Hydroxypropylméthylcellulose - Foire aux questions

1. Quelle est la principale application de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) ?

L'HPMC est largement utilisée dans les matériaux de construction, les revêtements, les résines synthétiques, la céramique, la pharmacie, l'agroalimentaire, le textile, l'agriculture, les cosmétiques, le tabac et d'autres industries. Selon son usage, l'HPMC se décline en trois qualités : construction, alimentaire et pharmaceutique. Actuellement, la plupart des produits commercialisés en Chine sont de qualité construction. Dans ce domaine, environ 90 % de l'HPMC est utilisée comme enduit de rebouchage, le reste servant à la fabrication de mortiers et de colles.

2. Il existe plusieurs types d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), et quelles sont les différences dans leurs utilisations ?

L'HPMC se divise en deux catégories : à dissolution instantanée et à dissolution à chaud. L'HPMC à dissolution instantanée se disperse rapidement dans l'eau froide et s'y dissout complètement. À ce stade, le liquide est fluide car l'HPMC est simplement dispersée dans l'eau sans dissolution réelle. Après environ deux minutes, sa viscosité augmente progressivement, formant un colloïde visqueux et transparent. L'HPMC à dissolution à chaud, quant à elle, se disperse rapidement dans l'eau chaude au contact de l'eau froide et s'y dissout complètement. Lorsque la température descend en dessous d'un certain seuil, sa viscosité augmente lentement jusqu'à la formation d'un colloïde visqueux et transparent. L'HPMC à dissolution à chaud est exclusivement destinée aux enduits et mortiers en poudre. Elle ne peut être utilisée dans les colles et peintures liquides en raison du phénomène de grumeaux qu'elle provoque. L'HPMC à dissolution instantanée offre un champ d'application plus large. Elle peut être utilisée aussi bien dans les enduits et mortiers en poudre que dans les colles et peintures liquides, sans aucune contre-indication.

3. Quelles sont les méthodes de dissolution de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) ?

Méthode de dissolution à l'eau chaude : L'HPMC étant insoluble dans l'eau chaude, elle peut être dispersée uniformément dans l'eau chaude au départ, puis se dissoudre rapidement lors du refroidissement. Deux méthodes typiques sont décrites ci-dessous :

1) Versez la quantité d'eau chaude nécessaire dans le récipient et chauffez-la à environ 70 °C. L'hydroxypropylméthylcellulose est ajoutée progressivement sous agitation lente ; initialement, l'HPMC flotte à la surface de l'eau, puis forme progressivement une suspension qui est refroidie sous agitation.

2) ajouter 1/3 ou 2/3 de la quantité d'eau requise dans le récipient et la chauffer à 70 °C, disperser l'HPMC selon la méthode de 1) et préparer une suspension d'eau chaude ; puis ajouter la quantité restante d'eau froide à la suspension d'eau chaude, le mélange a été refroidi après agitation.

Méthode de mélange de poudres : mélanger la poudre d’HPMC avec une grande quantité d’autres substances pulvérulentes, bien mélanger à l’aide d’un mélangeur, puis ajouter de l’eau pour dissoudre le tout. L’HPMC se dissout alors instantanément sans agglomération, car elle est présente en très faible quantité dans chaque recoin de la poudre et se dissout immédiatement au contact de l’eau. — Les fabricants de mortiers et de mastics en poudre utilisent cette méthode. [L’hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est utilisée comme épaississant et agent de rétention d’eau dans les mortiers et mastics en poudre.]

4. Comment juger la qualité de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) de manière simple et intuitive ?

(1) Blancheur : Bien que la blancheur ne permette pas de déterminer la facilité d’utilisation de l’HPMC, et que l’ajout d’agents blanchissants lors de la production puisse en altérer la qualité, la plupart des produits de qualité présentent une blancheur satisfaisante.

(2) Finesse : La finesse de l’HPMC se situe généralement entre 80 et 100 mesh, 120 mesh étant une valeur inférieure. La majeure partie de l’HPMC produite dans le Hebei a une granulométrie de 80 mesh. En règle générale, plus la finesse est élevée, meilleure est la qualité.

(3) Transparence lumineuse : dissoudre l’hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) dans l’eau pour former un colloïde transparent, puis mesurer sa transmittance lumineuse. Plus la transmittance est élevée, meilleure est la qualité du produit, indiquant une faible teneur en insolubles. La perméabilité des réacteurs verticaux est généralement bonne, contrairement à celle des réacteurs horizontaux. Toutefois, cela ne signifie pas que la qualité des réacteurs verticaux soit supérieure à celle des réacteurs horizontaux ; la qualité du produit dépend de nombreux facteurs.

(4) Densité : Plus la densité est élevée, meilleure est la qualité du matériau. Une densité élevée est généralement due à une forte teneur en groupes hydroxypropyle, ce qui améliore la rétention d’eau.

5. Quelle est la quantité d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) dans la poudre de mastic ?

La quantité d'HPMC utilisée en pratique varie selon le climat, la température, la teneur en calcium des cendres locales, la formulation du mastic et les exigences des clients. Généralement, on utilise entre 4 et 5 kg. Par exemple : à Pékin, la plupart des mastics contiennent 5 kg ; au Guizhou, la quantité est de 5 kg en été et de 4,5 kg en hiver ; au Yunnan, elle est relativement faible, généralement de 3 à 4 kg, etc.

6. Quelle est la viscosité appropriée de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) ?

Le mastic en poudre coûte généralement 100 000 yuans, et les exigences relatives au mortier sont plus élevées ; un prix de 150 000 yuans est généralement requis pour une utilisation aisée. Par ailleurs, la fonction principale de l'HPMC est la rétention d'eau, suivie de son pouvoir épaississant. Pour le mastic en poudre, une bonne rétention d'eau et une faible viscosité (70 000 à 80 000) suffisent. Bien entendu, plus la viscosité est élevée, meilleure est la rétention d'eau. Au-delà de 100 000, la viscosité n'a plus d'influence significative sur la rétention d'eau.

7. Quels sont les principaux indicateurs techniques de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) ?

La teneur en hydroxypropyle et la viscosité sont deux indicateurs importants pour la plupart des utilisateurs. Les produits à forte teneur en hydroxypropyle présentent généralement une meilleure rétention d'eau. Un produit à viscosité élevée offre une meilleure rétention d'eau, relative (et non absolue), et est donc plus adapté aux mortiers de ciment.

8. Quelles sont les principales matières premières de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) ?

Les principales matières premières de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) : coton raffiné, chlorure de méthyle, oxyde de propylène et autres matières premières, soude caustique, acide, toluène, isopropanol, etc.

9. Quelle est la fonction principale de l'application de l'HPMC dans la poudre de mastic, et cela se produit-il chimiquement ?

Dans le mastic en poudre, l'HPMC joue trois rôles : épaississant, rétenteur d'eau et liant. Épaississant : la cellulose permet de maintenir la solution en suspension et homogène, évitant ainsi les coulures. Rétenteur d'eau : il assure un séchage lent du mastic et favorise la réaction du calcium des cendres au contact de l'eau. Liant : la cellulose possède un effet lubrifiant, conférant au mastic une bonne adhérence. L'HPMC ne participe pas aux réactions chimiques, mais joue un rôle auxiliaire. L'ajout d'eau au mastic et son application sur le mur constituent une réaction chimique, avec la formation de nouvelles substances. Si le mastic est retiré du mur, broyé en poudre et réutilisé, il perdra son efficacité car de nouvelles substances (carbonate de calcium) se seront formées. Les principaux composants de la poudre de calcium de cendre sont : un mélange de Ca(OH)2, de CaO et d'une petite quantité de CaCO3, CaO+H2O=Ca(OH)2—Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O Le calcium de cendre est dans l'eau et l'air. Sous l'action du CO2, du carbonate de calcium est généré, tandis que l'HPMC ne fait que retenir l'eau, favorisant une meilleure réaction du calcium de cendre, et ne participe à aucune réaction elle-même.

10. L'HPMC est un éther de cellulose non ionique, alors qu'est-ce que non ionique ?

En termes simples, les non-ions sont des substances qui ne s'ionisent pas dans l'eau. L'ionisation désigne le processus par lequel un électrolyte se dissocie en ions chargés, capables de se déplacer librement dans un solvant spécifique (comme l'eau ou l'alcool). Par exemple, le chlorure de sodium (NaCl), le sel que nous consommons quotidiennement, se dissout dans l'eau et s'ionise pour produire des ions sodium (Na+), chargés positivement, et des ions chlorure (Cl-), chargés négativement. Autrement dit, lorsqu'on place l'HPMC dans l'eau, elle ne se dissocie pas en ions chargés, mais reste sous forme de molécules.

11. À quoi est liée la température de gélification de l'hydroxypropylméthylcellulose ?

La température de gélification de l'HPMC est liée à sa teneur en méthoxy ; plus la teneur en méthoxy est faible ↓, plus la température de gélification est élevée ↑.

12. Existe-t-il une relation entre la goutte de poudre de mastic et l'HPMC ?

La perte de poudre de mastic est principalement liée à la qualité du calcium des cendres et peu à l'HPMC. Une faible teneur en calcium du calcium gris et un rapport CaO/Ca(OH)₂ inadéquat dans ce dernier entraînent une perte de poudre. Si l'HPMC est en cause, une mauvaise rétention d'eau peut également provoquer une perte de poudre. Pour plus de détails, veuillez consulter la question 9.

13. Quelle est la différence entre le type instantané à l'eau froide et le type soluble à chaud de l'hydroxypropylméthylcellulose dans le processus de production ?

L'HPMC instantanée à dissolution rapide dans l'eau froide est traitée en surface avec du glyoxal et se disperse rapidement dans l'eau froide, mais ne se dissout pas complètement. Elle ne se dissout que lorsque la viscosité augmente. Les HPMC thermofusibles ne sont pas traitées en surface avec du glyoxal. Si la quantité de glyoxal est importante, la dispersion est rapide, mais la viscosité augmente lentement ; si la quantité est faible, c'est l'inverse.

14. Quelle est l'odeur de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) ?

L'HPMC produite par la méthode au solvant utilise le toluène et l'isopropanol comme solvants. Si le lavage est insuffisant, une légère odeur résiduelle peut subsister.

15. Comment choisir une hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) adaptée à différents usages ?

Application de mastic en poudre : les exigences sont faibles, une viscosité de 100 000 est suffisante ; l’important est de bien maintenir une bonne hydratation. Application de mortier : exigences plus élevées, viscosité élevée (150 000 est préférable). Application de colle : des produits instantanés à haute viscosité sont nécessaires.

16. Quel est l'alias de l'hydroxypropylméthylcellulose ?

Hydroxypropylméthylcellulose, en anglais : Hydroxypropylméthylcellulose. Abréviation : HPMC ou MHPC. Synonymes : hypromellose ; éther méthylique hydroxypropylique de cellulose ; hypromellose, cellulose, éther 2-hydroxypropylméthylique de cellulose. Éther méthylique hydroxypropylique de cellulose. Hyprolose.

17. L'application de l'HPMC dans la poudre à mastic, quelle est la raison des bulles dans la poudre à mastic ?

Dans le mastic en poudre, l'HPMC joue trois rôles : épaississant, agent de rétention d'eau et liant. Il ne participe à aucune réaction chimique. Causes de la formation de bulles : 1. Trop d'eau. 2. La couche inférieure n'est pas sèche ; si vous appliquez une nouvelle couche par-dessus, elle risque de mousser.

18. Quelle est la formule du mastic en poudre pour les murs intérieurs et extérieurs ?

Enduit de rebouchage en poudre pour parois intérieures : 800 kg de calcium lourd, 150 kg de calcium cendré (on peut ajouter, le cas échéant, de l’éther d’amidon, du vert pur, de la terre de Pengrun, de l’acide citrique, du polyacrylamide, etc.)
Enduit de lissage pour murs extérieurs : ciment 350 kg, chaux lourde 500 kg, sable de quartz 150 kg, poudre de latex 8 à 12 kg, éther de cellulose 3 kg, éther d’amidon 0,5 kg, fibres de bois 2 kg

19. Quelle est la différence entre HPMC et MC ?

La méthylcellulose (MC) est un éther de cellulose obtenu par traitement du coton raffiné avec une solution alcaline, en utilisant le chlorure de méthane comme agent d'éthérification, et en faisant subir une série de réactions. Son degré de substitution est généralement compris entre 1,6 et 2,0, et sa solubilité varie en fonction de ce degré. Il s'agit d'un éther de cellulose non ionique.
(1) La rétention d'eau de la méthylcellulose dépend de sa quantité ajoutée, de sa viscosité, de la finesse de ses particules et de sa vitesse de dissolution. Généralement, plus la quantité ajoutée est importante, la finesse faible et la viscosité élevée, plus la rétention d'eau est importante. Parmi les paramètres étudiés, la quantité ajoutée a l'impact le plus significatif sur la rétention d'eau, tandis que la viscosité n'est pas directement proportionnelle à cette dernière. La vitesse de dissolution dépend principalement du degré de modification de surface des particules de cellulose et de leur finesse. Parmi les éthers de cellulose mentionnés, la méthylcellulose et l'hydroxypropylméthylcellulose présentent les taux de rétention d'eau les plus élevés.
(2) La méthylcellulose est soluble dans l'eau froide et difficilement soluble dans l'eau chaude. Sa solution aqueuse est très stable dans la gamme de pH 3 à 12. Elle présente une bonne compatibilité avec l'amidon, la gomme de guar, etc., et de nombreux tensioactifs. La gélification se produit lorsque la température atteint sa température de gélification.
(3) Les variations de température affectent considérablement le taux de rétention d'eau de la méthylcellulose. En général, plus la température est élevée, plus la rétention d'eau est faible. Si la température du mortier dépasse 40 °C, la rétention d'eau de la méthylcellulose diminue significativement, ce qui compromet sérieusement la mise en œuvre du mortier.
(4) La méthylcellulose a une influence significative sur la mise en œuvre et l'adhérence du mortier. L'« adhérence » désigne ici la force d'adhérence entre l'outil d'application et le support mural, c'est-à-dire la résistance au cisaillement du mortier. Une forte adhérence, une résistance au cisaillement élevée et une force d'application importante sont requises, ce qui nuit aux performances de mise en œuvre du mortier. L'adhérence de la méthylcellulose est modérée dans les produits à base d'éther de cellulose.

L'HPMC, ou hydroxypropylméthylcellulose, est un éther mixte de cellulose non ionique obtenu à partir de coton raffiné après alcalinisation, en utilisant l'oxyde de propylène et le chlorure de méthyle comme agents d'éthérification, et par une série de réactions. Son degré de substitution est généralement de 1,2 à 2,0. Ses propriétés varient en fonction des proportions de groupes méthoxyle et hydroxypropyle.

(1) L'hydroxypropylméthylcellulose est facilement soluble dans l'eau froide, mais difficilement soluble dans l'eau chaude. Cependant, sa température de gélification dans l'eau chaude est nettement supérieure à celle de la méthylcellulose. Sa solubilité dans l'eau froide est également bien meilleure que celle de la méthylcellulose.
(2) La viscosité de l'hydroxypropylméthylcellulose est liée à sa masse moléculaire : plus la masse moléculaire est élevée, plus la viscosité est importante. La température influe également sur sa viscosité ; elle diminue lorsque la température augmente. Cependant, sa viscosité élevée est moins sensible aux variations de température que celle de la méthylcellulose. Sa solution est stable à température ambiante.
(3) L'hydroxypropylméthylcellulose est stable en milieu acide et alcalin, et sa solution aqueuse est très stable dans la gamme de pH 2 à 12. La soude caustique et l'eau de chaux ont peu d'effet sur ses propriétés, mais les bases peuvent accélérer sa dissolution et augmenter sa viscosité. L'hydroxypropylméthylcellulose est stable aux sels courants, mais lorsque la concentration de la solution saline est élevée, la viscosité de la solution d'hydroxypropylméthylcellulose tend à augmenter.
(4) La rétention d'eau de l'hydroxypropylméthylcellulose dépend de sa quantité ajoutée, de sa viscosité, etc., et son taux de rétention d'eau sous la même quantité ajoutée est supérieur à celui de la méthylcellulose.
(5) L'hydroxypropylméthylcellulose peut être mélangée à des composés polymères hydrosolubles pour former une solution uniforme et de viscosité plus élevée. Par exemple : alcool polyvinylique, éther d'amidon, gomme végétale, etc.
(6) L'adhérence de l'hydroxypropylméthylcellulose à la construction du mortier est supérieure à celle de la méthylcellulose.
(7) L'hydroxypropylméthylcellulose a une meilleure résistance aux enzymes que la méthylcellulose, et sa solution est moins susceptible d'être dégradée par les enzymes que la méthylcellulose.

20. À quoi faut-il prêter attention lors de l'application concrète de la relation entre la viscosité et la température de l'HPMC ?

La viscosité de l'HPMC est inversement proportionnelle à la température : elle augmente lorsque la température diminue. La viscosité d'un produit dont on parle généralement correspond au résultat du test effectué sur une solution aqueuse à 2 % à une température de 20 °C.

En pratique, il convient de noter que dans les régions où les écarts de température entre l'été et l'hiver sont importants, il est recommandé d'utiliser une viscosité relativement faible en hiver, ce qui facilite la mise en œuvre. En effet, par basses températures, la viscosité de la cellulose augmente, rendant son application plus difficile.

Viscosité moyenne : 75 000 à 100 000, principalement utilisée pour le mastic.

Raison : bonne rétention d'eau

Viscosité élevée : 150 000 à 200 000. Principalement utilisée pour le mortier d'isolation thermique à base de particules de polystyrène, de poudre de caoutchouc et de microbilles vitrifiées.

Raison : La viscosité élevée empêche le mortier de se détacher ou de s'affaisser facilement, améliorant ainsi la solidité de la construction.

Mais d'une manière générale, plus la viscosité est élevée, meilleure est la rétention d'eau. Par conséquent, compte tenu du coût, de nombreuses usines de mortier en poudre sèche remplacent la cellulose de viscosité moyenne et faible (20 000 à 40 000) par de la cellulose de viscosité moyenne (20 000 à 40 000) afin de réduire la quantité ajoutée.