir de fibres naturals mitjançant dissolució àlcali, reacció d'empelt (eterificació), rentat, assecat, mòlta i altres processos.

Segons les principals matèries primeres, les fibres naturals es poden dividir en: fibra de cotó, fibra de cedre, fibra de faig, etc. Els seus graus de polimerització varien, cosa que afecta la viscositat final dels seus productes. Actualment, els principals fabricants de cel·lulosa utilitzen fibra de cotó (subproducte de la nitrocel·lulosa) com a principal matèria primera.

Els èters de cel·lulosa es poden dividir en iònics i no iònics. El tipus iònic inclou principalment la sal de carboximetilcel·lulosa, i el tipus no iònic inclou principalment la metilcel·lulosa, la metilhidroxietil (propil)cel·lulosa, la hidroxietilcel·lulosa, etc.

Actualment, els èters de cel·lulosa utilitzats en morters preparats són principalment èter de metilcel·lulosa (MC), èter de metilhidroxietilcel·lulosa (MHEC), èter de metilhidroxipropilcel·lulosa (MHPG) i èter d'hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC). En morters preparats, com que la cel·lulosa iònica (sal de carboximetilcel·lulosa) és inestable en presència d'ions de calci, rarament s'utilitza en productes preparats que utilitzen ciment, calç apagada, etc. com a materials de cimentació. En alguns llocs de la Xina, la sal de carboximetilcel·lulosa s'utilitza com a espessidor per a alguns productes d'interior processats amb midó modificat com a principal material de cimentació i pols de Shuangfei com a farciment. Aquest producte és propens al míldiu i no és resistent a l'aigua, i ara s'està eliminant gradualment. La hidroxietilcel·lulosa també s'utilitza en alguns productes preparats, però té una quota de mercat molt petita.

3. Principals indicadors de rendiment de l'èter de cel·lulosa

(1) Solubilitat

La cel·lulosa és un compost polihidroxipolímer que no es dissol ni es fon. Després de l'eterificació, la cel·lulosa és soluble en aigua, solució alcalina diluïda i dissolvent orgànic, i té termoplasticitat. La solubilitat depèn principalment de quatre factors: primer, la solubilitat varia amb la viscositat, com menor sigui la viscositat, més gran serà la solubilitat. En segon lloc, les característiques dels grups introduïts en el procés d'eterificació, com més gran sigui el grup introduït, menor serà la solubilitat; com més polar sigui el grup introduït, més fàcil serà dissoldre l'èter de cel·lulosa en aigua. En tercer lloc, el grau de substitució i la distribució dels grups eterificats en macromolècules. La majoria dels èters de cel·lulosa només es poden dissoldre en aigua sota un cert grau de substitució. En quart lloc, el grau de polimerització de l'èter de cel·lulosa, com més alt sigui el grau de polimerització, menys soluble; com més baix sigui el grau de polimerització, més ampli serà el rang de grau de substitució que es pot dissoldre en aigua.

(2) Retenció d'aigua

La retenció d'aigua és un rendiment important de l'èter de cel·lulosa, i també és un rendiment al qual presten atenció molts fabricants nacionals de pols seca, especialment els de les regions meridionals amb altes temperatures. Els factors que afecten l'efecte de retenció d'aigua del morter inclouen la quantitat d'èter de cel·lulosa afegit, la viscositat, la finesa de les partícules i la temperatura de l'entorn d'ús. Com més alta sigui la quantitat d'èter de cel·lulosa afegit, millor serà l'efecte de retenció d'aigua; com més gran sigui la viscositat, millor serà l'efecte de retenció d'aigua; com més fines siguin les partícules, millor serà l'efecte de retenció d'aigua.

(3) Viscositat

La viscositat és un paràmetre important dels productes d'èter de cel·lulosa. Actualment, diferents fabricants d'èter de cel·lulosa utilitzen mètodes i instruments diferents per mesurar la viscositat. Per al mateix producte, els resultats de la viscositat mesurats per diferents mètodes són molt diferents, i alguns fins i tot tenen diferències duplicades. Per tant, a l'hora de comparar la viscositat, s'ha de dur a terme entre els mateixos mètodes de prova, incloent-hi la temperatura, el rotor, etc.

En general, com més alta sigui la viscositat, millor serà l'efecte de retenció d'aigua. Tanmateix, com més alta sigui la viscositat, més alt serà el pes molecular de l'èter de cel·lulosa i la disminució corresponent de la seva solubilitat tindrà un impacte negatiu en la resistència i el rendiment constructiu del morter. Com més alta sigui la viscositat, més evident serà l'efecte espessidor del morter, però no és directament proporcional. Com més alta sigui la viscositat, més viscós serà el morter humit. Durant la construcció, es manifesta com una adherència a la raspadora i una alta adherència al substrat. Però no és útil augmentar la resistència estructural del morter humit en si. Durant la construcció, el rendiment anti-enfonsament no és evident. Per contra, alguns èters de metilcel·lulosa modificats de viscositat mitjana i baixa tenen un rendiment excel·lent per millorar la resistència estructural del morter humit.

(4) La finesa de les partícules:

L'èter de cel·lulosa utilitzat per al morter preparat ha de ser en pols, amb baix contingut d'aigua, i la finesa també requereix que entre el 20% i el 60% de la mida de partícula sigui inferior a 63 μm. La finesa afecta la solubilitat de l'èter de cel·lulosa. Els èters de cel·lulosa gruixuda solen estar en forma de grànuls, que són fàcils de dispersar i dissoldre en aigua sense aglomeració, però la velocitat de dissolució és molt lenta, per la qual cosa no són adequats per al seu ús en morters preparats (alguns productes domèstics són floculents, no són fàcils de dispersar i dissoldre en aigua i són propensos a l'aglomeració). En el morter preparat, l'èter de cel·lulosa es dispersa entre agregats, farcits fins i ciment i altres materials cimentants. Només una pols prou fina pot evitar l'aglomeració d'èter de cel·lulosa quan es barreja amb aigua. Quan s'afegeix èter de cel·lulosa amb aigua per dissoldre l'aglomeració, és molt difícil de dispersar i dissoldre.

(5) Modificació de l'èter de cel·lulosa

La modificació de l'èter de cel·lulosa és l'extensió del seu rendiment i és la part més important. Les propietats de l'èter de cel·lulosa es poden millorar per optimitzar les seves propietats de humectabilitat, dispersibilitat, adhesió, espessiment, emulsificació, retenció d'aigua i formació de pel·lícules, així com la seva impermeabilitat a l'oli.

4. Efecte de la temperatura ambient sobre la retenció d'aigua del morter

La retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa disminueix amb l'augment de la temperatura. En aplicacions pràctiques de materials, el morter sovint s'aplica a substrats calents a altes temperatures (superiors a 40 °C) en molts entorns. La disminució de la retenció d'aigua va provocar un impacte notable en la treballabilitat i la resistència a les esquerdes. La seva dependència de la temperatura encara conduirà a l'afebliment de les propietats del morter, i és particularment crític reduir la influència dels factors de temperatura en aquesta condició. Les receptes de morter es van ajustar adequadament i es van fer molts canvis importants en les receptes estacionals. Tot i augmentar la dosi (fórmula d'estiu), la treballabilitat i la resistència a les esquerdes encara no poden satisfer les necessitats d'ús, cosa que requereix un tractament especial de l'èter de cel·lulosa, com ara augmentar el grau d'eterificació, etc., de manera que l'efecte de retenció d'aigua es pugui aconseguir a una temperatura relativament alta. Manté un millor efecte quan és alta, de manera que proporciona un millor rendiment en condicions dures.

5. Aplicació en morter preparat

En el morter preparat, l'èter de cel·lulosa té un paper de retenció d'aigua, espessidor i millora del rendiment de la construcció. Un bon rendiment de retenció d'aigua garanteix que el morter no causi sorra, polvorització ni reducció de la resistència a causa de l'escassetat d'aigua i la hidratació incompleta. L'efecte espessidor millora considerablement la resistència estructural del morter humit. L'addició d'èter de cel·lulosa pot millorar significativament la viscositat humida del morter humit i té una bona viscositat per a diversos substrats, millorant així el rendiment de la paret del morter humit i reduint els residus. A més, el paper de l'èter de cel·lulosa en diferents productes també és diferent. Per exemple, en els adhesius de rajoles, l'èter de cel·lulosa pot augmentar el temps d'obertura i ajustar el temps; en el morter de polvorització mecànica, pot millorar la resistència estructural del morter humit; en l'autonivellament, pot evitar l'assentament, la segregació i l'estratificació. Per tant, com a additiu important, l'èter de cel·lulosa s'utilitza àmpliament en el morter en pols seca.