L'éther de cellulose est un composé polymère synthétisé à partir de cellulose naturelle par un procédé d'éthérification ; c'est un excellent épaississant et agent de rétention d'eau.
Contexte de la recherche
Ces dernières années, les éthers de cellulose sont largement utilisés dans les mortiers secs. Parmi les plus courants figurent les éthers de cellulose non ioniques, tels que l'éther de méthylcellulose (MC), l'éther d'hydroxyéthylcellulose (HEC), l'éther d'hydroxyéthylcellulose et de méthylcellulose (HEMC) et l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC). À l'heure actuelle, la littérature sur la mesure de la viscosité des solutions d'éthers de cellulose est peu abondante. En France, seules quelques normes et monographies définissent la méthode d'essai de la viscosité de ces solutions.
Méthode de préparation d'une solution d'éther de cellulose
Préparation d'une solution d'éther de méthylcellulose
Les éthers de méthylcellulose désignent les éthers de cellulose contenant des groupements méthyle dans leur molécule, tels que la MC, l'HEMC et l'HPMC. Du fait de l'hydrophobicité du groupement méthyle, les solutions d'éthers de cellulose qui en contiennent présentent des propriétés de gélification thermique : elles sont insolubles dans l'eau chaude à une température supérieure à leur température de gélification (environ 60-80 °C). Afin d'éviter la formation d'agglomérats, chauffez l'eau au-dessus de sa température de gélification (environ 80-90 °C), puis ajoutez la poudre d'éther de cellulose. Mélangez pour disperser la poudre, puis laissez refroidir à la température souhaitée afin d'obtenir une solution homogène.
Propriétés de solubilité des éthers contenant de la méthylcellulose non traitée en surface
Afin d'éviter l'agglomération de l'éther de cellulose lors de sa dissolution, les fabricants effectuent parfois un traitement chimique de surface sur les produits en poudre pour retarder la dissolution. Celle-ci intervient après la dispersion complète de l'éther de cellulose, qui peut donc être dispersé directement dans de l'eau froide à pH neutre sans formation d'agglomérats. Plus le pH de la solution est élevé, plus le temps de dissolution de l'éther de cellulose à dissolution retardée est court. À l'inverse, un pH trop élevé supprime la solubilité retardée de l'éther de cellulose et provoque la formation d'agglomérats lors de sa dissolution. Il est donc nécessaire d'ajuster le pH de la solution après la dispersion complète de l'éther de cellulose.
Propriétés de solubilité des éthers contenant de la méthylcellulose traitée en surface
Préparation d'une solution d'éther d'hydroxyéthylcellulose
L'éther d'hydroxyéthylcellulose (HEC) en solution ne gélifie pas thermiquement ; par conséquent, l'HEC non traité en surface forme des agglomérats dans l'eau chaude. Les fabricants procèdent généralement à un traitement chimique de surface de l'HEC en poudre afin de retarder sa dissolution et de permettre sa dispersion directe dans l'eau froide à pH neutre sans formation d'agglomérats. De même, dans une solution fortement alcaline, l'HEC peut également former des agglomérats en raison d'une perte de solubilité retardée. La barbotine de ciment étant alcaline après hydratation et son pH se situant entre 12 et 13, la vitesse de dissolution de l'éther de cellulose traité en surface dans la barbotine est également très rapide.
Propriétés de solubilité de l'HEC traité en surface
Conclusion et analyse
1. Processus de dispersion
Afin d'éviter tout effet indésirable sur la durée du test dû à la lente dissolution des substances de traitement de surface, il est recommandé d'utiliser de l'eau chaude pour la préparation.
2. Processus de refroidissement
Les solutions d'éther de cellulose doivent être agitées et refroidies à température ambiante pour réduire la vitesse de refroidissement, ce qui nécessite des temps de test plus longs.
3. Processus d'agitation
Après avoir ajouté l'éther de cellulose à l'eau chaude, veillez à remuer constamment. Lorsque la température de l'eau descend en dessous du point de gélification, l'éther de cellulose commence à se dissoudre et la solution devient progressivement visqueuse. À ce moment-là, réduisez la vitesse d'agitation. Une fois la viscosité souhaitée atteinte, laissez reposer la solution pendant plus de 10 heures afin que les bulles remontent lentement à la surface, éclatent et disparaissent.
Bulles d'air dans une solution d'éther de cellulose
4. Processus d'hydratation
Il convient de mesurer avec précision la qualité de l'éther de cellulose et de l'eau, et d'éviter d'attendre que la solution atteigne une viscosité plus élevée avant de rajouter de l'eau.
5. Test de viscosité
En raison de la thixotropie de la solution d'éther de cellulose, lors de la mesure de sa viscosité, l'insertion du rotor du viscosimètre rotatif dans la solution perturbe cette dernière et fausse les résultats. Il est donc conseillé de laisser reposer le rotor pendant 5 minutes après l'insertion du rotor avant de procéder au test.
Date de publication : 22 mars 2023