L'éther de cellulose est un polymère synthétique obtenu par modification chimique de la cellulose naturelle. Dérivé de la cellulose naturelle, sa production diffère de celle des autres polymères synthétiques. Sa matière première de base est la cellulose, un polymère naturel. Du fait de sa structure particulière, la cellulose naturelle ne réagit pas directement avec les agents d'éthérification. Cependant, après traitement avec un agent gonflant, les fortes liaisons hydrogène entre les chaînes moléculaires sont rompues, libérant ainsi des groupes hydroxyle qui transforment la cellulose en une cellulose alcaline réactive. On obtient alors l'éther de cellulose.
Dans les mortiers prêts à l'emploi, la quantité d'éther de cellulose ajoutée est très faible, mais elle améliore considérablement les performances du mortier humide. C'est un additif essentiel qui influe sur la qualité de sa mise en œuvre. Un choix judicieux d'éthers de cellulose, en fonction de leur variété, de leur viscosité, de leur granulométrie, de leur degré de viscosité et de leur dosage, contribue à améliorer les performances des mortiers secs. Actuellement, de nombreux mortiers de maçonnerie et d'enduit présentent une faible rétention d'eau et la suspension aqueuse se sépare après quelques minutes de repos.
La rétention d'eau est une propriété importante de l'éther de méthylcellulose, à laquelle de nombreux fabricants de mortiers secs, notamment dans les régions du sud où les températures sont élevées, accordent une grande importance. Parmi les facteurs influençant la rétention d'eau d'un mortier sec, on peut citer la quantité d'éther de méthylcellulose ajoutée, sa viscosité, la finesse des particules et la température ambiante.
Les propriétés des éthers de cellulose dépendent du type, du nombre et de la distribution des substituants. Leur classification repose également sur le type de substituants, le degré d'éthérification, la solubilité et les propriétés d'application associées. Selon le type de substituants sur la chaîne moléculaire, on distingue les monoéthers et les éthers mixtes. Le MC couramment utilisé est un monoéther, tandis que l'HPMC est un éther mixte. L'éther de méthylcellulose (MC) est obtenu par substitution du groupe hydroxyle du glucose de la cellulose naturelle par un groupe méthoxy. Sa formule structurale est [COH7O2(OH)3-h(OCH3)h]x. Une partie du groupe hydroxyle de l'unité est substituée par un groupe méthoxy, et l'autre partie est remplacée par un groupe hydroxypropyle, la formule structurale est [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x Éther d'éthylméthylcellulose HEMC, ce sont les principales variétés largement utilisées et vendues sur le marché.
En termes de solubilité, on distingue les éthers de cellulose ioniques et non ioniques. Les éthers de cellulose non ioniques, solubles dans l'eau, sont principalement composés de deux séries d'alkyléthers et d'hydroxyalkyléthers. La CMC ionique est principalement utilisée dans les détergents synthétiques, l'impression et la teinture textile, l'agroalimentaire et l'exploration pétrolière. Les MC non ioniques, HPMC, HEMC, etc., sont principalement utilisées dans les matériaux de construction, les revêtements en latex, les produits pharmaceutiques, les produits chimiques d'usage courant, etc. Elles servent d'épaississants, d'agents de rétention d'eau, de stabilisants, de dispersants et d'agents filmogènes.
Rétention d'eau de l'éther de cellulose : Dans la production de matériaux de construction, notamment de mortiers en poudre sèche, l'éther de cellulose joue un rôle irremplaçable, en particulier dans la fabrication de mortiers spéciaux (mortiers modifiés), où il constitue un composant indispensable. L'importance de l'éther de cellulose hydrosoluble dans le mortier repose principalement sur trois aspects :
1. Excellente capacité de rétention d'eau
2. Effet sur la consistance et la thixotropie du mortier
3. Interaction avec le ciment.
L'effet de rétention d'eau de l'éther de cellulose dépend de l'absorption d'eau de la couche de base, de la composition du mortier, de l'épaisseur de la couche de mortier, des besoins en eau du mortier et du temps de prise du liant. La rétention d'eau de l'éther de cellulose provient de sa propre solubilité et de sa déshydratation. Comme on le sait, bien que la chaîne moléculaire de la cellulose contienne un grand nombre de groupes OH hautement hydratables, elle est insoluble dans l'eau en raison de sa structure hautement cristalline. L'hydratation des groupes hydroxyle seuls est insuffisante pour rompre les fortes liaisons hydrogène et les forces de van der Waals entre les molécules. Par conséquent, la cellulose gonfle sans se dissoudre dans l'eau. L'introduction d'un substituant dans la chaîne moléculaire rompt non seulement les liaisons hydrogène, mais aussi les liaisons hydrogène interchaînes, du fait de son insertion entre les chaînes adjacentes. Plus le substituant est volumineux, plus la distance entre les molécules est grande. Plus l'effet de la rupture des liaisons hydrogène est important, plus l'éther de cellulose devient soluble dans l'eau après l'expansion du réseau cellulosique et la pénétration de la solution, formant une solution à haute viscosité. Lorsque la température augmente, l'hydratation du polymère diminue et l'eau intercalée entre les chaînes est expulsée. Lorsque la déshydratation est suffisante, les molécules commencent à s'agréger, formant un gel à structure tridimensionnelle qui se déploie.
Date de publication : 6 décembre 2022