1. Methylcellulose (MC)
Nach der Behandlung der raffinierten Baumwolle mit Alkali wird Celluloseether durch eine Reihe von Reaktionen mit Methanchlorid als Veretherungsmittel hergestellt. Der Substitutionsgrad liegt üblicherweise zwischen 1,6 und 2,0, und die Löslichkeit variiert mit dem Substitutionsgrad. Es handelt sich um einen nichtionischen Celluloseether.
(1) Methylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser hingegen schwer. Ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 3 bis 12 sehr stabil. Sie ist gut mit Stärke, Guarkernmehl etc. und vielen Tensiden verträglich. Bei Erreichen der Gelierungstemperatur tritt Gelierung ein.
(2) Die Wasserretention von Methylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität, der Partikelfeinheit und der Auflösungsgeschwindigkeit ab. Im Allgemeinen gilt: Je größer die Zugabemenge, je geringer die Feinheit und je höher die Viskosität, desto höher die Wasserretentionsrate. Die Zugabemenge hat den größten Einfluss auf die Wasserretentionsrate, während die Viskosität nicht direkt proportional zu ihr ist. Die Auflösungsgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Grad der Oberflächenmodifizierung der Cellulosepartikel und deren Feinheit ab. Unter den genannten Celluloseethern weisen Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose die höchsten Wasserretentionsraten auf.
(3) Temperaturschwankungen beeinflussen die Wasserretention von Methylcellulose erheblich. Generell gilt: Je höher die Temperatur, desto geringer die Wasserretention. Übersteigt die Mörteltemperatur 40 °C, sinkt die Wasserretention der Methylcellulose deutlich, was die Mörtelverarbeitung stark beeinträchtigt.
(4) Methylcellulose hat einen signifikanten Einfluss auf die Verarbeitung und Haftung von Mörtel. Die „Haftung“ bezieht sich hier auf die Haftkraft zwischen dem Werkzeug des Verarbeiters und dem Wanduntergrund, also die Scherfestigkeit des Mörtels. Eine hohe Haftkraft führt zu einer hohen Scherfestigkeit des Mörtels und damit zu einer hohen Belastung der Verarbeiter während der Verarbeitung, was die Verarbeitungsqualität des Mörtels beeinträchtigt. In Celluloseetherprodukten ist die Methylcellulose-Haftung mäßig.
2. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
Hydroxypropylmethylcellulose ist eine Celluloseart, deren Produktion und Verbrauch in den letzten Jahren rapide zugenommen haben. Es handelt sich um einen nichtionischen Cellulose-Mischether, der aus raffinierter Baumwolle nach Alkalisierung unter Verwendung von Propylenoxid und Methylchlorid als Veretherungsmittel in einer Reihe von Reaktionen hergestellt wird. Der Substitutionsgrad liegt üblicherweise zwischen 1,2 und 2,0. Die Eigenschaften variieren aufgrund des unterschiedlichen Verhältnisses von Methoxyl- und Hydroxypropylgruppen.
(1) Hydroxypropylmethylcellulose ist in kaltem Wasser leicht löslich, löst sich jedoch in heißem Wasser nur schwer. Ihre Gelierungstemperatur in heißem Wasser ist deutlich höher als die von Methylcellulose. Auch die Löslichkeit in kaltem Wasser ist im Vergleich zu Methylcellulose deutlich verbessert.
(2) Die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von ihrem Molekulargewicht ab; je höher das Molekulargewicht, desto höher die Viskosität. Auch die Temperatur beeinflusst die Viskosität: Mit steigender Temperatur sinkt sie. Im Vergleich zu Methylcellulose ist die Viskosität jedoch weniger temperaturabhängig. Die Lösung ist bei Raumtemperatur stabil.
(3) Die Wasserretention von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität usw. ab; die Wasserretentionsrate bei gleicher Zugabemenge ist höher als die von Methylcellulose.
(4) Hydroxypropylmethylcellulose ist gegenüber Säuren und Laugen stabil, und ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 2 bis 12 sehr stabil. Natronlauge und Kalkwasser haben nur geringen Einfluss auf ihre Eigenschaften, Laugen hingegen beschleunigen die Auflösung und erhöhen die Viskosität. Hydroxypropylmethylcellulose ist gegenüber gängigen Salzen stabil, jedoch steigt die Viskosität der Hydroxypropylmethylcellulose-Lösung mit zunehmender Salzkonzentration.
(5) Hydroxypropylmethylcellulose kann mit wasserlöslichen Polymerverbindungen zu einer homogenen Lösung mit höherer Viskosität vermischt werden. Beispiele hierfür sind Polyvinylalkohol, Stärkeether, pflanzliche Gummiarten usw.
(6) Hydroxypropylmethylcellulose weist eine bessere Enzymbeständigkeit als Methylcellulose auf, und ihre Lösung wird weniger leicht durch Enzyme abgebaut als Methylcellulose. Die Haftung von Hydroxypropylmethylcellulose auf Mörtelkonstruktionen ist höher als die von Methylcellulose.
3. Hydroxyethylcellulose (HEC)
Es wird aus veredelter, mit Alkali behandelter Baumwolle hergestellt und in Gegenwart von Aceton mit Ethylenoxid als Veretherungsmittel umgesetzt. Der Substitutionsgrad liegt üblicherweise zwischen 1,5 und 2,0. Es ist stark hydrophil und nimmt leicht Feuchtigkeit auf.
(1) Hydroxyethylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, jedoch schwer in heißem Wasser. Ihre Lösung ist bei hohen Temperaturen stabil und geliert nicht. Sie kann in Mörtel über längere Zeiträume bei hohen Temperaturen verwendet werden, weist aber eine geringere Wasserretention als Methylcellulose auf.
(2) Hydroxyethylcellulose ist gegenüber gängigen Säuren und Laugen stabil. Laugen können ihre Auflösung beschleunigen und ihre Viskosität geringfügig erhöhen. Ihre Dispergierbarkeit in Wasser ist etwas schlechter als die von Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose.
(3) Hydroxyethylcellulose besitzt eine gute Anti-Sag-Wirkung für Mörtel, hat aber eine längere Verzögerungszeit für Zement.
(4) Die Leistungsfähigkeit der von einigen inländischen Unternehmen hergestellten Hydroxyethylcellulose ist aufgrund ihres hohen Wasser- und Aschegehalts deutlich geringer als die der Methylcellulose.
4. Carboxymethylcellulose (CMC)
Ionischer Celluloseether wird aus mit Alkali behandelten Naturfasern (Baumwolle etc.) hergestellt und dient in mehreren Reaktionsschritten als Veretherungsmittel. Der Substitutionsgrad liegt üblicherweise zwischen 0,4 und 1,4, und seine Eigenschaften werden maßgeblich vom Substitutionsgrad beeinflusst.
(1) Carboxymethylcellulose ist hygroskopischer und enthält bei Lagerung unter normalen Bedingungen mehr Wasser.
(2) Wässrige Carboxymethylcellulose-Lösung bildet kein Gel, und ihre Viskosität nimmt mit steigender Temperatur ab. Oberhalb von 50 °C ist die Viskositätsänderung irreversibel.
(3) Seine Stabilität wird stark vom pH-Wert beeinflusst. Im Allgemeinen kann es in Gipsmörtel, jedoch nicht in Zementmörtel verwendet werden. Bei stark alkalischem Milieu verliert es an Viskosität.
(4) Seine Wasserretention ist deutlich geringer als die von Methylcellulose. Es hemmt die Aushärtung von Gipsmörtel und verringert dessen Festigkeit. Der Preis von Carboxymethylcellulose ist jedoch wesentlich niedriger als der von Methylcellulose.
Veröffentlichungsdatum: 10. Januar 2023