Zusammensetzungsanalyse von Kittpulver

Kittpulver besteht hauptsächlich aus filmbildenden Substanzen (Bindemitteln), Füllstoffen, Wasserrückhaltemitteln, Verdickungsmitteln, Entschäumern usw. Zu den gängigen organischen Rohstoffen in Kittpulver gehören Cellulose, vorverkleisterte Stärke, Stärkeether, Polyvinylalkohol, dispergierbares Latexpulver usw. Die Eigenschaften und die Verwendung der verschiedenen chemischen Rohstoffe werden im Folgenden einzeln analysiert.

1: Definition und Unterschiede zwischen Faser, Cellulose und Celluloseether

Faser (US: Fiber; englisch: Fiber) bezeichnet einen Stoff, der aus durchgehenden oder unterbrochenen Fasern besteht. Beispiele hierfür sind Pflanzenfasern, Tierhaare, Seidenfasern, Kunstfasern usw.

Cellulose ist ein makromolekulares Polysaccharid, das aus Glucose besteht und der Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände ist. Bei Raumtemperatur ist Cellulose weder in Wasser noch in gängigen organischen Lösungsmitteln löslich. Baumwolle enthält nahezu 100 % Cellulose und ist damit die reinste natürliche Cellulosequelle. In Holz besteht Cellulose im Allgemeinen zu 40–50 %, Hemicellulose zu 10–30 % und Lignin zu 20–30 %. Der Unterschied zwischen Cellulose (rechts) und Stärke (links):

Im Allgemeinen sind sowohl Stärke als auch Cellulose makromolekulare Polysaccharide mit der Summenformel (C₆H₁₀O₅)ₙ. Cellulose besitzt ein höheres Molekulargewicht als Stärke und kann zu Stärke abgebaut werden. Sie besteht aus D-Glucose und β-1,4-Glycosidbindungen, während Stärke über α-1,4-Glycosidbindungen gebildet wird. Cellulose ist in der Regel unverzweigt, Stärke hingegen weist Verzweigungen über 1,6-Glycosidbindungen auf. Cellulose ist in Wasser schwerlöslich, Stärke hingegen in heißem Wasser. Cellulose ist unempfindlich gegenüber Amylase und färbt sich bei Kontakt mit Jod nicht blau.

Der englische Name für Celluloseether ist Celluloseether. Es handelt sich um eine Polymerverbindung mit Etherstruktur, die aus Cellulose besteht. Sie entsteht durch die chemische Reaktion von Cellulose (pflanzlicher Substanz) mit einem Veretherungsmittel. Je nach Art der Substituenten nach der Veretherung lassen sich anionische, kationische und nichtionische Ether unterscheiden. Abhängig vom verwendeten Veretherungsmittel gibt es beispielsweise Methylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Ethylcellulose, Benzylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Cyanoethylcellulose, Benzylcyanoethylcellulose, Carboxymethylhydroxyethylcellulose und Phenylcellulose. In der Bauindustrie wird Celluloseether oft einfach als Cellulose bezeichnet. Korrekterweise sollte man Celluloseether nennen. Verdickungsmechanismus von Celluloseether: Celluloseether ist ein nichtionisches Verdickungsmittel, dessen Verdickung hauptsächlich auf Hydratation und molekularer Verschlaufung beruht. Die Polymerkette des Celluloseethers bildet in wässriger Lösung leicht Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasser, was zu einer hohen Hydratation und intermolekularen Verschlaufung führt.

Bei Zugabe des Celluloseether-Verdickungsmittels zur Latexfarbe absorbiert dieses große Mengen Wasser, wodurch sich sein Volumen stark ausdehnt und der freie Raum für Pigmente, Füllstoffe und Latexpartikel verringert wird. Gleichzeitig verknäueln sich die Celluloseether-Molekülketten zu einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, in deren Mitte die Farbfüllstoffe und Latexpartikel eingeschlossen werden und nicht mehr frei fließen können. Durch diese beiden Effekte wird die Viskosität des Systems erhöht und der gewünschte Verdickungseffekt erzielt.

Gängige Cellulose (Ether): Im Handel ist üblicherweise Hydroxypropyl- oder Hydroxyethylcellulose gemeint, die hauptsächlich für Farben und Latexfarben verwendet wird. Hydroxypropylmethylcellulose findet Anwendung in Mörtel, Spachtelmasse und anderen Produkten. Carboxymethylcellulose wird für gewöhnliche Spachtelmasse für Innenwände eingesetzt. Carboxymethylcellulose, auch bekannt als Natriumcarboxymethylcellulose (CMC), ist ein ungiftiges, geruchloses, weißes, flockiges Pulver mit stabilen Eigenschaften und guter Wasserlöslichkeit. Es ist eine alkalische, transparente, viskose Flüssigkeit, die in anderen wasserlöslichen Klebstoffen und Harzen löslich, in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol jedoch unlöslich ist. CMC kann als Bindemittel, Verdickungsmittel, Suspendiermittel, Emulgator, Dispergiermittel, Stabilisator, Leimungsmittel usw. eingesetzt werden. Carboxymethylcellulose (CMC) ist das Produkt mit der größten Produktionsmenge, dem breitesten Anwendungsspektrum und der einfachsten Anwendung unter den Celluloseethern und wird gemeinhin als „industrielles Mononatriumglutamat“ bezeichnet. Carboxymethylcellulose besitzt bindende, verdickende, festigende, emulgierende, wasserbindende und suspendierende Eigenschaften. 1. Anwendung von Natriumcarboxymethylcellulose in der Lebensmittelindustrie: Natriumcarboxymethylcellulose ist nicht nur ein guter Emulgator, Stabilisator und Verdicker in der Lebensmittelindustrie, sondern zeichnet sich auch durch hervorragende Gefrier- und Schmelzstabilität aus und kann den Geschmack von Produkten verbessern und deren Haltbarkeit verlängern. 2. Anwendung von Natriumcarboxymethylcellulose in der pharmazeutischen Industrie: In der pharmazeutischen Industrie kann sie als Emulsionsstabilisator für Injektionslösungen sowie als Bindemittel und Filmbildner für Tabletten eingesetzt werden. 3. CMC kann als Antisedimentationsmittel, Emulgator, Dispergiermittel, Verlaufsmittel und Klebstoff für Beschichtungen eingesetzt werden. Es sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Feststoffgehalts der Beschichtung im Lösungsmittel und verhindert so ein Ablösen der Beschichtung über lange Zeit. Es findet auch breite Anwendung in Farben. 4. Natriumcarboxymethylcellulose kann als Flockungsmittel, Chelatbildner, Emulgator, Verdickungsmittel, Wasserrückhaltemittel, Leimungsmittel, Filmbildner usw. verwendet werden. Es findet breite Anwendung in der Elektronik-, Pflanzenschutzmittel-, Leder-, Kunststoff-, Druck-, Keramik- und Konsumchemikalienindustrie sowie in weiteren Bereichen. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten erschließt es sich stetig neue Anwendungsgebiete und bietet ein äußerst vielversprechendes Marktpotenzial. Anwendungsbeispiele: Rezeptur für Außenwandspachtelpulver Rezeptur für Innenwandspachtelpulver 1 Shuangfei-Pulver: 600–650 kg 1 Shuangfei-Pulver: 1000 kg 2 Weißzement: 400–350 kg 2 Vorgelatinierte Stärke: 5–6 kg 3 Vorgelatinierte Stärke: 5–6 kg 3 CMC: 10–15 kg oder HPMC 2,5–3 kg 4 CMC: 10–15 kg oder HPMC 2,5–3 kg Eigenschaften des Spachtelpulvers mit Zusatz von Carboxymethylcellulose, CMC und vorgelatinierter Stärke: ① Gute und schnelle Verdickungsfähigkeit, gute Haftung und gewisse Wasserretention; ② Verbesserte Rutschfestigkeit (Verhinderung von Absacken), verbesserte Verarbeitungseigenschaften und erleichterte Verarbeitung; verlängerte Verarbeitungszeit; ③ Nach dem Trocknen glatte Oberfläche ohne Pulverablösung, gute Filmbildung und Kratzfestigkeit. ④ Noch wichtiger ist die geringe Dosierung, die bereits eine sehr niedrige Wirkung erzielt. Gleichzeitig werden die Produktionskosten um etwa 10–20 % gesenkt. In der Bauindustrie wird CMC bei der Herstellung von Betonfertigteilen eingesetzt, um den Wasserverlust zu reduzieren und als Verzögerer zu wirken. Auch bei Großprojekten verbessert es die Betonfestigkeit und erleichtert das Ablösen der Fertigteile von der Membran. Ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich ist das Abkratzen von Wandputz und Spachtelmasse, wodurch viel Baumaterial eingespart und die Schutzschicht sowie die Helligkeit der Wand verbessert werden können. Hydroxyethylmethylcellulose (HEC): Chemische Formel:

1. Einführung in Hydroxyethylcellulose: Hydroxyethylcellulose (HEC) ist ein nichtionischer Celluloseether, der aus dem natürlichen Polymer Cellulose durch eine Reihe chemischer Prozesse hergestellt wird. Es handelt sich um ein geruchloses, geschmackloses und ungiftiges weißes Pulver oder Granulat, das sich in kaltem Wasser zu einer transparenten, viskosen Lösung auflöst. Die Löslichkeit ist pH-unabhängig. HEC besitzt verdickende, bindende, dispergierende, emulgierende, filmbildende, suspendierende, adsorbierende, oberflächenaktive, feuchtigkeitsbindende und salzbeständige Eigenschaften.

2. Technische Indikatoren Projektstandard Aussehen Weißes oder gelbliches Pulver Molare Substitution (MS) 1,8–2,8 Wasserunlöslicher Anteil (%) ≤ 0,5 Trocknungsverlust (Gew.-%) ≤ 5,0 Glührückstand (Gew.-%) ≤ 5,0 pH-Wert 6,0–8,5 Viskosität (mPa·s) 2 %, 30000, 60000, 100000 wässrige Lösung bei 20 °C Drei Vorteile von Hydroxyethylcellulose Hohe Verdickungswirkung

● Hydroxyethylcellulose verleiht Latexfarben, insbesondere solchen mit hohem PVA-Anteil, hervorragende Beschichtungseigenschaften. Auch bei dickem Farbauftrag tritt keine Ausflockung auf.

● Hydroxyethylcellulose besitzt eine höhere Verdickungswirkung. Dadurch kann die Dosierung reduziert, die Rezeptur wirtschaftlicher gestaltet und die Abriebfestigkeit der Beschichtung verbessert werden.

Hervorragende rheologische Eigenschaften

● Die wässrige Lösung von Hydroxyethylcellulose ist ein nicht-Newtonsches System, und die Eigenschaft ihrer Lösung wird als Thixotropie bezeichnet.

● Im statischen Zustand, nachdem sich das Produkt vollständig aufgelöst hat, behält das Beschichtungssystem den besten Verdickungs- und Öffnungszustand bei.

● Im Gießzustand behält das System eine moderate Viskosität bei, sodass das Produkt eine ausgezeichnete Fließfähigkeit aufweist und nicht spritzt.

● Bei Anwendung mit Pinsel und Rolle lässt sich das Produkt leicht auf dem Untergrund verteilen. Es ist einfach anzuwenden und gleichzeitig spritzfest.

● Schließlich, nach Abschluss der Beschichtung, stellt sich die Viskosität des Systems sofort wieder her, und die Beschichtung sackt sofort ab.

Dispergierbarkeit und Löslichkeit

● Hydroxyethylcellulose wird mit einem verzögerten Auflösungsmittel behandelt, wodurch eine Agglomeration beim Hinzufügen des Trockenpulvers wirksam verhindert wird. Nach Sicherstellung einer guten Dispergierung des HEC-Pulvers wird die Hydratation begonnen.

● Hydroxyethylcellulose kann durch geeignete Oberflächenbehandlung die Auflösungsgeschwindigkeit und die Viskositätsanstiegsrate des Produkts gut steuern.

Lagerstabilität

● Hydroxyethylcellulose besitzt gute Anti-Schimmel-Eigenschaften und gewährleistet eine ausreichende Lagerfähigkeit der Farbe. Sie verhindert effektiv das Absetzen von Pigmenten und Füllstoffen. 4. Anwendung: (1) Direkte Zugabe während der Produktion: Diese Methode ist die einfachste und schnellste. Die Schritte sind wie folgt: 1. Geben Sie reines Wasser in einen großen Eimer mit einem Hochleistungsrührer. 2. Beginnen Sie mit kontinuierlichem Rühren bei niedriger Geschwindigkeit und sieben Sie die Hydroxyethylcellulose langsam und gleichmäßig in die Lösung ein. 3. Rühren Sie weiter, bis alle Partikel durchtränkt sind. 4. Geben Sie anschließend das Anti-Schimmel-Mittel und verschiedene Additive wie Pigmente, Dispergiermittel, Ammoniakwasser usw. hinzu. 5. Rühren Sie, bis sich die gesamte Hydroxyethylcellulose vollständig gelöst hat (die Viskosität der Lösung steigt deutlich an), bevor Sie die anderen Komponenten der Reaktionsformel hinzufügen. (2) Herstellung einer Mutterlauge: Bei dieser Methode wird zunächst eine Mutterlauge mit höherer Konzentration hergestellt und anschließend dem Produkt zugegeben. Der Vorteil dieser Methode liegt in ihrer größeren Flexibilität und der Möglichkeit der direkten Zugabe zum Fertigprodukt. Allerdings muss sie sachgemäß gelagert werden. Die Schritte ähneln den Schritten (1–4) von Methode (1): Der Unterschied besteht darin, dass kein Hochleistungsrührer benötigt wird, sondern lediglich Rührwerke mit ausreichender Leistung, um die Hydroxyethylcellulose gleichmäßig in der Lösung zu dispergieren. Rühren Sie weiter, bis sich die Lösung vollständig zu einer viskosen Konsistenz gelöst hat. Das Antimykotikum muss der Mutterlauge so schnell wie möglich zugesetzt werden. V. Anwendung 1. Verwendung in wasserbasierten Latexfarben: HEC kann als Schutzkolloid in der Vinylacetat-Emulsionspolymerisation eingesetzt werden, um die Stabilität des Polymerisationssystems in einem breiten pH-Bereich zu verbessern. Bei der Herstellung von Fertigprodukten werden Additive wie Pigmente und Füllstoffe verwendet, um eine gleichmäßige Dispergierung, Stabilisierung und Verdickung zu erzielen. HEC kann auch als Dispergiermittel für Suspensionspolymere wie Styrol, Acrylat und Propylen eingesetzt werden. 1. In Latexfarbe eingesetzt, kann HEC die Verdickungs- und Verlaufseigenschaften deutlich verbessern. 2. In der Ölbohrung: HEC dient als Verdickungsmittel in verschiedenen Bohrschlämmen für Bohr-, Fixierungs-, Zementierungs- und Fracking-Operationen. Dadurch wird dem Bohrschlamm eine gute Fließfähigkeit und Stabilität verliehen. HEC verbessert die Förderleistung des Bohrschlamms und verhindert, dass große Mengen Wasser aus dem Bohrschlamm in die Ölschicht gelangen. Dies stabilisiert die Förderkapazität der Ölschicht. 3. Im Bauwesen und bei Baustoffen: Aufgrund seiner hohen Wasserbindungskapazität ist HEC ein effektives Verdickungsmittel und Bindemittel für Zementschlämme und Mörtel. Es kann Mörtel beigemischt werden, um die Fließfähigkeit und die Verarbeitungseigenschaften zu verbessern, die Wasserverdunstungszeit zu verlängern, die Anfangsfestigkeit von Beton zu erhöhen und Risse zu vermeiden. Beim Verputzen, Verkleben und Spachteln verbessert HEC die Wasserbindung und Haftfestigkeit deutlich. 4. In Zahnpasta: Aufgrund seiner hohen Beständigkeit gegenüber Salzen und Säuren gewährleistet HEC die Stabilität von Zahnpasta. Darüber hinaus trocknet Zahnpasta aufgrund ihrer starken Wasserbindungs- und Emulgierfähigkeit nur schwer. 5. In wasserbasierten Tinten sorgt HEC für schnelles Trocknen und Wasserdichtigkeit. HEC findet außerdem breite Anwendung im Textildruck und -färben, in der Papierherstellung, in Haushaltschemikalien usw. 6. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von HEC: a. Hygroskopizität: Alle Arten von Hydroxyethylcellulose (HEC) sind hygroskopisch. Der Wassergehalt liegt im Allgemeinen unter 5 % bei Auslieferung, kann aber aufgrund unterschiedlicher Transport- und Lagerbedingungen höher sein. Messen Sie daher vor der Verwendung den Wassergehalt und ziehen Sie das Gewicht des Wassers bei der Berechnung ab. Vermeiden Sie den Kontakt mit der Atmosphäre. b. Staub ist explosiv: Organische Pulver und Hydroxyethylcellulose-Staub in der Luft können bei Kontakt mit einem Zündpunkt explodieren. Vermeiden Sie daher unbedingt den Kontakt mit Staub in der Atmosphäre. 7. Verpackungsspezifikationen: Das Produkt befindet sich in einem Papier-Kunststoff-Verbundbeutel mit Polyethylen-Innenbeutel und einem Nettogewicht von 25 kg. Lagern Sie das Produkt an einem belüfteten und trockenen Ort im Innenbereich und achten Sie auf Feuchtigkeit. Schützen Sie es während des Transports vor Regen und Sonneneinstrahlung. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC): HPMC ist ein geruchloses, geschmackloses und ungiftiges weißes Pulver. Es gibt zwei Arten: Instant-HPMC und Nicht-Instant-HPMC. Instant-HPMC löst sich in kaltem Wasser schnell auf und ist zunächst viskos. Nach etwa 2 Minuten nimmt die Viskosität zu und es bildet sich ein transparentes, viskoses Kolloid. Nicht-Instant-HPMC: Dieses Produkt eignet sich nur für trockene Pulverprodukte wie Spachtelmasse und Zementmörtel. Es darf nicht in flüssigen Klebstoffen oder Farben verwendet werden, da es zu Klumpenbildung führt.