L'éther de cellulose est un polymère synthétique fabriqué à partir de cellulose naturelle comme matière première par modification chimique.L'éther de cellulose est un dérivé de la cellulose naturelle, la production d'éther de cellulose et le polymère synthétique sont différents, son matériau le plus basique est la cellulose, des composés polymères naturels.En raison de la particularité de la structure naturelle de la cellulose, la cellulose elle-même n'a pas la capacité de réagir avec un agent éthérifiant.Mais après le traitement de l'agent gonflant, les fortes liaisons hydrogène entre les chaînes moléculaires et les chaînes ont été détruites, et l'activité du groupe hydroxyle a été libérée dans la cellulose alcaline avec une capacité de réaction, et l'éther de cellulose a été obtenu par la réaction de l'agent éthérifiant - le groupe OH dans — Groupe OU.
Les propriétés des éthers de cellulose dépendent du type, du nombre et de la répartition des substituants.La classification de l'éther de cellulose est également basée sur le type de substituants, le degré d'éthérification, la solubilité et l'application associée.Selon le type de substituants sur la chaîne moléculaire, il peut être divisé en éther simple et éther mixte.MC est généralement utilisé sous forme d’éther simple, tandis que HPmc est un éther mixte.L'éther de méthylcellulose MC est une unité de glucose de cellulose naturelle sur l'hydroxyle est le méthoxyde remplacé par la formule de structure du produit [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose HPmc est une unité sur l'hydroxyle fait partie du méthoxyde remplacé, une autre partie du produit remplacé par l'hydroxypropyle, la formule développée est [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X et l'éther d'hydroxyéthylméthylcellulose HEmc, qui est largement utilisé et vendu sur le marché.
La solubilité peut être divisée en type ionique et type non ionique.L'éther de cellulose non ionique soluble dans l'eau est principalement composé d'éther alkylique et d'éther alkylique hydroxyle, deux séries de variétés.Ionic Cmc est principalement utilisé dans l’exploitation des détergents synthétiques, du textile, de l’imprimerie, de l’alimentation et du pétrole.MC, HPmc, HEmc non ioniques et autres principalement utilisés dans les matériaux de construction, les revêtements en latex, la médecine, la chimie quotidienne et d'autres aspects.Comme agent épaississant, agent de rétention d'eau, stabilisant, dispersant, agent filmogène.
Rétention d'eau dans l'éther de cellulose
Dans la production de matériaux de construction, notamment de mortier sec, l'éther de cellulose joue un rôle irremplaçable, notamment dans la production de mortier spécial (mortier modifié), et constitue un élément indispensable.
Le rôle important de l'éther de cellulose hydrosoluble dans le mortier a principalement trois aspects : l'un est l'excellente capacité de rétention d'eau, le second est l'influence de la consistance et de la thixotropie du mortier, et le troisième est l'interaction avec le ciment.
La rétention d'eau de l'éther de cellulose dépend de la base d'hydroscopie, de la composition du mortier, de l'épaisseur de la couche de mortier, de la demande en eau du mortier et du temps de condensation du matériau de condensation.La rétention d'eau de l'éther de cellulose provient de la solubilité et de la déshydratation de l'éther de cellulose lui-même.Il est bien connu que les chaînes moléculaires de la cellulose, bien qu'elles contiennent un grand nombre de groupes OH hautement hydratés, sont insolubles dans l'eau en raison de leur structure hautement cristalline.La capacité d’hydratation des groupes hydroxyle à elle seule ne suffit pas à financer les fortes liaisons hydrogène intermoléculaires et les forces de Van der Waals.Lorsque des substituants sont introduits dans la chaîne moléculaire, non seulement ils détruisent la chaîne hydrogène, mais les liaisons hydrogène interchaînes sont également rompues en raison du coincement des substituants entre les chaînes adjacentes.Plus les substituants sont gros, plus la distance entre les molécules est grande.Plus la destruction de l'effet de liaison hydrogène, l'expansion du réseau de cellulose, la solution dans l'éther de cellulose devient soluble dans l'eau, la formation d'une solution à haute viscosité.À mesure que la température augmente, l’hydratation du polymère diminue et l’eau entre les chaînes est chassée.Lorsque l’effet déshydratant est suffisant, les molécules commencent à s’agréger et le gel se déplie en un réseau tridimensionnel.Les facteurs affectant la rétention d'eau du mortier comprennent la viscosité de l'éther de cellulose, le dosage, la finesse des particules et la température de service.
Plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleures sont les performances de rétention d'eau et la viscosité de la solution de polymère.Le poids moléculaire (degré de polymérisation) du polymère est également déterminé par la longueur et la morphologie de la structure moléculaire de la chaîne, et la répartition du nombre de substituants affecte directement la plage de viscosité.[eta] = Km alpha
Viscosité intrinsèque des solutions de polymères
Poids moléculaire du polymère M
constante caractéristique du polymère α
Coefficient de viscosité K de la solution
La viscosité de la solution de polymère dépend du poids moléculaire du polymère.La viscosité et la concentration des solutions d'éther de cellulose sont liées à diverses applications.Par conséquent, chaque éther de cellulose a de nombreuses spécifications de viscosité différentes, la régulation de la viscosité se fait également principalement par la dégradation de la cellulose alcaline, à savoir la fracture de la chaîne moléculaire de la cellulose.
Pour la taille des particules, plus les particules sont fines, meilleure est la rétention d’eau.Les grosses particules d'éther de cellulose entrent en contact avec l'eau, la surface se dissout immédiatement et forme un gel pour envelopper le matériau afin d'empêcher les molécules d'eau de continuer à pénétrer, parfois une agitation prolongée ne peut pas être uniformément dissoute, la formation d'une solution floculante boueuse ou agglomérer.La solubilité de l’éther de cellulose est l’un des facteurs permettant de choisir l’éther de cellulose.
Épaississement et thixotropie de l'éther de cellulose
Le deuxième effet de l'éther de cellulose – l'épaississement dépend du degré de polymérisation de l'éther de cellulose, de la concentration de la solution, du taux de cisaillement, de la température et d'autres conditions.La propriété de gélification de la solution est unique à l'alkylcellulose et à ses dérivés modifiés.Les caractéristiques de gélification sont liées au degré de substitution, à la concentration de la solution et aux additifs.Pour les dérivés modifiés par hydroxyle alkyle, les propriétés du gel sont également liées au degré de modification hydroxyle alkyle.Pour la concentration de solution de MC et HPmc à faible viscosité, une solution de concentration de 10 % à 15 % peut être préparée, une solution de MC et HPmc à viscosité moyenne peut être préparée à 5 % à 10 % et une solution de MC et HPmc à haute viscosité ne peut être préparée qu'à 2 % à 3 %. solution, et généralement la viscosité de l'éther de cellulose est également classée par solution à 1 % à 2 %.L'efficacité de l'épaississant à l'éther de cellulose de poids moléculaire élevé, la même concentration de solution, différents polymères de poids moléculaire ont une viscosité, une viscosité et un poids moléculaire différents peuvent être exprimés comme suit, [η] = 2,92 × 10-2 (DPn) 0,905, DPn est la moyenne degré de polymérisation élevé.Éther de cellulose de faible poids moléculaire pour en ajouter davantage pour atteindre la viscosité cible.Sa viscosité dépend moins du taux de cisaillement, une viscosité élevée pour atteindre la viscosité cible, la quantité nécessaire pour en ajouter moins, la viscosité dépend de l'efficacité d'épaississement.Par conséquent, pour obtenir une certaine consistance, une certaine quantité d’éther de cellulose (concentration de la solution) et la viscosité de la solution doivent être garanties.La température de gélification de la solution diminuait linéairement avec l'augmentation de la concentration de la solution, et la gélification se produisait à température ambiante après avoir atteint une certaine concentration.HPmc a une concentration élevée de gélification à température ambiante.
La consistance peut également être ajustée en sélectionnant la taille des particules et les éthers de cellulose avec différents degrés de modification.La soi-disant modification est l’introduction d’un groupe hydroxyle alkyle dans un certain degré de substitution sur la structure du squelette du MC.En modifiant les valeurs de substitution relatives des deux substituants, c'est-à-dire les valeurs de substitution relatives DS et MS des groupes méthoxy et hydroxyle.Diverses propriétés de l'éther de cellulose sont requises en modifiant les valeurs de substitution relatives de deux types de substituants.
la relation entre cohérence et modification.Dans la figure 5, l'ajout d'éther de cellulose affecte la consommation d'eau du mortier et modifie le rapport eau-liant de l'eau et du ciment, ce qui constitue l'effet épaississant.Plus le dosage est élevé, plus la consommation d'eau est importante.
Les éthers de cellulose utilisés dans les matériaux de construction en poudre doivent se dissoudre rapidement dans l'eau froide et donner au système la consistance adéquate.Si un taux de cisaillement donné est toujours floculant et colloïdal, il s'agit d'un produit de qualité inférieure ou de mauvaise qualité.
Il existe également une bonne relation linéaire entre la consistance du coulis de ciment et le dosage d'éther de cellulose, l'éther de cellulose peut augmenter considérablement la viscosité du mortier, plus le dosage est élevé, plus l'effet est évident.
La solution aqueuse d'éther de cellulose à haute viscosité présente une thixotropie élevée, qui est l'une des caractéristiques de l'éther de cellulose.Les solutions aqueuses de polymères de type Mc ont généralement une fluidité pseudoplastique non thixotrope inférieure à leur température de gel, mais des propriétés d'écoulement newtoniennes à de faibles taux de cisaillement.La pseudoplasticité augmente avec l'augmentation du poids moléculaire ou de la concentration d'éther de cellulose et est indépendante du type et du degré de substituant.Ainsi, les éthers de cellulose de même grade de viscosité, qu'ils soient MC, HPmc ou HEmc, présentent toujours les mêmes propriétés rhéologiques tant que la concentration et la température restent constantes.Lorsque la température augmente, un gel structurel se forme et un écoulement thixotropique élevé se produit.Les éthers de cellulose à forte concentration et à faible viscosité présentent une thixotropie même en dessous de la température du gel.Cette propriété est d'un grand avantage pour la construction de mortier de construction afin d'ajuster son débit et sa propriété de suspension.Il faut expliquer ici que plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la rétention d'eau, mais plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire relatif de l'éther de cellulose est élevé, ce qui entraîne une réduction correspondante de sa solubilité, ce qui a un impact négatif sur la concentration du mortier et les performances de construction.Plus la viscosité est élevée, plus l'effet épaississant du mortier est évident, mais il ne s'agit pas d'une relation proportionnelle complète.Certains éthers de cellulose à faible viscosité, mais modifiés pour améliorer la résistance structurelle du mortier humide, ont des performances plus excellentes, avec l'augmentation de la viscosité, la rétention d'eau de l'éther de cellulose est améliorée.
Heure de publication : 30 mars 2022