Celluloseether sind eine wichtige Klasse von Polymerverbindungen, die in der Bauindustrie, der Medizin, der Lebensmittelindustrie und anderen Bereichen weit verbreitet sind. Zu den vier gebräuchlichsten Celluloseethern zählen HPMC (Hydroxypropylmethylcellulose), MC (Methylcellulose), HEC (Hydroxyethylcellulose) und CMC (Carboxymethylcellulose).
Methylcellulose (MC):
MC ist in kaltem Wasser löslich und in heißem Wasser schwer löslich. Die wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 3 bis 12 sehr stabil, gut verträglich und lässt sich mit verschiedenen Tensiden wie Stärke und Guarkernmehl mischen. Bei Erreichen der Gelierungstemperatur tritt Gelierung ein.
Die Wasserretention von MC hängt von der Zugabemenge, der Viskosität, der Partikelgröße und der Auflösungsgeschwindigkeit ab. Im Allgemeinen ist die Wasserretention hoch, wenn die Zugabemenge groß, die Partikel fein und die Viskosität hoch ist. Die Zugabemenge hat den größten Einfluss auf die Wasserretention, während die Viskosität nicht proportional zur Wasserretention ist. Die Auflösungsgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Oberflächenmodifizierungsgrad und der Partikelgröße der Cellulosepartikel ab.
Temperaturschwankungen beeinflussen das Wasserrückhaltevermögen von Mörtel erheblich. Generell gilt: Je höher die Temperatur, desto geringer das Wasserrückhaltevermögen. Übersteigt die Mörteltemperatur 40 °C, sinkt das Wasserrückhaltevermögen von Mörtel deutlich, was die Bauleistung des Mörtels stark beeinträchtigt.
MC hat einen signifikanten Einfluss auf die Verarbeitungseigenschaften und die Haftung des Mörtels. „Haftung“ bezeichnet hier die Haftung zwischen den Werkzeugen des Verarbeiters und dem Wanduntergrund, also die Scherfestigkeit des Mörtels. Je höher die Haftung, desto höher die Scherfestigkeit des Mörtels, desto größer der Kraftaufwand des Verarbeiters und desto schlechter die Verarbeitungseigenschaften. Die Haftung von MC liegt im mittleren Bereich unter den Celluloseetherprodukten.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC):
HPMC ist leicht wasserlöslich, kann aber in heißem Wasser schwer löslich sein. Seine Gelierungstemperatur in heißem Wasser ist jedoch deutlich höher als die von MC, und seine Löslichkeit in kaltem Wasser ist ebenfalls besser als die von MC.
Die Viskosität von HPMC hängt vom Molekulargewicht ab; je höher das Molekulargewicht, desto höher die Viskosität. Auch die Temperatur beeinflusst die Viskosität; sie sinkt mit steigender Temperatur, jedoch liegt die Temperatur, bei der die Viskosität abnimmt, niedriger als bei MC. HPMC-Lösungen sind bei Raumtemperatur stabil.
Die Wasserretention von HPMC hängt von der Zugabemenge und der Viskosität usw. ab. Die Wasserretentionsrate ist bei gleicher Zugabemenge höher als die von MC.
HPMC ist gegenüber Säuren und Laugen stabil, und seine wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 2 bis 12 sehr stabil. Natronlauge und Kalkwasser haben nur geringen Einfluss auf seine Eigenschaften, Laugen hingegen können die Auflösungsgeschwindigkeit beschleunigen und die Viskosität erhöhen. HPMC ist gegenüber den meisten Salzen stabil, jedoch steigt die Viskosität der HPMC-Lösung bei hohen Salzkonzentrationen tendenziell an.
HPMC kann mit wasserlöslichen Polymerverbindungen wie Polyvinylalkohol, Stärkeether, Pflanzengummi usw. gemischt werden, um eine gleichmäßige Lösung mit höherer Viskosität zu erhalten.
HPMC weist eine bessere Enzymbeständigkeit als MC auf und seine Lösung ist weniger anfällig für enzymatischen Abbau als MC. HPMC haftet besser an Mörtel als MC.
Hydroxyethylcellulose (HEC):
HEC ist in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser jedoch schwer. Die Lösung ist bei hohen Temperaturen stabil und geliert nicht. Sie kann bei hohen Temperaturen über längere Zeit im Mörtel verwendet werden, weist aber eine geringere Wasserretention als MC auf.
HEC ist gegenüber allgemeinen Säuren und Laugen stabil, Laugen können seine Auflösung beschleunigen und die Viskosität leicht erhöhen, und seine Dispergierbarkeit in Wasser ist etwas geringer als die von MC und HPMC.
HEC bietet eine gute Suspensionsleistung für Mörtel, allerdings hat der Zement eine längere Verzögerungszeit.
HEC, das von einigen inländischen Unternehmen hergestellt wird, weist aufgrund seines hohen Wasser- und Aschegehalts eine geringere Leistungsfähigkeit als MC auf.
Carboxymethylcellulose (CMC):
CMC ist ein ionischer Celluloseether, der durch eine Reihe von Reaktionsbehandlungen hergestellt wird, nachdem Naturfasern (wie Baumwolle) mit Alkali behandelt wurden. Chloressigsäure dient dabei als Veretherungsmittel. Der Substitutionsgrad liegt üblicherweise zwischen 0,4 und 1,4, und seine Eigenschaften werden maßgeblich vom Substitutionsgrad beeinflusst.
CMC besitzt verdickende und emulgierende Stabilisierungseigenschaften und kann in öl- und proteinhaltigen Getränken zur Stabilisierung der Emulsion eingesetzt werden.
CMC besitzt eine wasserbindende Wirkung. In Fleischprodukten, Brot, Dampfbrötchen und anderen Lebensmitteln kann es zur Gewebeverbesserung beitragen, die Verdunstung von Wasser verringern, die Produktausbeute erhöhen und den Geschmack verbessern.
CMC hat eine gelierende Wirkung und kann zur Herstellung von Gelee und Marmelade verwendet werden.
CMC kann einen Film auf der Oberfläche von Lebensmitteln bilden, der eine gewisse Schutzwirkung auf Obst und Gemüse hat und die Haltbarkeit von Obst und Gemüse verlängert.
Diese Celluloseether besitzen jeweils einzigartige Eigenschaften und Anwendungsgebiete. Die Auswahl geeigneter Produkte muss anhand der spezifischen Anwendungsanforderungen und Umgebungsbedingungen erfolgen.
Veröffentlichungsdatum: 29. Oktober 2024