Der verdickende Effekt vonCelluloseetherDie Gelierungseigenschaften hängen vom Polymerisationsgrad des Celluloseethers, der Lösungskonzentration, der Scherrate, der Temperatur und weiteren Bedingungen ab. Sie sind spezifisch für Alkylcellulose und ihre modifizierten Derivate. Die Gelierungseigenschaften hängen vom Substitutionsgrad, der Lösungskonzentration und den Additiven ab. Bei Hydroxyalkyl-modifizierten Derivaten hängen die Gelierungseigenschaften zusätzlich vom Modifizierungsgrad der Hydroxyalkylgruppen ab. Für niedrigviskose MC und HPMC lassen sich 10–15%ige Lösungen herstellen, für mittelviskose MC und HPMC 5–10%ige und für hochviskose MC und HPMC nur 2–3%ige. Die Viskositätsklassifizierung von Celluloseether erfolgt üblicherweise ebenfalls in 1–2%igen Lösungen.
Hochmolekularer Celluloseether besitzt eine hohe Verdickungswirkung, und Polymere mit unterschiedlichen Molekulargewichten weisen in Lösungen gleicher Konzentration unterschiedliche Viskositäten auf. Die Zielviskosität lässt sich nur durch Zugabe einer großen Menge niedermolekularen Celluloseethers erreichen. Dessen Viskosität ist weitgehend unabhängig von der Scherrate, und die hohe Viskosität führt dazu, dass die Zielviskosität mit geringerer Zugabemenge erreicht wird. Die Viskosität hängt von der Verdickungswirkung ab. Um eine bestimmte Konsistenz zu erzielen, müssen daher eine bestimmte Menge an Celluloseether (Lösungskonzentration) und eine bestimmte Lösungsviskosität gewährleistet sein. Die Gelierungstemperatur der Lösung sinkt linear mit steigender Konzentration; ab einer bestimmten Konzentration geliert die Lösung bei Raumtemperatur. Die Gelierungskonzentration von HPMC ist bei Raumtemperatur relativ hoch.
Die Konsistenz lässt sich durch die Wahl der Partikelgröße und der Celluloseether mit unterschiedlichen Modifizierungsgraden anpassen. Die Modifizierung besteht in der Einführung eines bestimmten Substitutionsgrades von Hydroxyalkylgruppen in die Grundstruktur der MC. Dies geschieht durch die Veränderung der relativen Substitutionsgrade der beiden Substituenten, also der relativen Substitutionsgrade (DS) und (MS) der Methoxy- und Hydroxyalkylgruppen. Durch die Variation dieser relativen Substitutionsgrade können verschiedene Eigenschaften der Celluloseether erzielt werden.
Wässrige Celluloseetherlösungen mit hoher Viskosität weisen eine hohe Thixotropie auf, die ein wesentliches Merkmal von Celluloseethern darstellt. Wässrige Lösungen von MC-Polymeren zeigen üblicherweise unterhalb ihrer Geltemperatur ein pseudoplastisches und nicht-thixotropes Fließverhalten, jedoch bei niedrigen Scherraten newtonsche Fließeigenschaften. Die Pseudoplastizität nimmt mit der Molmasse bzw. Konzentration des Celluloseethers zu, unabhängig von Art und Grad der Substituenten. Daher weisen Celluloseether gleicher Viskositätsklasse, ob MC, HPMC oder HEMC, bei konstanter Konzentration und Temperatur stets die gleichen rheologischen Eigenschaften auf. Bei steigender Temperatur bilden sich Strukturgele, die zu stark thixotropem Fließverhalten führen. Hochkonzentrierte Celluloseether mit niedriger Viskosität zeigen bereits unterhalb der Geltemperatur Thixotropie. Diese Eigenschaft ist für die Nivellierung und das Ausgleichen von Setzungen beim Baumörtelbau von großem Vorteil.
Hier muss erklärt werden, dass je höher die Viskosität vonCelluloseetherJe besser die Wasserretention, desto höher ist jedoch die Viskosität. Dies führt zu einem höheren relativen Molekulargewicht des Celluloseethers und einer entsprechenden Abnahme seiner Löslichkeit, was sich negativ auf die Mörtelkonzentration und die Bauleistung auswirkt. Höhere Viskosität bewirkt zwar eine deutlichere Verdickung des Mörtels, jedoch ist dieser Effekt nicht vollständig proportional. Einige Celluloseether mit mittlerer und niedriger Viskosität zeigen eine bessere Verbesserung der Festigkeit von Nassmörtel. Mit steigender Viskosität verbessert sich die Wasserretention des Celluloseethers.
Veröffentlichungsdatum: 28. April 2024